上海浦东新区东宝市政实业有限公司上海200125
摘要:桥梁作为保障交通运行的重要工程结构,它的技术状况关系着道路的畅通和行车安全,科学养护、安全运维,确保桥梁健康的全寿命使用周期是桥梁日常养护的目标。本文总结探析各类桥梁结构养护日常检查的重点,以达到精准发现病害的目的。
关键词:安全运维保障、日常检查重点、科学养护
一、现状分析:
随着我国经济建设的发展,各类交通基础设施数量激增,桥梁作为其重要的工程结构,以跨山、越河、立体交通等多种作用形式,为中国路网通达天下发挥着很大的作用。由于交通量和车辆轴载的增加,加速恶化了桥梁的损坏,近年来桥梁垮塌、断裂、倾覆等事故层出不穷。分析事故原因,虽桥梁的数量呈几何增长,但重建轻养,在养护上存在缺少科学的指导思想,对桥梁管理的系统化、规范化、科学化缺乏认识;缺乏规范的对桥梁进行检测评价的方法,且检测设备简陋,难以确保检测准确可靠;缺乏专业的桥梁结构检测人员,思想也存在麻痹大意;缺乏必要的资金投入等是造成桥梁安全隐患的诸多原因。沉浸在建设的巨大成绩的喜悦的同时,也要直面养护存在的各类隐患,我们养护人要切实做好桥梁安全运维保障,加强日常管养、科学养护,为桥梁提供健康的全寿命使用周期。
二、建立有效的桥梁养护管理:
科学地制定桥梁养护政策,编制养护计划,合理分配和使用有限的资金,以保障桥梁具有安全的结构、稳定的工作状态,我们必须建立有效的桥梁养护管理。
1、桥梁养护管理的基本理念:
桥梁作为一个较大的工程结构物,其耐久性也是有限的,病害的发生不可避免,随着时间的推移病害的发展会日益严重,承载力、使用功能等性能随之下降,养护的作用就是极尽可能的延长结构物的使用寿命,有计划的实施检测,尽早发现病害点,适时修复病害。
2、建立桥梁静、动态数据库:
建立桥梁静、动态数据库,形象的理解桥梁数据库管理和人的健康管理如出一辙,结构物的损伤如同人的衰老、生病、受伤,我们为桥梁建立静态数据库,就像建立了病历卡;日常的动态检测病害判定,计算BCI为桥梁评定状态级别,就像人的健康体检、诊断;随后追踪对已发现的病害进行检测、监控就是更专业定期检查或专项检查,就像医生的过程观察;随后的日常养护维修,就像服药、打针、治疗、手术。所以建立数据库管理,对桥梁的全寿命养护管理有着积极意义。
3、组织架构、人员、设备、资金保障:
养护单位建立管理、运维、养护、维修各级的组织架构为桥梁养护做好组织保障;构建技术团队(专家团队、桥梁结构工程师)、养护团队(桥梁养护工程师、专业巡检人员)、作业团队等专业的桥梁养护人才梯队;确保相关的养护、检测、维修的设备供应及资金保障。
三、各类桥梁养护日常检查重点:
由于桥梁的结构形式多样,各类桥梁结构承载受力不同,对养护人员日常的检查重点要求不同,不能千篇一律的随意检查。结合多年工作经验和结构特点,总结各类桥梁养护的日常检查重点:
1、拉索结构桥梁的日常检查重点:
拉索结构桥梁多为系杆拱桥与斜拉桥,索的安全状况是日常检查的重中之重。拉索结构桥梁垮塌事故的发生过程主要是:拉索结构为超静定结构,短吊杆相对刚度大,受力相对大,伸缩缝离短吊杆近,冲击大;吊杆钢铰线外包水泥浆加套筒,套筒锈蚀,水泥浆开裂,渗水钢铰线锈蚀,有效截面减小,重载诱因下,断裂;吊杆断,横梁下落,相邻跨简支板下落;桥面成为飘浮体系而晃动,另一端晃动后断索。可见吊杆拉索损坏是最主要病害原因。
分析其病害演变过程:拱肋封锚混凝土开裂、破损后,雨水沿混凝土裂缝下渗,再从吊杆张拉端锚固装置进入吊杆内部;吊杆表层塑料破裂后,雨水沿裂缝位置处进入吊杆内部;雨水沿锚固端护筒和吊杆结合处的缝隙渗入,再进入吊杆内部,造成索的锈蚀,最终在荷载的作用下断裂。
检查重点及防范方法:对中承式肋拱应加强检测;索结构加强养护和检测,水泥浆防腐的钢索,应换索;安装换索过程要保护好索外套,增设挡水构造;日常对吊杆及上下锚头加强检查;定期养护除锈、涂抹防腐油脂。
2、梁结构桥梁的日常检查重点:
梁结构桥梁多为空心板梁、T梁结构,梁的横向连接状况是日常检查的重中之重。梁结构桥梁垮塌事故的发生过程主要是:梁的横向连接削弱,产生纵向裂缝形成单梁受力,最后产生结构破坏。铰缝完好状态:最大横向分布系数为0.30。铰缝损坏状态:最大横向分布系数0.376,为原设计的0.3—1.3倍,若汽车荷载再超载一倍,则为原设计的2.6倍。单梁状态:最大横向分布系数0.50,是完好状态荷载横向分布系数0.3—1.7倍,若汽车再超载一倍,则荷载横向分布系数为原设计的3.4倍。可见单梁受力对结构的影响之大。
分析其病害演变过程:对空心板梁这类铰接板桥,空心板梁铰缝砼收缩产生缝隙,桥面铺装钢筋配筋率低时,易造成桥面沿梁长顺桥向裂缝,降低横桥向整体性,使荷载横向分布集中,降低桥梁承载能力。浅铰空心板梁铰缝构造较小,施工不注意混凝土强度,活载作用下极易剪裂,而造成桥面产生纵向裂缝。铰缝损坏,传力结构已损坏,但尚能传递剪力;铰缝破坏,铰缝结构已破坏,无法有效传递剪力。对T梁这类刚接梁桥,桥梁上部结构横向联结薄弱,整体性差,易造成桥面纵向裂缝。装配式T梁,横隔板拼缝处下缘焊接钢板脱焊,导致横向整体性差而使桥面产生纵向裂缝。T梁湿接缝钢筋联结差,浇注混凝土后,在车辆荷载作用下混凝土开裂而导致桥面纵向裂缝。
检查重点及防范方法:日常检查多观察桥面出现纵向裂缝、空心板梁间勾缝有渗水痕迹、顺桥向裂缝及下陷、支座缺失或脱空,也可运用相对位移法测试系统由位移计、动态数据采集器、便携式电脑和联接件组成进行检测。发现问题可进行如:铰接改为刚接、横隔板底缘增设钢筋混凝土马蹄、支座更换或垫实、在主梁顶部植筋,铺设双层钢筋网,重做桥面铺装等工艺进行维修。
3、独柱式高架桥的日常检查重点:
独柱式高架桥横向稳定与倾覆是日常检查的重中之重。独柱式高架桥垮塌事故的发生过程主要是:在作用基本组合下,单向受压支座始终保持受压状态。当整联只采用单向受压支座支承时,横向抗倾覆稳定性系数最小为2.5。当在外力作用下荷载受力超出倾覆稳定性时会出现倾覆事故。
分析其病害演变过程:独柱支撑多跨连续曲线梁桥受力复杂弯扭耦合,径向位移不易复原,位移累积导致倾斜,稳定性是独柱式高架桥安全运营的关键。
检查重点及防范方法:对独柱墩桥梁日常多检查支座位移情况及限位装置情况,并对抗倾覆性能评估,不满足要求时,及时进行抗倾覆稳定性加固。加固方法有:设抗拔约束装置、单支承改多支承、单墩加盖梁改多支承等。
4、拱桥的日常检查重点:
拱桥拱脚变位是日常检查的重中之重。拱桥垮塌事故的发生过程主要是:在台后高填土的作用下,台后地基产生盆式变形,造成桥台后倾转动,并由此引起拱脚水平变位和转动变形,产生结构裂缝,出现垮塌。
分析其病害演变过程:由于拱桥是超静定推力结构,当桥台变位后,会引起拱桥内部产生一系列内力和变形,当拱脚变位超过原设计所估计的程度时,就会引起拱桥结构产生各种裂缝,有的甚至产生断裂和压碎,直到垮塌。
检查重点及防范方法:重点检查拱脚周边病害,如果发现拱脚位移,会引起拱脚产生负弯矩裂缝,拱顶产生正弯矩裂缝,立柱上下端也产生裂缝,空腹拱微弯板横向裂缝等。
5、其他桥梁病害的日常检查重点:
桥梁墩柱的偏心、墩身裂缝、基础掏空、附属设施损坏等病害也是日常检查的重点。
通过对各类桥梁日常检查的重点梳理,使日常检查人员对各类结构的桥梁的问题,明确了哪些是影响结构的重要问题,需要着重观察,跟踪监测,大大提高了发现机制的及时性和有效性。
结束语:
在上海通往全球卓越城市的道路上,我们养护人要以绣花针般的细心、耐心,提高城市精细化养护水平,为桥梁全寿命周期的高效运营服务,做出自己的贡献。