桥梁结构重大风险源分析及对策

桥梁结构重大风险源分析及对策

罗丁

深圳高速工程检测有限公司

摘要：桥梁结构在道路交通系统中处于关键位置，决定着整个交通系统的通行能力和通行效率，桥梁结构一旦出现意外情况，导致其功能受影响或丧失，不但会造成重大的经济损失，同时造成整个交通系统的拥堵甚至中段，造成不可估量的直接和间接经济损失及不良的社会影响。

关键词：桥梁；定期检查；风险源；对策

中国山区桥梁结构众多，结构形式多样，对于那些可能造成结构失效（整体坍塌、局部失效或影响通车安全）的关键病害属于桥梁结构的重大风险源，桥梁定期检查中重大风险源主要是指结构自身的病害或缺陷。以下列举桥梁结构的重大风险源并提出对策。

1、主梁单板受力

主梁一般是桥梁的主要承重结构，如果其发生病害，一是影响美观，二是影响使用寿命，甚至还会威胁到人们的生命和财产的安全。高速公路桥梁主梁常用结构形式有混凝土T梁、混凝土空心板、混凝土连续箱梁等，装配式梁桥的单板受力乃至丧失承载能力的情况对结构的危害非常大。横隔板开裂，就会产生某一块或多块板梁单独受力的情况。桥梁出现单板受病害后，由于荷载横向分布系数比设计值增大，板梁不能共同受力。某块板梁单独承受荷载，加剧单板疲劳破坏，使桥梁上部结构处于极为不利的受力状态。降低桥梁的耐久性和使用寿命，对行车安全造成了极大隐患。在公路桥梁的梁板式桥中，由于板间铰缝被剪断，反应在桥面上会形成梁板间的纵向裂缝，造成车辆通过时的荷载不能通过铰缝进行传递，所受荷载只能由单个梁板承受，这种病害称为单板受力。

在进行检查时，应特别注意检查铰缝混凝土和桥面铺装层的状况，如发现纵向裂缝，应首先判断是否板梁间的勾缝位置是否吻合，其次由于横向联系的丧失还伴随着梁板挠度的加大，因此可通过重车形式时观测梁板挠度的情况、或跨中部位是否有明显的凹陷来判断，一旦确定为单板受力应引起足够重视。

对策：一旦确定主梁结构存在单板受力现象，应立即中断交通或根据病害的严重情况进行限载或限流交通管制；对各主梁进行全方位评估，判断主梁的损伤情况，以确定是否更换主梁；及时恢复梁间横向联系。

2、拉索损伤

斜拉桥斜拉索是斜拉桥的主要承重传力结构件，它主要由高强度钢丝（钢绞线）束和锚具锚固组成，一方面斜拉索长期承受疲劳荷载，又处于跨江河地域，长期暴露在风雨、潮湿和污染空气的环境中，既有“应力腐蚀”，“疲劳腐蚀”，又有“金属腐蚀”，钢丝索体和锚具结构件容易遭受腐蚀破坏，另一方面，斜拉桥属柔性结构且暴露于桥面，拉索本身具有较弱的抗冲击能力，属斜拉桥结构的易损构件。

斜拉索锚固区和索体自由段的外表面不应有裂缝或者破损出现，若存在，则说明护套内拉索已遭到外界湿气或水的侵蚀，有可能或已经发生了锈蚀。内部钢丝的锈蚀将使钢丝较低的应力水平出现疲劳断裂，进而维修结构安全。

对策：一旦确定斜拉索结构出现损伤，应立即评估其损伤程度，对其现有的承载能力进行确认，并根据进一步的检查结果进行处理。

3、支座脱空

桥梁支座是桥梁结构的重要组成部分，桥梁支座在荷载作用下，具有竖向承压，转动变形、剪切变形和滑动等功能，桥梁支座工作状态的好坏直接影响桥梁的使用寿命和结构安全，当桥梁支座发生损坏时，桥梁结构的受力体系也会随之发生改变，公路桥梁支座以板式橡胶支座和盆式橡胶支座为主，板式支座的主要破坏形式有，剪切变形过大、开裂失效、支座脱空、支座窜动过大、支座垫石碎裂、支座支撑功能失效等。盆式支座主要破坏形式有平面位移或转角位移过大、上下钢板开裂、支座滑动功能失效等，一旦支座不能满足其设计功能的要求，会导致桥梁的内力变化与设计不符，引起桥梁主结构的损伤。

对策：一旦发现桥梁结构支座功能失效，应立即对其进行更换，以恢复其功能。

4、墩台损伤或沉降

桥梁墩台是桥梁结构的重要组成部分，主要由墩台帽、墩台身和基础构成，墩台承担桥梁上部结构所产生的荷载，并将荷载有效的传递给地基基础。墩台重点病害包括被撞破坏、基础滑动倾斜以及基础沉降过大等。近年来，屡有山区桥梁应地基滑到而导致桥墩倾斜的案例出现，如宜巴高速核桃树大桥桥墩因随着边坡地基移动而导致桥墩倾斜、变位，桥墩桥墩的倾斜、变位必将带动支座以及整个上部结构移动，故通过对支座及上部结构主梁、桥面伸缩缝的检查可对桥墩变位病害进行判明。

对策：一旦发现墩台产生非正常的变形情况，首先要对变形原因进行查明，对变形进行监测，确认变形的发展情况，对症下药进行处治。

5、基础冲刷

桥梁基础对于桥梁结果的重要性不言而喻，水流对基础的冲刷可使桥梁基础脱空，桩基的有限长度减少，柔度增加，承载能力下降、基础沉降及位移过大等。桥梁基础冲刷严重时甚至会造成桥梁整体垮塌。

对策：基础出现冲刷应先对水流进行倒排，再对结构进行检查判明结构是否受到损伤，再进行进一步的处治工作。

6、桥头跳车

桥头跳车是桥梁正常运行之后普遍存在的的病害正常情况下台后路面与桥台路面的高差大约是2～3cm，但是极个别桥梁达到了6、7cm，这样桥台与台后路面之间出现了明显的台阶，致使车辆在行驶到桥头时出现跳车现象。桥头跳车不仅影响到了行车的舒适度还会对桥面产生过大的冲击力，加重病害或诱发其他桥梁病害，同时对桥头伸缩缝的性能造成影响，造成后期伸缩缝频繁维修，影响交通的正常使用。造成桥头跳车的主要原因是台后填土及路基与桥台间的不均匀沉降，造成不均匀沉降的原因是填土前的原地面承载力不足，填土质量不满足要求，土方碾压不合格等。

对策：对台后填土进行分析，若是填土质量问题，应进行重新回填。

结束语：

随着公路交通量的日益增加，在定期检查中要求近距离检查每个桥梁构件的标准越来越难实现，但我们可以分清结构的重点风险源，以保证结构和交通运营安全为首要，有的放矢的进行桥梁结构养护工作。