上海市城市桥梁养护技术手册

'上海城市桥梁养护技术手册上海市市政工程管理处同济大学2006年3月公路养护网www.yanghu123.com 主要编审人员项目负责人：袁文平、陈惟珍、钱寅泉上海市市政工程管理处商国平、殷建国、张列学、孙素梅同济大学孙立军、刘学、唐涛、陈长、徐俊、杜豫川公路养护网www.yanghu123.com 前言改革开放以来，我国经济建设得到了快速发展，桥梁数量也随之迅猛增长，使得桥梁养护与管理工作日益繁重，技术难度也不断增加。在这一形势下，建设部于2003年颁布了《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99－2003），给桥梁养护规定了技术指标和原则。为了配合这本手册的施行，上海市市政工程管理处和同济大学联合编写了《上海城市桥梁养护技术手册》。本手册针对上海市桥梁现状和养护技术水平，在以信息技术为核心的现代管理养护理念的框架下，考虑到市场经济形势下养护管理要求，进一步明确了桥梁科学化管理、提高养护效率和培训职业养护队伍的目标。在编写过程中，全面调研和收编了当前国内外桥梁管理养护技术的最新研究成果和工程实践经验，形成了城市桥梁管理养护技术体系，既包含了成熟经验，又有先进技术。简明扼要，使用方便，实用性强，对桥梁养护部门实际工作具有指导作用，是技术人员和技术工人的良好教材。本手册共分十章。第1章就桥梁养护管理的主要构架及桥梁管理系统作了一一介绍。第2章着重介绍了桥梁检测与评估，遵照建设部颁布的《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99－2003）精神，详细叙述了经常性检查、定期检测、特殊检测以及桥梁技术状况评定的方法和要求。第3章概述了桥梁承载能力鉴定方面的内容，重点介绍了承载能力检算和荷载试验评定两种方法。第4章针对桥面系和支座的病害及其成因，详细叙述了养护、维修与加固方法。第5章至第9章分别就桥梁上部结构：钢筋混凝土及预应力混凝土梁、圬工拱桥、钢结构梁、钢—混凝土叠合梁和索结构桥梁的病害进行了分析描述，并给出了养护、维修和加固参考方法。第10章列出了下部结构，包括墩台、基础和调治构造物的养护、维修和加固方法。应该说明的是，桥梁加固是非常复杂的，任何可行的方案都不会预先已知，因此，本手册中列出的加固方法仅作为实际工作的参考，希望能达到举一反三，开阔思路的目的。限于编者水平，手册中难免有不妥之处，恳请读者提出宝贵意见和建议。桥梁养护管理技术日新月异，实际应用时应综合参考，并希望读者给我们提供最新的成功实例和工程经验，以便在下一版中得到补充修订。编者2006年2月公路养护网www.yanghu123.com 目录第1章桥梁养护管理........................................................................................................................11.1.引言..................................................................................................................................11.1.1.桥梁管理的重要性...............................................................................................11.1.2.桥梁管理内容.......................................................................................................11.1.3.相关技术标准.......................................................................................................41.2.桥梁养护技术流程...........................................................................................................51.2.1.桥梁养护过程.......................................................................................................51.2.2.桥梁养护的计划与组织.......................................................................................51.2.3.养护作业的实施...................................................................................................61.2.4.养护作业的安全...................................................................................................71.3.桥梁管理系统...................................................................................................................91.3.1.简介.......................................................................................................................91.3.2.系统功能.............................................................................................................111.3.3.桥梁数据库的数据分类与内容.........................................................................141.3.4.桥梁管理决策.....................................................................................................18第2章桥梁检测与评估...................................................................................................................202.1.概述................................................................................................................................202.1.1.桥梁检测评估的意义.........................................................................................202.1.2.桥梁检测内容与分类.........................................................................................212.1.3.技术与设备.........................................................................................................212.2.桥梁构件的分类与编号.................................................................................................282.2.1.梁式桥.................................................................................................................282.2.2.拱桥.....................................................................................................................302.2.3.桁架桥.................................................................................................................312.2.4.斜拉桥.................................................................................................................322.3.经常性检查....................................................................................................................342.3.1.定义.....................................................................................................................342.3.2.检查周期.............................................................................................................342.3.3.检测人员及设备.................................................................................................342.3.4.检查内容.............................................................................................................342.3.5.注意事项.............................................................................................................352.4.定期检测........................................................................................................................372.4.1.定义、实施周期及检测人员等.........................................................................372.4.2.主要检测技术.....................................................................................................38I公路养护网www.yanghu123.com 2.4.3.检测实施前的准备工作.....................................................................................392.4.4.检测顺序.............................................................................................................422.4.5.常规定期检测内容.............................................................................................422.4.6.结构定期检测内容.............................................................................................422.4.7.报告整理与提交.................................................................................................442.4.8.检测安全事项.....................................................................................................442.5.特殊检测........................................................................................................................472.5.1.定义.....................................................................................................................472.5.2.检测人员资格、检测时机与检测设备.............................................................472.5.3.检测内容.............................................................................................................472.5.4.检测手段与方法.................................................................................................482.5.5.报告整理与提交.................................................................................................492.5.6.检测安全事项.....................................................................................................492.6.桥梁技术状况评定.........................................................................................................502.6.1.桥梁技术状况评定方法.....................................................................................502.6.2.桥梁技术状况评分标准.....................................................................................58第3章桥梁承载能力鉴定.............................................................................................................603.1概述................................................................................................................................603.1.1.目的.....................................................................................................................603.1.2.鉴定方法.............................................................................................................603.2桥梁承载能力检算.........................................................................................................623.2.1.一般原则.............................................................................................................623.2.2.检算方法.............................................................................................................623.3桥梁承载能力荷载试验评定.........................................................................................663.3.1.概述.....................................................................................................................663.3.2.荷载试验评定方法.............................................................................................673.3.3.荷载试验项目.....................................................................................................683.3.4.桥梁荷载试验准备工作.....................................................................................683.3.5.加载测试工作.....................................................................................................733.3.6.试验结果整理与提交.........................................................................................74第4章桥面系及支座养护...............................................................................................................774.1栏杆与防撞墙.................................................................................................................774.1.1.栏杆与防撞墙病害与损伤.................................................................................774.1.2.栏杆与防撞墙的养护.........................................................................................784.1.3.栏杆与防撞墙的修补.........................................................................................78II公路养护网www.yanghu123.com 4.2铺装层............................................................................................................................804.2.1.桥面铺装的作用与分类.....................................................................................804.2.2.桥面铺装损伤的种类与产生原因.....................................................................804.2.3.桥面铺装的养护.................................................................................................824.2.4.沥青混凝土桥面铺装的修理.............................................................................824.2.5.水泥混凝土桥面铺装的修理.............................................................................854.3伸缩装置........................................................................................................................874.3.1.伸缩缝的作用和种类.........................................................................................874.3.2.伸缩缝病害.........................................................................................................884.3.3.伸缩缝装置的养护.............................................................................................904.3.4.伸缩缝的修理.....................................................................................................924.4排水设施........................................................................................................................944.4.1.桥面排水的病害与损伤.....................................................................................944.4.2.排水设施的养护.................................................................................................944.4.3.桥面排水的修理.................................................................................................944.5桥梁支座........................................................................................................................954.5.1.支座的作用与形式.............................................................................................954.5.2.支座病害及原因.................................................................................................954.5.3.支座的养护.........................................................................................................964.5.4.支座维修与加固.................................................................................................974.6其他设施........................................................................................................................994.6.1.防护设施.............................................................................................................994.6.2.声屏障与灯光装饰.............................................................................................99第5章钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护...............................................................................1005.1病害及原因..................................................................................................................1005.1.1概述...................................................................................................................1005.1.2裂缝...................................................................................................................1025.1.3钢筋及预应力筋锈蚀.......................................................................................1065.1.4其它病害...........................................................................................................1085.1.5混凝土桥面板...................................................................................................1085.2一般性养护..................................................................................................................1105.2.1养护目的及内容...............................................................................................1105.2.2具体修补技术...................................................................................................1105.3维修与加固..................................................................................................................1185.3.1维修与加固原则...............................................................................................1185.3.2桥梁加固方法的选用.......................................................................................1185.3.3增大截面和配筋加固法...................................................................................119III公路养护网www.yanghu123.com 5.3.4锚喷混凝土加固法...........................................................................................1205.3.5粘贴钢板（筋）加固法...................................................................................1205.3.6改变结构受力体系加固法...............................................................................1225.3.7体外预应力加固法...........................................................................................1235.3.8增设纵梁加固法（拓宽改建）.......................................................................1275.3.9碳纤维布加固法...............................................................................................127第6章圬工拱桥养护....................................................................................................................1316.1病害及原因..................................................................................................................1316.2一般性养护..................................................................................................................1336.3维修与加固..................................................................................................................1346.3.1圬工拱桥的维修...............................................................................................1346.3.2圬工拱桥的加固...............................................................................................136第7章钢结构梁养护....................................................................................................................1407.1防腐涂层......................................................................................................................1407.1.1概述...................................................................................................................1407.1.2防腐涂层恶化的种类和原因...........................................................................1407.1.3涂层退化的检查...............................................................................................1417.1.4涂层维修...........................................................................................................1427.2锈蚀..............................................................................................................................1457.2.1概述...................................................................................................................1457.2.2钢结构锈蚀处理措施.......................................................................................1457.3开裂..............................................................................................................................1527.3.1概述...................................................................................................................1527.3.2开裂原因分析...................................................................................................1537.3.3钢构件开裂的防范...........................................................................................1547.3.4疲劳裂纹的修补...............................................................................................1547.4异常变形......................................................................................................................1567.4.1异常变形的类型与原因...................................................................................1567.4.2异常变形的处理办法.......................................................................................1577.5连接松动......................................................................................................................1607.5.1连接松动的类型与原因...................................................................................1607.5.2连接松动等缺陷的检查与处理.......................................................................1607.5.3连接松动的维修...............................................................................................160第8章钢—混凝土叠合梁养护.....................................................................................................1638.1叠合梁的力学性能.......................................................................................................163IV公路养护网www.yanghu123.com 8.2叠合梁的养护维修.......................................................................................................1648.3具体维护策略...............................................................................................................165第9章索结构桥梁养护.................................................................................................................1669.1斜拉桥..........................................................................................................................1669.1.1斜拉索...............................................................................................................1669.1.2主塔...................................................................................................................1739.1.3主梁...................................................................................................................1759.1.4横向限位装置和辅助墩...................................................................................1769.1.5特殊气候下的要求...........................................................................................1769.2系杆拱桥......................................................................................................................1789.2.1主要病害...........................................................................................................1789.2.2系杆拱桥的日常养护.......................................................................................178第10章下部结构养护...................................................................................................................18010.1墩台..........................................................................................................................18010.1.1墩台及其缺陷...................................................................................................18010.1.2墩台与基础的养护...........................................................................................18110.1.3桥梁墩台的修理与加固...................................................................................18110.2基础..........................................................................................................................18610.2.1基础部分的缺陷及原因...................................................................................18610.2.2基础修理与加固...............................................................................................18710.2.3汛期抢险抗洪措施...........................................................................................19510.2.4桥梁墩台基础的改建.......................................................................................19510.3调治构造物..............................................................................................................20110.3.1防汛墙...............................................................................................................20110.3.2其它...................................................................................................................201附录1常规定期检测表格——桥面系...............................................................................203附录2常规定期检测表格——上部结构...........................................................................209附录3常规定期检测表格——下部结构...........................................................................213附录4桥梁构件损坏评价分级...........................................................................................218参考文献...........................................................................................................................221V公路养护网www.yanghu123.com 第1章桥梁养护管理引言1.1.1.桥梁管理的重要性通畅的交通不仅是地区经济发展的保障，也是衡量现代社会生活品质的重要指标之一，而桥梁正是交通运输的咽喉，也是当代社会拥有的庞大固定资产。桥梁结构在建造与使用过程中可能会受到不利环境，如有害化学物质的侵蚀，遭受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为事故等外来作用，加上结构本身的自然老化，桥梁在其生命周期内必然发生结构状态的退化。据美国联邦公路局调查，现有的600000座公路桥梁中约45％存在缺陷，其中136000座属于损伤导致的结构性缺陷，124000座属于功能不全而不能充分满足现代化交通的要求，而更换或加固这些桥梁的花费将高达455亿美元。在国内，据有关部门统计，公路方面就存在多座危桥，全国约有4万余座桥梁需要加强检查和养护。但是，由于管理理念滞后、养护技术落后和维护经费不足，加上某些桥梁建设期间工程质量的先天不足，导致桥梁提前出现各种病害、退化严重或引发相关的桥梁事故，给国家财产和人民生命安全带来巨大损失，造成不良社会影响。如近年发生的广西柳州壶西大桥和四川宜宾南门大桥局部破坏，以及四川綦江大桥、辽河大桥和上海新五斜拉桥等桥梁倒塌事故，都是在投入使用后发生的。桥梁在使用中坍塌，在发达国家也有发生。如90年代韩国首尔圣水大桥突然倒塌，产生了巨大的社会反响。上海是一座桥梁众多的城市，仅城区范围内就有跨黄浦江、跨苏州河、跨铁路线、高架等诸多桥梁，桥梁管理养护工作十分繁重。目前，上海市桥梁存在的主要问题有：¨环境的侵蚀作用使桥梁日渐退化；¨车流增大，车载增加，上世纪70年代以前设计建造的桥梁有的已难以满足要求；¨随着城市建设发展，桥涵数量增长速度很快，而养护维修经费与专业人员增长相对较慢，各区县基层养护单位缺乏专业养护检测人员；¨缺乏全面系统的养护技术支持。科学规范的管理城市桥梁，是上海市桥梁养护部门面临的大问题，上海已采用了桥梁管理系统（SH-BMS），基础起点较高。鉴于上海是国际性大都市，各种桥型以及设计建造技术都有应用，管理与养护水平要求更全面、更科学、更先进。1.1.2.桥梁管理内容城市桥梁管理是市政部门的主要职责之一，包括信息管理、检测评估和养护维修等，具体的可分成下列管理内容：1.桥梁信息管理桥梁管理首先是桥梁信息的管理，要求管理部门收集、存储、更新和提取道路网中所有桥梁管理的必要文档和信息。这些文档和信息的目标是确保每座桥的相关信息记录足够精确和完整，以便能够安排有效的检测、养护、维修、加固等程序。这些信息在整个桥梁寿命期公路养护网www.yanghu123.com 2第1章桥梁养护管理间是极其重要的。桥梁信息包括：（1）所有桥梁的静态资料要求管理部门在新桥验收接管时就应该获得，包括设计计算、施工图纸（竣工图）、施工日记、照片、材料试验报告和全部施工记录。对于旧桥资料不全者，应制定计划实地调查和测量获得。所有静态资料应符合管理规范的要求。（2）检测报告每次检测活动的计划与实施情况，结构定期检测和特殊检测应包括完整的报告。报告应总结每个结构单元状态，描述缺陷并按统一尺度评定,采用照片显示缺陷。（3）养护、维修和加固的细节养护应按每年和其它偶然安排的批次加以报告。维修和加固工作完成时应准备一份资料来更新桥梁静态数据内容，以记录采取维修和加固措施的结构。这份报告性质上类似于施工总结报告。监测工作进展和完成情况以及跟踪检测的设施也应该加以提供。桥梁文档管理可采用的存储记录形式包括：手工存档记录和数据库系统。数据库信息化管理文档资料是目前成熟和流行的技术，上海市的桥梁档案管理工作已逐步实行电子化、数据化、多媒体化，但书面的档案形式也是很重要的备份和补充。2.桥梁检测评估检测是组织具有一定经验和资质的桥梁检测人员，针对桥梁进行的一个现场收集桥梁结构和物理状态信息的过程。检测应从新桥建成开始，连续贯穿于其整个寿命。在检测期间内收集的信息可以用于评定桥梁状态，确定与计划养护、维修、加固和替换措施。检测已明确的分为经常性检查、常规定期检测、结构定期检测和特殊检测几类。评定是一个根据检测的结果来计算桥梁技术状况和承载能力的过程，评定的准确性依赖于检测操作的规范、检测信息的准确合理的描述、评定理论的正确性及评定人员的可靠性。由于交通荷载的载重和数量急剧增长，评定已经变得愈来愈重要。3.交通控制交通控制指通过对通行车辆的限制达到改善桥梁运营状态的目的。采取怎样的恰当措施来控制交通，一般都是在桥梁承载能力评定之后才加以确定。交通控制包括下列措施：¨限制车辆速度以减少活载冲击影响；¨限制车辆载重以限制活载应力幅度，减少超载对结构的损坏；¨限制通行车辆的尺寸，防止车辆对结构的撞击；¨在桥梁现场进行检测、养护、维修时，可设置交通管制设施，限制车辆半幅桥通行或直接封桥，以保证管养人员的安全和养护工作的顺利进行。4.桥梁养护养护的目的是尽可能地保护桥梁以保证其使用安全性。从桥梁维修的技术方面，养护在性质上是保护性的，包含重复性任务，一般比维修任务简便快捷，可分为保养和小修两种（指公路养护网www.yanghu123.com 1.1引言3对管辖范围内的城市桥梁进行日常维护和小修作业）。“预防性养护”是桥梁管理的重要宗旨。养护应从新桥建成通车开始并贯穿于整个使用寿命。有效的养护能减缓退化速度，减少未来维修或加固的成本，并能延长桥梁使用寿命，频繁到位的养护工作能及时发现潜在的病害。5.桥梁维修维修是对城市桥梁的一般性损坏进行修理或对较大的损坏进行综合治理，目的是尽可能的维持桥梁运营。维修是将桥梁的技术状况或承载能力恢复到正常运营水平，修复工作通常要比养护工作复杂、昂贵和费时。维修是不定期的、有针对性的进行。主要是修补已发生退化的构件，减少未来养护成本以及延长桥梁服务寿命。维修通常应由检测和评定的结论来确定，所要求的工作深度及主要工程量由结构定期检测或特殊检测评定后加以确定。6.桥梁加固桥梁加固是为了恢复桥梁原有承载能力，或超过原来设计水平，加固工作比维修更加深入复杂，但在性质上类似于修复。加固需求通常根据桥梁检测和评定以及交通需求评价来确定。加固一般属于较大规模的工程项目，应由对旧桥加固有经验并具有施工资质的专业队伍承担。7.桥梁拆除与替换桥梁退化严重、不能使用，加固费用昂贵（远超过重建费用）时，可以实施拆除，所通行的车辆须另行绕道，如有需要可建造新桥进行替换。替换的原因主要有：¨通行功能不满足（如太窄）¨结构能力不满足（如承载能力不足）¨使用状态不满足（如较高的养护与维修费用）替换决策应包含经济分析，即计算各种选择（含保留原有结构）的生命周期费用。经济分析应基于桥梁检测所获得的现有状态，以及所推荐的养护、维修和加固措施。8.其他桥梁管理内容其它的桥梁管理内容还包括重车过桥管理和桥梁保护管理等。对于工业运输以及经济而言，因为最短路径的行驶可以获取巨大的经济效益，所以超重车辆可能会选择通过低承载能力的桥梁，但这与维持城市桥梁正常运营相矛盾。城市路网发达，对于重车通行，可实施线路优选，引导其安全通行，最大可能的降低重载运输对桥梁的危害。在桥梁周边距离10～80米范围为桥梁保护区，保护区内所有建筑、管线、地下及河道施工都要纳入管理。另外，对于上海的苏州河沿岸和复兴岛附近的航道，聚集了相对多的老龄桥梁，这些桥梁是城市文化的沉淀，是历史文物，更是城市的地标，如外白渡桥（1907年）、公路养护网www.yanghu123.com 4第1章桥梁养护管理四川路桥（1926年）等。同时一座城市的底蕴和文化往往与河流有关，从更高的角度应设立桥梁文物保护机制，与外滩万国建筑博物馆和陆家嘴金融建筑展区相呼应，涉及到文物管理的内容。1.1.3.相关技术标准本手册主要依据的相关技术规范和规程有：《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）《桥梁结构钢》（GB/T714-2000）《公路养护技术规程》（JTJ073-96）《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）《铁路钢梁涂膜退化评定》（TB/T2486-94）《铁路钢桥保护涂装》（TB/T1527）《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》（JGJ23-85）《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21-2000）《上海市斜拉桥养护技术规程》（SZ-09-2000）《上海市城市桥梁伸缩装置养护维修技术规程》（SZ-03-98）《城市桥梁钢结构防蚀技术指南》（SZ-33-2003）《城市桥梁技术状况鉴定准则》（SZ-19-2002）公路养护网www.yanghu123.com 1.2桥梁养护技术流程5桥梁养护技术流程1.1.4.桥梁养护过程城市桥梁养护管理的三大内容：信息管理、检测评估和养护维修。其管理养护流程按图1-1所示进行：桥梁管理信息系统经常性检查日常养护、小修定期检测评估中修、大修特殊检测鉴定补强、加固图1-1城市桥梁的养护技术流程图根据上海市目前的管理实践，市政管理部门在桥梁工程实施前期，就已参与相关的规划与评审，在施工期间实行监管，待桥梁建成后正式接管，进行新建桥梁各类文档的交接，然后对其实施信息采集与编录，纳入管理养护体系，再按照上图流程进行管养。这是一套比较成熟的流程，适合上海市的情况，有利于改变“重建轻养”的观念，提高了管养的地位，使得新建桥梁质量有保障、易养护，符合现代桥梁管理的理念。1.1.5.桥梁养护的计划与组织1.养护计划管理单位可在桥梁管理信息系统的辅助下，制定每年计划，主要内容包括桥梁现状调查、已实施养护项目、拟实施养护项目、预算资金及使用、具体运作方式、实施效果预测等。养护计划应依据桥梁的检测，尤其是定期检测和相应的桥梁技术状况评定结果，要求论证充分详实，并报相关部门审批。表1-1城市桥梁的养护类别划分养护类别说明备注特大桥指多孔跨径总长大于1000m，单孔跨径大于100m。Ⅰ类特大桥梁及特殊结构的桥梁特殊结构桥指钢—混凝土组合梁桥、吊桥、吊杆拱桥和斜拉桥。养护要求高。桥上行驶车速在50～80km/h，对桥面平整度、伸缩装置、桥Ⅱ类城市快速路网上的桥梁面完好都有较高要求。养护要求较高。Ⅲ类城市主干路上的桥梁养护要求中等Ⅳ类城市次干路上的桥梁一般养护要求Ⅴ类城市支路和街坊路上的桥梁一般养护要求在制定城市桥梁的养护计划时，主要根据各类桥梁在城市中的重要性，同时综合考虑城公路养护网www.yanghu123.com 6第1章桥梁养护管理市桥梁技术状况等级，本着“保证重点，养好一般”的原则来区别对待各类桥梁的养护。根据《城市桥梁养护技术规范》，城市桥梁养护类别如表1-1所示。2.养护组织上海市桥梁的管理和养护体制分明，管养分开，管理部门为公共服务部门，养护则走向市场化，为相关的养护公司，具体的养护组织体现了“一桥三方”的格局，其关系见图1-2所示。以上海市高架桥梁为例，“一桥三方”分别涉及到上海市政工程管理处、养护维修单位和监理单位。上海市市政工程管理局甲方直市政工程管理处上海市市政工程管理处接乙方养护维修单位管理丙方行业指导监理单位新建桥梁监管各大桥（隧道）管理机构区（县）市政管理署图1-2上海市区桥梁管理组织图养护维修单位是高架桥梁养护管理招投标的中标单位，也是具体的高架养护单位，具有独立法人资格，它根据市政工程管理处的管理计划和安排，依据相关养护规定进行定期的桥梁养护、维修，并出具相关结果报告给管理处验收。在对高架的管理和维护工作中，市政工程管理处是甲方，养护维修单位是乙方，另外市政工程管理处还聘有专门的监理公司，以监督高架养护工作的执行。“一桥三方”的管理养护组织格局，具有下列作用：¨改变了管理体制，实现管养分开，明确各方职责、权利和义务；¨将桥梁养护推给市场，促使养护工作走向市场化；¨促使更具竞争力的养护公司和具备相关资质的独立的检测单位的产生；¨将桥梁管理单位改造为“轻装”的服务型部门，便于大力推行信息化管理和制定各类标准化桥梁的管理养护工作程序。1.1.6.养护作业的实施养护作业包括日常养护、维修和加固。在确定了年度养护计划后，养护作业的实施即可逐步展开，以下几点是具体实施时需要考虑的：（1）项目招投标养护项目按类型可以划分为若干标段，通过政府网站发布。可以委托具有相关资质的中介单位按照法规进行招投标工作，市政管理部门重点审核项目的资金和进展情况。公路养护网www.yanghu123.com 1.2桥梁养护技术流程7所有参与竞标的单位均要求具有养护施工方面的资质。（2）占路许可由于上海市交通状况比较严峻，所有道路和桥梁的占路施工均应在交通管理部门备案，才能进行相关的维修操作。施工工期较长的桥梁加固或替换要更加谨慎，可能会实施交通通行调整或搭设临时便桥的方案。这些因素在制定养护计划时需要仔细比较。（3）监理为了保证项目的顺利实施及工程质量，应委托有资质的独立监理人员或单位进行监理。（4）项目验收养护维修项目完成后，应严格按照规范、标准以及合同进行验收。1.1.7.养护作业的安全在室外进行的现场养护作业中，养护人员必须面对穿梭而过的车辆，面对各种养护机械的运行，面对高危的检测地点，因此养护作业的安全和养护人员的安全必须得到重视，且应体现在各种操作规程中。城市桥梁养护作业须考虑以下安全方面的内容：（1）经常性是城市桥梁养护维修组织管理的主要特点之一，对于城市的路网系统，每天的要求都是一样的，如日常巡检、日常养护和小修，重复性工作容易使人产生惰性，从而忽略安全操作的必要性，导致事故的发生。（2）突发性在桥梁养护维修中，应对突发性的事件采取紧急措施，尽快恢复交通。交通事故和其它原因都有可能造成桥梁、构件、交通设施的损坏。为此，养护管理部门应制定应急处理的多套选择方案，使其能够满足突发性抢险的需要，做到常备不懈。（3）高风险在桥梁养护维修工作中，很少封闭交通。高速的交通流和复杂的现场作业环境使得养护作业存在安全风险。高风险的原因来自两个方面：一方面是施工组织自身的原因；另一方面是过往车辆的原因。桥面上的养护作业组织要求按规定正确设置交通知识标志和照明设施，尤其在视线不好的夜间或路段。过往车辆的状况是难以人为控制和无法事先预料的，应选择合适的时段，事先组织好作业步骤，保证良好的现场秩序、标志指示清楚，以降低养护维修安全作业的风险。（4）废弃物的处理桥梁养护过程中造成的废弃物，必须妥善安排清除，丢弃时应获得弃置场所拥有人的同意，废弃物不可任意倾倒于河道或施工场地附近，应遵循城市环保相关条例。在养护工作中，操作人员的健康和安全都是第一位的，必须始终遵守人员健康和安全以及交通安全的法规和规定。在处理和使用不同类型的施工材料（如涂料、水泥、环氧等）以及其它特殊材料时要特别当心。一般的，所有强制性和推荐的工业卫生规程应该在处理和应用修补材料时加以遵守，必要时还须听取专家或材料制造商的建议。养护人员培训时，应进行专题讲解安全、规范的现场操作。规范的操作是为了使得养护公路养护网www.yanghu123.com 8第1章桥梁养护管理人员在操作时保持谨慎，包括良好的人员防护、清洁习惯和人员急救处理。公路养护网www.yanghu123.com 1.3桥梁管理系统9桥梁管理系统1.1.8.简介1.桥梁管理系统定义桥梁管理系统（BridgeManagementSystem，简称BMS）定义为：“协助桥梁管理部门制订适合于本部门政策、长期规划和可用资金的最优维护策略的工具”。具体来讲，桥梁管理系统是关于桥梁基本数据、桥梁检测、状态评估、结构退化预测、维护对策和计划以及经济分析的计算机信息系统，其要素见图1-3。桥梁数据库中存储主要来自桥梁检测的桥梁信息，管理系统通过系统分析的方法，对检测结果进行评估，得出桥梁的当前状况，并对结构的将来状况、维修对策及相关费用进行预测分析，同时考虑个别桥梁和整体路网的需求，提出相应的维护计划方案供决策者参考。数据采集和管理·桥梁状态·状态预测分析·维修对策数据库·相关费用制定维护规划图1-3桥梁管理系统（BMS）2.桥梁管理系统发展及现状桥梁管理系统是最先发展于70年代的美国，经历了从无到有，从简到繁，从单项数据处理到具有多数据、多知识综合处理能力的专家系统阶段。随着计算机技术的飞跃发展，桥梁管理系统得到了进一步的完善和深化，并与CAD、GIS等集成，成为管理部门办公自动化的一部分，能辅助决策，参与管理，为设计、施工等其它部门提供必要的数据支持。BMS发展共经过三个阶段：¨第一代BMS，只是用简单的电子数据库来代替繁杂的既有桥梁资料；¨第二代BMS包括桥梁数据库、桥梁检测和养护、维修信息，其中不仅包含了桥梁的一些物理信息，而且还涵盖了各桥梁构件的检测细节和详细等级划分，以及维修历史等；¨第三代BMS主要在第二代基础上添加了决策功能，并运用一些算法来制订维护策略、维护优化等。在美国被广泛使用的桥梁管理系统主要包括FHWA开发的PONTIS系统和NCHRP开发的BRIDGIT系统。其中PONTIS是美国广泛使用的国家级桥梁管理系统，目前已有40个州投入使用。PONTIS系统具有桥梁数据存储、状态评估、退化预测、费用效益分析以及优化决策等功能。其主要特色模块是维护模块、性能改善模块和决策优化模块。PONTIS系统的公路养护网www.yanghu123.com 10第1章桥梁养护管理模块也代表了现代BMS的基本构架。在欧洲，典型的桥梁管理系统是丹麦目前使用的DANBRO系统。DANBRO系统根据用户需求分为执行、计划、管理、维护四个层次。采用常规、一般、细化、特殊的检测确定结构的状态等级。DANBRO没有结构退化预测。其费用优化提出了净现值方法（NPVM）概念，对维护资金的直接和间接（用户、安全设施费用等）费用进行优化分配。国外其他国家的桥梁管理系统有法国的Edouard，英国的NATS，挪威的Brutus，芬兰的国家公路署管理系统等，亚洲有日本的道路公团桥梁管理系统，韩国的SHBMS等。国内的桥梁管理系统研究及开发还处于刚刚起步阶段。80年代以来，上海市政工程管理局、四川省公路研究所、广东省桥梁研究所、交通部公路研究所、北京市公路管理局等单位在借鉴国外经验的基础上，先后开发了各自的桥梁管理系统。其中较为典型的是交通部的CBMS2000，该系统采用SQLServer网络数据库，包括数据管理、统计查询、费用模型、维修计划、GIS嵌入等六个子系统，既有较综合的信息采集、评估、费用计算及决策功能。3.网级与项目级管理系统一般的说，桥梁管理系统有网络级（NetworkLevel）和项目级（ProjectLevel）两类。网络级管理系统主要针对特定地区或国家、特定路线、公路网桥梁群体的管理，如针对一个国家公路网或一个管理单位所管辖的道路网内的所有桥梁的检测、维修与决策管理，其主要目的是确定网络上各桥梁状态、合理分配预算维护资金以及确保桥梁网络交通处在一个可接受的服务水平。项目级管理系统着重于重要性高或长度很长的桥梁（如城市网状高架桥梁），对其中某个桥梁或桥梁的组成部分，进行更详细、更深入的检测与维护管理，其主要目的是更确切和详细的获取所管理桥梁的实际状况，以制订合理详细的维护计划。从总体上讲，网级管理是在项目级管理的基础上的更高层面的、更抽象的管理，项目级管理是网络级管理的深入和延伸。网络级桥梁管理系统是针对一定区域内的多座桥梁进行管理，而项目级桥梁管理系统往往只针对一座桥梁进行管理。通常，网络级桥梁管理系统的分析结果将所管理的桥梁大致分为完好的桥梁、需加强监测的桥梁和需立即加固维修的几类桥梁。对于后两类桥梁，尤其是第三类桥梁，应立即转入项目级桥梁管理系统的作业内容。在项目级桥梁管理系统中，根据更加详细的桥梁外观、结构以及分析数据，系统对桥梁的状态作出全面、细致的评价。其结果不再是粗略地将桥梁划分为几种状态，而是几乎详尽到针对桥梁桥面系、上下部结构的每一个构件提出养护维修建议。目前，绝大多数桥梁管理系统都是网络级。从某种意义上讲，项目级管理可以成为网络级管理的基础和依据，根据项目级的桥梁管理，得到单个桥梁的更确切的数据（尤其是检测数据），从而提取需要的单个桥梁的数据，进行网络级别的管理和分析。项目级与网络级管理系统一个重要区别在于维护优化方面，项目级管理系统主要考虑桥梁本身的缺损、维护措施的效果、维护时机和相关费用，要求对各种检测数据尽量详尽的记录以备分析使用。而网络级管理系统是从保证整个交通网络的交通质量出发，综合考虑除结构退化和维护措施因素以外的其它因素，如交通量、道路等级、相关道路等。公路养护网www.yanghu123.com 1.3桥梁管理系统11这两大系统分别适合不同管理层级的需求，网络层级系统适用于较高级别的管理机关，而项目层级系统则适用于较低级别的各桥梁管理机关及其基层部门。但是这两大类并不是完全分离的，随着计算机网络和数据库技术的发展，在实际的桥梁管理系统的开发中，可以将基本的数据库共享，有所侧重的同时实现这两种管理理念。1.1.9.系统功能1.典型桥梁管理系统的系统功能随着人工智能、模式识别、地理信息系统（GIS）、计算机辅助设计等相关新技术的发展，桥梁管理系统的组成与功能在不断的丰富和完善中。作为桥梁管理者的决策依据，典型的桥梁管理系统包括桥梁档案库、桥梁状态等级评估、桥梁承载力评估、桥梁维护对策分析、退化预测、桥梁维护优化与优先级等主要功能。（1）桥梁档案库桥梁档案库是管理系统的最基本组成，也是BMS的核心模块。主要储存管理系统内各桥梁的基本信息：桥梁属性、结构信息、检测信息、维修历史、交通信息、评估标准、维修对策及费用等。（2）桥梁状态等级评估通常所指的桥梁状态等级评估属于网络级的评估，也称为桥梁技术状况评价，它包括安全性、适用性和耐久性评估三个方面。状态评估建立在对桥梁各部件检测的基础上，一般都是有经验的桥梁技术人员对桥梁进行全面检测，根据规范规定用文字描述的定性和定量检测表格对桥梁各个不同构件的质量进行分类、评分，然后通过专家系统的计算模型给出桥梁各部件的得分，并根据构件的不同影响程度即权重计算总体得分，并由此划分桥梁的等级。对评估输出较差等级的桥梁需要进一步进行承载能力分析，即进入项目级的管理。桥梁状态评估的结果是维护决策、费用分析和优化模型的依据，其主要目的是发现桥梁早期的退化过程，并调查退化起因，以便在合适时机采取适当的维修对策。（3）桥梁承载力评估桥梁管理系统中，对总体缺损状况较差的桥梁或要改变运营等级的桥梁进行实际承载力的评估。评估结果是安排维护措施、决定超重车辆通行与否的重要依据。并不是每个桥梁管理系统都具有该项功能，桥梁承载能力的评估主要是项目级管理系统的功能，而且承载能力的评估依赖于进行结构定期检测和特殊检测的专业人员的素质。（4）桥梁维护对策分析桥梁维护对策分析是指根据桥梁检测和状态评估分析的结果综合考虑技术、经济和社会等综合因素，选择技术可行、经济合理的方案，包括养护、维修、加固、重建等。（5）退化预测桥梁退化预测是通过桥梁的工作状态的变化趋势，预测处于某种状态下的桥梁将来的退化情况，其描述可以是确定性的或是概率性的。通过掌握桥梁工作状态的变化趋势，提醒桥梁管理者及时制订养护维修计划，以降低维护成本和出现重大事故的概率。（6）桥梁维护的优化与优先级桥梁维护的优化与优先级是新一代管理系统的主要特色和精髓所在。桥梁维护优化与优公路养护网www.yanghu123.com 12第1章桥梁养护管理先级是为了保证网络上的道路桥梁处于一定的服务水准，对有限的资金合理安排，对需要养护、维修、加固的桥梁进行排序，以期达到服务/资金的最佳性价比。（7）GIS空间功能由于地理信息管理系统GIS具有强大的数据管理和空间分析能力，新一代的桥梁管理系统开始采用GIS管理界面，以桥梁地理空间数据为基础，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型方法并发挥了其空间分析和决策功能。基于GIS的桥梁管理系统具有较好的发展前景。2.上海市桥梁管理系统的结构组成与功能根据国内外多年来在桥梁管理系统发展过程中所积累的先进经验，我国上海市城市桥梁管理部门结合上海市城市桥梁和桥梁管理所具有的特点，从1998年起就开始探索真正适合我国桥梁管理现状的桥梁管理系统发展之路。经过多年的研究积累，已形成一整套高效合理的桥梁管理模式，研发了一个较成功的应用于实际桥梁管理的，且基于地理信息系统的桥梁管理系统。该系统与《城市桥梁养护技术规范》配合紧密。该桥梁管理系统的结构组成可从其内部的数据结构和外部的软件结构两个方面来说明。上海市桥梁信息管理系统的数据和软件结构如图1-4：系统核心数据库空属间性数GIS数据据地图管理信息管理图层管理图层控制信息系统决策支持放大、缩小、显示、关闭、维护、浏览、评价、预测、漫游…字体…查询…决策…图1-4上海市桥梁信息管理系统的数据和软件结构（1）数据结构桥梁管理系统内部最核心的组成部分就是系统的数据库。对于一个基于GIS的管理系统而言，系统的数据库首先可分为两大部分，一是空间数据库，另一个是属性数据库。简单地说，空间数据库就是由GIS平台所管理的一张电子地图，其中主要包括管理系统中各桥梁的地理位置和相关的其它地理信息，如道路、河流、行政区域等。属性数据又可分为各桥梁的状态信息和专家知识，桥梁状态信息主要包括桥梁的静态信息、检测信息、损坏状况信息、评估信息、维修信息等，而专家知识主要通过整理大量桥梁设计、施工、养护专家的经验，公路养护网www.yanghu123.com 1.3桥梁管理系统13总结得出科学的评价分析标准，作为专家知识在系统中对桥梁的状况进行评价，给出辅助决策建议，实现对桥梁的科学管理。（2）软件结构与传统的桥梁管理系统相比，基于地理信息系统的桥梁管理系统其软件结构一般可分为地图管理和信息管理两大功能模块组。地图管理主要针对空间数据进行操作，在地图管理功能模块组中，又分为图幅控制和图层控制两类模块。图幅控制主要是一些对GIS地图进行图幅大小变化的功能模块，包括全屏显示整幅地图、全屏显示某一图层、固定大小放大和缩小、任意放大和缩小选定区域以及整幅地图任意拖动漫游等功能。图层控制是对GIS地图进行各图层操作的功能模块，包括对各图层的显示、关闭和字体变换等功能。信息管理则对空间和属性数据同时进行操作，实现空间数据和属性数据的沟通与结合。信息管理模块组分为信息系统和决策支持系统两类模块。信息系统对桥梁基础信息进行日常的查询统计等管理，包括信息维护、信息浏览、信息查询、信息统计和报表输出五大功能模块：¨信息维护：实现对桥梁的属性数据进行添加、删除、修改和保存等功能；¨信息浏览：实现对桥梁的所有属性数据进行全面显示的功能，在显示的数据中还包括管理对象的设计图纸、照片和影音等多媒体数据；¨信息查询：通过设置单一或复合的查询条件，实现对满足条件的所有属性数据进行浏览的功能，同时还可以通过查询结果与地图进行双向访问；¨信息统计：通过选择预先设计好的统计条件组合，实现对满足条件的所有属性数据进行浏览的功能，同时统计结果可以用饼、柱状图等多种形式表现；¨报表输出：通过选择预先设计好的报表统计范围组合，实现对统计范围内的所有属性数据自动生成电子表格的功能。决策支持系统主要对桥梁的损坏状况进行评价分析，为决策者提供辅助决策建议，包括性能评价、性能预测、费用估算、养护对策、重车过桥五大功能模块。¨性能评价：包括损坏状况评价、功能适应性评价和构件承载力评价等部分。对于每个部分，系统设计时都给出相应的评价指标、计算方法和评价标准。最终通过综合评价得出结论为决策系统服务；¨性能预测：通过对桥梁检测与评估数据的积累，建立科学合理的桥梁性能退化模型，根据桥梁现在的状态预测桥梁在未来的性能变化趋势，为短期和长期的桥梁养护维修行为提供综合优化建议；¨费用估计：包括养护维修费用估计和用户费用估计。养护维修费用估计中对构件和全桥养护维修费用的计算是桥梁管理系统的一个重要内容，费用的计算方法应根据历史数据进行。而桥梁由于结构和功能上的缺陷将导致交通事故、行车时间和车辆运营费用的增加。所以系统还能够计算与承载能力、桥面净宽和竖向净空有关的用户费用。另外，在考虑包括财政预算和其它关键的约束因素的情况下，系统对于主要构件和全桥，可给出费用最小化的养护方案；¨决策支持：桥梁管理系统的决策系统分为个层次：构件级、部位级和全桥级。在公路养护网www.yanghu123.com 14第1章桥梁养护管理每个不同的层次下，决策又分几种典型类型：日常养护、小修、中修、大修和改建。决策系统通过评价系统得出的结论，根据系统设计人员制定的决策标准，为用户提供合理的决策建议，辅助用户开展桥梁管理工作；¨重车过桥：在重车过桥历史数据和现有桥梁状况数据的基础上，为需要限制路线的特殊车辆推荐合理的行车路线，尽可能地保证特殊车辆顺利通过所辖区域并尽量减小特殊车辆对桥梁的破坏；¨其他功能：在决策支持系统部分也包括一些技术分析报表和经济分析报表的输出功能。另外，还包括系统与其它相关系统的信息连接或信息交换等功能。值得一提的是，一个桥梁管理系统在建立之初，由于基础数据、管理体制等多方而因素的局限，往往无法一次就实现以上提到的功能，一般是根据短期的管理需求先建立起系统的框架，然后在系统不断应用的过程中逐步完善系统的功能。而且以上的各项功能并非每一个管理部门都需要，不同的管理部门根据自身的管理需求建立适用于本部门的桥梁管理系统。上海市城市桥梁所管理的历史资料比较缺乏，无法一开始就建立起功能齐全的系统，因此只能先建立起系统的框架，并开始逐步积累管理数据，对现有桥梁的现状进行跟踪评价。同时，系统也为将来的功能扩展预留了空间，当管理数据积累到一定的程度，就可以总结出桥梁退化的规律，对桥梁的未来发展进行预测；当整个行业的管理提升到一定的水平，利用系统对管理范围内的桥梁进行统一的养护对策比选和费用优化时，可达到系统的最优化使用，进一步提高桥梁管理的效率。另外，上海市桥梁管理系统暂时不具备承载能力评估的功能，主要原因是上海市桥梁类型众多，使用简单划一的指标来评定桥梁结构的承载能力是不可行的。1.1.10.桥梁数据库的数据分类与内容1.桥梁数据库数据分类桥梁信息是桥梁管理系统运行的根本要素，桥梁管理信息系统从本质上是一个管理信息的系统。桥梁信息占据着管理系统的核心地位，因为桥梁管理信息系统最根本的功能就是对各种信息和数据进行有效的收集和统一的管理，然后通过高级的管理分析模块调用相关的数据项，来实现较高级的评估分析、退化分析、维护优化、协助制定优化计划和预决策等功能。桥梁的特点决定了其相关信息数据的特定，对这些信息数据进行有针对性的定义、分类、编号、表达，是保障一个桥梁管理信息系统顺利运行的重要前提。一个完善的桥梁信息数据库，就意味着一个成功的桥梁管理系统的建立：¨所有的功能都是围绕着数据的运用，数据的质量决定了整个管理系统的质量；¨信息数据具备独立、可共享、冗余度小、可扩充等特性，是系统的网络化和深入扩展的基本条件，其可使用性直接关系到后续软件模块开发的难易；¨通过构件的编号，检测数据条目能确切定位检测部位，并更有效的存储检测数据，为进一步分析提供有力的数据支持；¨信息数据的分类制定和使用，体现了区分桥型的管理策略；¨信息集成管理能确保数据的安全、可靠和正确使用，适合处理大规模的数据。根据管理系统的功能及要求，进一步细分数据库的数据项目，其数据组成见图1-5。公路养护网www.yanghu123.com 1.3桥梁管理系统15桥梁总体信息巡查信息桥梁上部信息常规定期检查信息桥梁下部信息结构定期检查信息桥梁附属信息特殊检查信息桥梁静态信息桥梁检查信息桥梁结构构造图桥梁维护信息桥梁评估信息构件评估信息一般养护信息系统信息桥梁评估信息结构维修信息数据库连接配置信息系统使用人员信息数据库备份及操作信息桥梁构造图路径信息图1-5桥梁管理信息管理系统的数据源分析2.桥梁数据库数据内容（1）桥梁静态数据桥梁静态数据也就是桥梁档案数据，包括桥梁的结构资料、交通等资料等，根据城市桥梁的特点，将其分为总体信息、上部结构、下部结构、附属设施信息和结构构造图五大块，表1-2~表1-5列出了桥梁相关的静态信息项目：表1-2桥梁总体信息项目识别信息设计施工信息结构信息规范信息桥梁编号设计单位桥梁总长（米）设计荷载桥梁类型施工单位桥梁平面线形/半径验算荷载区域归属监理单位桥跨组合抗震烈度（度）所在位置管理单位结构型式设计时速（公里/小时）桥梁等级养护单位材料型式设计规范桥梁结构类型开工日期总跨数施工规范起点墩台号竣工日期最大纵坡养护规范终点墩台号总造价最大横坡桥梁照片全宽（米）净宽（米）桥宽布置铺装类型车道数人行道宽公路养护网www.yanghu123.com 16第1章桥梁养护管理表1-3上部结构（逐跨）信息项目识别信息跨越及净空信息主梁结构信息桥跨编号跨越线路名主梁结构形式跨越河名主梁片数最高水位上部结构材料类型/等级桥上竖向净空（米）预应力体系桥下竖向净空（米）跨长（米）梁底标高表1-4下部结构（逐墩）信息项目识别信息墩台信息支座信息桩信息管理墩台编号桥墩类型支座类型桩类型桥墩中心里程桩号桥墩材料支座个数桩数斜交角桥台类型桩长（米）桥台材料桩端持力层土层挡土墙类型桩施工事故与处理挡土墙长度（米）表1-5附属设施信息项目结构设施信息交通设施信息其它信息起点伸缩缝类型桥铭牌进水口个数终点伸缩缝类型限载牌泄水管管径（毫米）起点伸缩缝长度（米）路灯数泄水管长度（米）终点伸缩缝长度（米）摄像机通讯电缆护栏扶手长度（米）交通信号灯电力电缆隔离带类型煤气管隔离带长度（米）上水管另外桥梁结构构造图是指CAD图，dwg格式，文件较大，存储在服务器的某个目录下，而不存储在数据库中，而将它的相对路径存储在系统信息中。如果桥梁由于加宽、加长，或其它方式修改了结构而引起了重大改变的时候，桥梁静态数据也应加以更新。如果磨耗层，扶手和其它类似的项目发生改变，也应更新静态数据加以反映。（2）桥梁及构件检查信息数据桥梁及构件检查数据是根据城市桥梁三级检查直接得到的病害记录数据，包括桥跨检查基本信息、日常巡查信息、常规定期检查信息、结构定期检查信息、特殊检查信息五大块。桥梁检查数据是整个桥梁信息数据库中最庞大、最重要的数据模块。根据日常检查计划的安排，不同桥跨的不同检查数据的体积随时间增长很快，尤其是定期检查成分中包含有大量的多媒体信息。桥梁检查基本信息是有关检查执行安排的简单信息，日常巡查信息是根据对管辖区域的桥梁进行巡查得到的问题记录信息，巡查信息不区分桥型，定期检查则是区分桥型的检查信公路养护网www.yanghu123.com 1.3桥梁管理系统17息，特殊检查信息记录的是特殊检查的各种信息及数据。表1-6~表1-8列出了桥梁检查基本信息项目、日常巡查信息和常规定期检测信息的相关项目。表1-6桥跨检查基本信息项目基本信息1基本信息2检查日期执行负责人检查类型检查单位（被检查）桥梁编号检查计划审批人检查记录编号表1-7日常巡查信息项目识别信息基本检查项目信息1基本检查项目信息2伸缩缝路灯及交通标志桥梁排水结构变异检查记录编号桥面铺装桥区施工及违章栏杆与分隔带其它危及行车安全病害等桥梁清洁表1-8常规定期检测项目识别信息桥面系上部结构下部结构桥面铺装钢结构物台帽盖梁桥头平顺PC或RC梁式构件墩台身伸缩缝拱式构件基础检查记录编号排水系统横向联系耳背翼墙栏杆和护栏防落梁装置人行道铺装支座对于常规定期检测的构件项目，进一步展开后还包括病害形式、病害照片、病害位置、范围及影响。结构定期检测和特殊检测由于个体针对性强，信息的数据项目更加烦杂，因此对于特殊检查的信息要求同规范相关要求，但是检测的报告结果应尽可能详尽，存储形式不局限于数据条目的形式，可将特殊检查得出的最后电子文本文件作为一个数据流整体存储在数据库中。（3）评估信息数据桥梁评估数据是执行检查后，根据桥梁检查工程师的评价或通过一定评估模块得到的有关构件和整个桥跨的各类技术状态的信息数据，主要有桥梁技术状况指数BCI（BridgeConditionIndex）、桥跨耐久性评价信息和桥跨承载能力信息三大块。构件的技术状况指数对于构件的退化和维修决策具有很高的价值。如有可能，桥梁评估信息数据还可包括营运评定：对分析结果的一般说明、脆弱杆件、评定方法以及分析中假定的修正因素等。（4）桥梁及构件的维护信息数据桥梁维修数据是历次桥梁维修的信息数据。分为一般养护信息和结构维修信息。信息数据应该包含从桥梁施工开始按时间顺序发生的养护和修理记录，包括诸如日期、项目描述、公路养护网www.yanghu123.com 18第1章桥梁养护管理承包商、成本、合同编号和项目验收等相关数据的明细。（5）系统数据为了增强系统的安全性以及用户程序的通用性，在数据库中应增加系统信息数据，包括数据库连接配置信息、系统使用人员信息、数据库备份及操作信息等。桥梁管理部门可能对收集和记录桥梁数据有独特要求，这些要求在桥梁管理信息系统中建立数据库时应该加以考虑，如重车过桥路线信息、桥梁涂装信息、交通信息、事故信息、限载信息等。1.1.11.桥梁管理决策针对整座桥梁，选择最有效的管理策略应该基于众多可行方案的经济分析，这些可行方案应提供所期待的运营水平，并使得在桥梁生命周期内成本最低。1.桥梁寿命桥梁寿命指桥梁结构保持运营能力的时间。一般在设计时制定桥梁基准期，如50年或100年。而桥梁寿命是相对于生命周期费用的术语，许多结构在达到所设计的寿命之后仍能使用，如果不加分析就盲目的采取替换，就可能忽略很多更经济的选择方案。2.可供选择的管理决策对一个已经退化的桥梁结构，可采取下列管理决策选项：（1）指定维护根据对期待寿命的阶段性估计，按需要进行指定的养护、修复和加固工作。常常许多技术上可行的选择都是可以实现的，但通过经济分析可以选择一系列指定的维护，使桥梁在期待寿命期间获得最佳的服务性能。（2）替换在那些桥梁严重退化时，尤其其它因素如易于遭受洪水、荷载等级低等，需要非常昂贵的修复，替代将成为最为经济可行的选择。（3）延迟替换这种情况指桥梁结构决定在一定时间之后将不再使用。所需要做的工作是按规律进行检测，以保证在它关闭和拆除之前能够使用。3.生命周期费用“生命周期费用”的概念，要求管理部门在决定当前维护策略时要考虑到所有未来可能发生的情况。因此，在做出决定时需要一个名义寿命，即桥梁“被需要”的时间，必须保证这段时间内桥梁能安全运行。许多现有30到50年的桥梁将要继续运营，期望它再有30到50年或甚至更长的名义寿命。在实行每次修复和加固措施之前，应该进行检测来重新评定桥梁的名义寿命。因此，存在一个具有不同费用、可用性和预期寿命的选择范围。生命周期费用就是将每个选择的成本与结构可用性及所需寿命（名义寿命）联系在一起。可以用一个简单而有效的分析方法来比较不同管理策略选择的生命周期费用。首先，对公路养护网www.yanghu123.com 1.3桥梁管理系统19不同策略都制定了相应的行动程序表，其中每项未来措施的时间和费用都应标明，将所有这些当前价值总和均摊到整个桥梁期望寿命，再换算成简单的等代成本，最后加上每年的养护成本。最终，每年总成本最低的管理策略是最经济的选择。分析中还将要考虑的某些方面有：（1）真实利率任何现在使用的资金都有一个真实的利息成本，它是（建筑成本的）通货膨胀率与一般利率之差。经济分析对真实利率较敏感，如采用带高利率的优先选项，虽然初始支出较低，但可能会造成后期的高支出。（2）养护养护是保持结构连续可用的必要措施，但某些指定的养护措施能够减少养护费用。例如，适当数量的伸缩缝可减少车辆及温度对路面结构的损坏，从而节省路面修补的资金。（3）修复与加强可能带来超出生命周期费用分析狭义范围之外的其它利益。例如，解除荷载限制、增加桥宽来使车道路面畅通等，所有这些都对道路使用者带来利益。公路养护网www.yanghu123.com 第2章桥梁检测与评估桥梁检测是用来确定使用中的城市桥梁的物理和功能状态，是桥梁评估分析以及重车过桥分析的依据，根据桥梁检测和评估的结果，可以制定对应的养护措施，提供桥梁状态和退化评定的连续记录，建立维修和加固计划的优先次序。桥梁检测与评估对于提高养护计划的整体效果是必不可少的。概述2.1.1.桥梁检测评估的意义对使用中的城市桥梁必须按照《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）中的相关规定进行检测评估，及时掌握桥梁的基本状况，以便采取相应的养护措施。通过对城市桥梁实施必要的检测与评价，保证城市桥梁的安全运营和高效管理，使其在合适的养护下，达到可接受的安全水准，完成设计寿命期的预定功能。通过桥梁检测和评估可获得下列的效益：1.掌握桥梁技术现况实时的检测与评估使得桥梁管理人员掌握桥梁结构是否损坏或服务功能是否降低，通过分析检测过程中得到的桥梁状况信息，可以及时采取相应的维护措施，消除危害桥梁状况，提高桥梁的运营安全度和服役年限，保障公共运输安全。较深程度的检测可以提供构件以及材料的退化程度信息，包括退化形成的原因与退化对桥梁构件的影响程度，达到跟踪结构与材料的使用性能变化的目的，并使桥梁维护计划更具针对性，效率更高，降低维修成本。2.提供养护管理依据桥梁由于营运使用多年，主要部位出现缺陷如裂缝、错位、沉降等，通过检测评定确定桥梁各部损坏的程度及实际承载能力，为桥梁的养护及维修加固提供必要的依据；通过检测评估可以了解车辆和交通量的改变给桥梁运营带来的影响。原来按旧标准规定的荷载等级设计建造的桥梁，需要根据检测评估结果，确定现有桥梁的承载能力，以采取相应的管理维护措施：如限载或加固、提级等。随着现代化工业建设的发展，特大型工业设备、集装箱运输逐渐频繁，管理超重车辆过桥需要通过检测评估，确定过桥可行性，并为临时加固提供技术资料。桥梁遭受特大灾害时，如因地震、洪水等而受到严重损坏或在建造、使用过程中发生严重缺陷等（如质量事故、过度的变形和严重裂缝以及意外的撞击受损断裂等），需通过检测评估为进行桥梁的修复加固提供可靠依据。3.积累桥梁信息数据公路养护网www.yanghu123.com 2.1概述21上海市已经建立了城市桥梁信息管理系统，桥梁检查可以系统地收集积累桥梁技术资料，建立动态数据库，为桥梁管理与评定提供第一手数据，检测数据是桥梁管理信息系统中数据库的主要信息来源，以此作为结构状态评估的基本依据，并为桥梁构件和桥跨的退化分析提供客观的数据，进而为管理人员决策提供必要的数据支持。桥梁检测和评估数据信息的积累，是顺应现代化信息管理的需要，是桥梁信息管理系统的基础和关键步骤。4.发展桥梁设计、养护及管理理论通过检测评估，给养护、设计与管理等部门提供反馈信息，推动养护工作的规范化与科学化，减少桥梁生命周期费用，检验桥梁结构的质量，反馈信息确保新建工程的可靠度，推动和发展旧桥评定以及新结构的设计计算理论。2.1.2.桥梁检测内容与分类城市桥梁的检测评估工作应包括下列内容：¨记录桥梁当前状况；¨了解车辆和交通量的改变给设施运行带来的影响；¨跟踪结构与材料的使用性能变化；¨对桥梁状态评估提供相关信息；¨建立桥梁结构性能数据记录；¨给养护、设计与建设等部门提供反馈信息。桥梁检测作业，依检测时机、详细程度、检测方法的不同，有各种不同分类，如表2-1所述：表2-1桥梁检测分类按程度分类按时机分类按方法分类经常性检测：平时实施的桥梁异常状况及损伤检测。以对行人造成影响，需紧急维非破坏性检测：检测时，不造成一般检测：仅以目测或以简单修的异常状况、损伤为检测重点；桥梁结构体损坏的检测方法。一的量测器具检测；定期检测：定时对桥梁所有构件实施的全般以目测或以声、光、电、磁等详细检测：一般检测结果，无面检测，以及确认经常检测记录的桥梁异媒介进行间接的检测；法充分评估桥梁构件的退化，常状况、损伤；破坏性检测：对桥体结构进行局必须进行更详细的检测，需特特殊检测：发生天灾（如台风、暴雨、地部的破坏，以获取必要的检测资殊仪器及专业人员。震造成的水灾及震灾）或人祸（如火灾或料，如钻芯取样检测。人为破坏）后，可能损伤桥梁结构所做的不定期检测。根据建设部《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）的规定，城市桥梁的检测评估根据其内容、周期、评估要求共划分为三级，如图2-1示：2.1.3.技术与设备成功的桥梁检测取决于受过培训且具备经验的检测人员、实用的技术和手段、适当的检测设备以及合理有效的程序。公路养护网www.yanghu123.com 22第2章桥梁检测与评估1.检测人员现场检测人员的工作常常是在没有监督的情况下完成的，检测人员所提供的检测资料正确与否是桥梁检测最重要的事项，必须相信他们的检查判断及报告，但这需要明确检测人员的责任和义务，保证检测人员具有较高职业素养。为了使检测人员能获取必要的知识和技巧以及保持一个较高的专业水平，管理单位需要制定一个仔细、严格和持续的培训计划，并定期审查，保证所有参与检测的人员按统一且明确的标准进行操作。????????????????1~7???????????????????????????1~2??6~10??????????????图2-1城市桥梁三级检查制度(1)三项责任¨确保公共安全，避免桥梁发生破坏甚至塌桥事故；¨维护公共投资，及时养护维修桥梁，确保公共投资的效率；¨提供正确完整的桥梁记录，以便及时掌握桥梁状况，采取妥当维护措施。(2)五项基本工作①研拟检测计划为使检测作业能顺利进行，桥梁检测员应先研究拟定完善的检测计划。检测计划应包括：桥梁坐落地点、到达检测构件的方法、检测工具、检测日程（包括检测日期、检测时段、检测需要时间）、检测种类（如经常性检测、常规定期检测、结构定期检测或特殊检测，无损检测或局部破坏检测，是否需要水中检测等）、检测程序、现场注意事项、现场交通维持及其它必要措施。②准备作业检测计划拟好后，检测员应事先准备及研读有关该桥梁相关档案，准备到达检测构件的设备、检测的器具及设备等。③执行检测作业依据拟妥的检测计划，依序进行检测。④编制检测报告依现场检测状况，详尽记录并编制检测报告。⑤确定需要维护或维修项目依现场检测状况，确定退化构件必要的维修项目，提供桥梁维护单位实施维修的依据，以期延长桥梁使用寿命。公路养护网www.yanghu123.com 2.1概述23(3)培养职业素质检测人员须具备较高的职业素质，通过进行专业及职业培训或自学可获得：¨不定期组织检测人员参加由有经验、有资质的桥梁工程师或相关专家主讲的专业讲座，使得检测人员能够持续获取必要的专业知识，掌握最基本的结构知识、详细的病害形式、相关的机理等，以保持一个较高的专业水平；¨管理单位联合养护单位制定一个仔细、循序渐进的职业培训计划，使检测人员熟悉使用各种检测技术和设备、相关的安全制度、操作流程等，提高其操作水平和技巧，并定期考核，引入竞争机制，保证检测人员的职业素养；¨通过国家或相关部门核定的专业资质的检测人员宜将其个人资料纳入信息管理系统，便于管养部门甄选，同时管养部门应鼓励检测人员参加相关考核，以获得检测员资格，提高管养人员的整体素质。2.技术和手段城市桥梁检测技术包括目视检查技术和破坏性或无损检测手段，适用的检测情况各不相同，技术层面也相差较大，下面仅作简单介绍。(1)简单技术一般地，大多数检测是通过贴近表面的外观检查和通过敲击锤子倾听构件内部的声音。①外观检测包括使用肉眼观测缺陷或缺陷痕迹，可借助放大镜、望远镜、数码相机等。这个方法经济快捷，是经常性检查和常规定期检查的主要手段，其限制是某些退化不可能在表面可见（或表面被涂层），或难于接近，或需要较多的观测经验，可靠性较低。②听声音包括通过敲击构件评定构件内部状态以及声音类型。实体与带空洞或缺陷的构件有不同的声音区别，缺陷构件产生空洞的鼓声。要精确描述需要大量经验，因为许多因素会改变声音，敲击时不要用力过大。(2)用于混凝土与钢桥的技术可以在某些情况下使用的专门检测技术或检测方法，包括（但不限于）下列：①钢构件中裂缝和缺陷可以通过贴近的外观检查、裂纹着色显示、X射线和γ射线检查以及超声波来探测，其中采用超声波探测仪是实际测试中最常用的办法，如图2-2所示；图2-2钢结构裂纹着色显示（左）和超声波裂纹探测（右）②钢构件的锈蚀可以采用直接测量或超声波测量；③混凝土碳化程度可以通过钻取试样测试或凿孔滴酚酞试剂来确定，如图2-3所示；④钢筋和预应力筋锈蚀深度可以通过许多无损方法加以确定，包括腐蚀电位法和电阻法以及射线照相方法，如图2-4所示。如果预应力管道中存在空洞，可以采用小内窥镜观察；公路养护网www.yanghu123.com 24第2章桥梁检测与评估⑤钢筋和预应力筋锈蚀也可以通过取样或钻孔至预应力筋或至钢筋表面加以检查，但不推荐使用；⑥混凝土的氯离子含量测试可以通过快速氯离子测定仪来测定，见图2-5（左）；⑦混凝土的强度可以通过回弹仪、超声波探测仪、超声—回弹仪或混凝土强度测试仪来确定，见图2-5（右）；图2-3混凝土钻芯取样（左）和凿孔酚酞测试（右）图2-4钢筋腐蚀探测仪（左）和腐蚀电位法检测（右）图2-5快速氯离子测定仪（左）和数显式超声混凝土测试仪（右）(3)特殊技术①先进的车载路（桥）面检测系统，可以在桥梁车道中以交通速度运行，即能得到桥梁路面平整度、路面状况和结构层厚度等多种数据，图2-6为透地雷达探测仪。②水准仪提供了一个方便经济的方法观测沉降和竖向变形，而经纬仪可以检测水平移动。在桥梁竣工时一般有一套水准杆和测量标记埋进主梁或桥墩中。水下检测通过潜水进行，使用标准设备和技术。③其它技术，如抗压强度、金属测试、裂缝发展测量、超声波脉冲速度、混凝土渗透等，也可以用于混凝土结构。除少数例外情况，无损检测设备一般都很昂贵和耗时，较适合于研究或特殊检测。公路养护网www.yanghu123.com 2.1概述25图2-6透地雷达探测仪3.检测设备检测所需的设备和技术将随检测类型、性质和结构型式有所不同。桥梁检测设备包括两类：检测辅助设备（到达被检查构件的设备）和检测工具设备。(1)检测辅助设备桥梁某些区域，不易到达检测，尤其高架立交的梁底、斜拉桥拉索或跨越河流的桥梁，为能接近构件检测，使检测结果更精确详实，必须借助某些辅助设备到达构件。上海城市桥梁检测常用的检测辅助设备主要有：高空检测车、桥梁检测车、移动检测桁车以及桥下检测船等。①爬梯、升降梯或吊索：梯子包括一般的木质或铝质梯子、电动升降机，主要用于检测较高的桥梁构件，如桥塔；吊索配合牵引设备可用于高墩的检测，吊索可单独使用，也可结合简易工作平台。②索缆检测篮：主要用于斜拉桥拉索检测和维修，在牵引设备牵引下，爬缆车行走于斜拉索上，可乘坐两人，如图2-7（左）。③移动检测桁车：一般位于桥梁的主梁底部或下承式桁架桥的顶部，可承载多名检测人员和检测及维修工具，如图2-7（右）。图2-7索缆检测设备（左）和电动式移动检测桁车（右）④桥下检测船或临时充气橡皮筏：跨越河道的桥梁往往需要借助船只才能到达梁底，进行相关的检测，对于通航的河流，可以租借航道部门的船只作为检测船，对于常规船只无法到达的小河浜，可携带临时充气橡皮筏，到现场后展开橡皮筏，检测结束后收起带走。⑤高空检测车：车上装设活动折臂，折臂末端设置桶斗搭载检测人员。检测时，高空工作车行驶到被检测桥梁的下面道路上，利用工作车的移动及举高活动折臂，使检测员接近桥梁构件。一般用于检测跨线桥或较低的高架桥，见图2-8（左）。⑥桥梁检测车：一般使用于高桥墩的桥梁或跨河道桥梁的检测。检测时，检测车停驻在公路养护网www.yanghu123.com 26第2章桥梁检测与评估桥上，活动折臂向下延伸到桥面板下的构件，供检测员近距离检测构件。有两种形式：一种活动折臂末端仅设置桶斗搭载检测员（一般可搭载3人），另一种活动折臂末端设置平台（除可搭载人员外，并可装载工具，可供检测和维修），如图2-8（右）。图2-8高空检测车（左）与桥梁检测车（右）(2)检测工具设备检测时应视检测类型和目的，有选择的携带必要的工具及设备，并于检测出发前做必要的整理或调整。为避免遗漏，并应制定“携带工具设备表”，供行动前逐项检视。经常性检查和常规定期检测工具主要有以下六类：¨清洁工具：长柄扫帚、钢刷、刮刀、平头起子、铲子等；¨协助目视检测工具：望远镜、手电筒、放大镜、染色剂等；¨测量工具：钢卷尺、光标尺、裂缝观测仪、量角器、温度计等；¨记录工具：检测报告表、记事本、三角板、照相机（广角、近照、闪光灯）、粉笔或标示笔、标示牌等；¨其他设备：润滑油、工作套装（防雨，带胶靴）、医药箱、附工具袋的皮带（装检测工具）等。结构定期检测和特殊检测的某些检测内容还需要使用以下的特殊工具设备：①测量仪器：特殊情况下，需使用经纬仪、水准仪、智能全站仪等测量仪器，供精确测量构件的位移、高程、距离和尺寸等。②非破坏性检测仪器：为了解构件内部退化情形，提供构件退化评估，必要时需使用非破坏性检测仪器，包括上面提到的混凝土强度回弹仪、X（γ射线或超声波）裂纹探测仪、手提式混凝土钻芯取样机、氯离子测定仪、激光平整度仪、落锤式弯沉仪、路况摄像仪和透地雷达探测仪等。③水中检测设备：当检测水面下墩台、基础冲刷或河道状况，则需水中检测设备，。若河道狭浅，可使用简单的探测方法，如钢筋、标杆等。若河道宽深，则需雇用潜水员，携带必要的设备，如水下相机或摄像机、探测水深设备、无线通话机等设备，协助水中检测。4.检测程序桥梁检测是一项程序化的工程，需要制定相关程序以规范检测执行过程达到最佳效果。城市桥梁检测程序主要包括下列工作：(1)制定区域检测计划为了保证管辖区域内的所有桥梁以适当间隔和适当类型进行检测，管养单位每年需要制定区域检测计划，列举在下一年度要执行检测的桥梁的名称和检测的类型，可借助桥梁管理信息系统，在地图上对未来12个月要检测的桥梁进行标记，并安排相应的检测队伍，在指定公路养护网www.yanghu123.com 2.1概述27的时间，到指定桥梁执行检测。需要注意的是，某些桥梁可能需要在一年中的特定时间检测，如干燥季节、恶劣天气或交通繁忙，以确定某些桥梁运营极限状态下的结构表现。由于城市桥梁数目繁多、服役区域和桥龄、结构类型、组成构件以及管养单位均不相同，制定检测计划时需要考虑诸多方面的因素：¨养护预算资金的分配¨桥梁的种类与结构形式¨桥梁检测的日程¨桥梁尺寸、大小¨桥梁构造的复杂性¨该桥梁的交通量¨所需的检测人员¨所需的检测仪器、材料、或特殊设备¨是否需要特殊检测单位支持(2)查阅待检桥梁相关资料在一座特定桥梁的检测之前，检测人员应研读有关该桥梁结构的所有相关记录和资料，并确认桥梁构件编码系统。桥梁相关资料可从桥梁管理信息系统和档案室获得。(3)准备检测设备为避免现场遗漏检测构件及减少检测现场不必要的重复作业，检测出发前应准备好检测表格、记事本及桥梁简图（或构件编号图），安排适当的到达构件方法及设备（检测车辆或租借船只等），并整理检测工具及设备。(4)确定检测顺序一座桥梁的构件既多且杂，为避免遗漏检测，应制定合理的检测顺序。其原则为由上而下，即先上部结构，后下部结构；有时因桥梁型式、构件状况、检测种类、桥梁规模大小及复杂性、桥梁交通情况等不同，也可视实际情况调整。(5)实施安全的现场检测实施现场检测过程中，需要保障安全生产，一方面要安排检测现场的交通维持，检查检测所需的安全设施，包括检测员个人的保护设备以及检测现场的安全设施，另一方面要求检测人员的所有操作均需要严格遵循相关的操作指南和安全规范。(6)录入记录和撰写检测报告所有的检测结果要保证有记录，最好是有病害照片，并采用标示手段标明病害情况。检测完成后，应在规定时间内将所有相关记录（包括照片）录入桥梁信息管理系统中，并完成核对工作，现场原始记录应进行存档。也可以直接在现场使用手持式电子辅助调查设备(PDA)录入，减轻现场工作强度，提高效率和准确性。对于需要出具检测报告的，在检测完成后的规定工作日内撰写出检测报告，并送交上级部门审核，审核通过，需要进行电子存档和文件存档。公路养护网www.yanghu123.com 28第2章桥梁检测与评估桥梁构件的分类与编号上海市已经采用桥梁管理信息系统来记录和存储桥梁静态数据和现场收集的任何检测数据。桥梁管理信息系统的成功很大程度上取决于从每座桥梁现场获得的检测数据的质量、一致性和相容性。同时，一座桥梁是由许多构件组成，这些构件处于桥梁的不同位置，有着不同的受力行为和退化路径，因此桥梁基本检测信息具体关联到某个构件，对检测评定桥梁安全是切合实际需要的。《城市桥梁养护技术规范》中4.3节相关条款中明确规定必须在检测中记录下存在结构缺陷的构件编号，通过编号来使得病害有明确的主体，是为了使桥梁、构件以及它们的各种数据容易识别和计算机归档分析，因此，需要对要检测的桥梁及构件进行分类与编号。桥梁构件的编号包括两个层次：桥梁整体编号、桥梁构件编号。桥梁整体编号是为了在整个管理区域范围内的桥梁网络中定位该桥跨，构件编号则是为了体现该桥跨内部的构件组成情况，在具体检测中方便病害的定位描述。城市桥梁整体编号可通过适当的组合编码方式，可以达到以下目的：¨组合编码使得桥梁在桥梁管理信息系统的数据库中获得唯一的标识，并载入一定的信息，如桥梁名称、桥梁类型编码、所辖区域等，简洁且易于识别；¨从系统全寿命的管理周期来讲，对一个桥跨单元，管理过程中涉及到检测、评价、维修等诸多方面的信息，“桥梁整体编号”具有重要含义，取值唯一、稳定且有效，成为其它相关信息的检索关键字，并使该桥跨所有数据形成有机的整体，不至于形成信息孤岛；¨该编码通过考虑桥梁信息管理系统的进一步发展，可以继续扩充桥梁单元，甚至是整合高架桥梁单元，使之具有前瞻性、可扩展性和可开发性。桥梁构件的编号也极为重要。为了使不同的检测人员、管理人员对所记录的同一构件，能有同一记录方法，避免某一检测人员所记录的构件被另一检测人员或管理人员误认为另一个构件，而产生检测管理混乱，并利用计算机管理桥跨，应在检测前建立构件编号系统，以利于检测工作的顺利进行。对于不同的桥型，构件组成不同，所以桥梁构件的编号需要区分桥型进行考虑，以下分别以几个例子来详细说明不同桥型桥梁构件的编号方法。2.1.4.梁式桥这里以连续梁和悬臂+挂孔为例来解释桥跨单元的墩跨及其构件的编号方法，简支梁与连续梁相似。一般编号的原则是：¨纵断面由里程少到多。墩编号和桥跨编号按照设计文件中的里程桩号增加方向进行编号，墩从0开始，墩与台适用同一种编号系统，桥跨从K1开始。连续梁纵向编号如图所示，悬臂+挂孔的形式需要将挂孔单独视为一跨，相应的悬臂与挂孔相接处的牛腿也进行墩编号，如图所示。¨横断面由左到右（面向里程增加方向）。横向的编号视主梁形式而定，对于空心板，不存在横隔板，但是T梁和箱梁则要对横隔板进行编号，具体编号方法如图2-9~图2-13所示。公路养护网www.yanghu123.com 2.2桥梁构件的分类与编号290+0000+0200+0800+100K1K2K30123图2-9连续梁的墩跨编号0+0000+140K1K2K3K4K5230145图2-10悬臂+挂孔的墩跨编号墩号增加方向板号K1-1K1-2...K1-7从左到右方向图2-11空心板梁的构件编号墩号增加方向K1-H2-1横隔板号K1-H1-1K1-H1-2K1-H1-3T梁号K1-1K1-2K1-3K1-4从左到右方向图2-12T梁的构件编号公路养护网www.yanghu123.com 30第2章桥梁检测与评估墩号增加方向K1-H2-1横隔板号K1-H1-1K1-H1-2K1-H1-3箱梁号K1-1K1-2从左到右方向图2-13箱梁的构件编号2.1.5.拱桥拱桥按照结构形式可以分为上承式、中承式和下承式，这里以城市中多见的下承式系杆拱和上承式拱桥为例解释拱桥的编号。系杆拱的构件主要包括钢管拱圈、吊杆、横梁和承受水平推力的系梁，需要分别编号加以识别和管理，如图2-14所示。上承式拱桥在拱桥中间还有实腹段，具体编号见图2-15所示。U5U4U6U3U70+000U2U80+140U1U9U0U10L0L1L2L3L4L5L6L7L8L9L10K101横向风撑K1-G1K1-G2拱圈K1-H1-1系梁K1-X1横梁K1-X2从左到右方向图2-14系杆拱桥编号公路养护网www.yanghu123.com 2.2桥梁构件的分类与编号310+0000+140U0U1U2U3U4U5U6U7U8L4L3L5L2L6L1L7K1L8L001图2-15上承式拱桥编号2.1.6.桁架桥钢桁架桥一般由两片桁架，其构件主要包括主弦杆、节点板、横梁、纵梁。根据实际的钢桁架桥的病害检测的分析结果，纵横梁组成的桥面系和主桁节点板的病害情况比较普遍，在进行桥面系检测时需要按照节间编号进行才能做到无遗漏，其具体编号方法如图2-16所示。U1U2U3U4U5U6U70+0000+140L1L2L3L4L5L6L7L0L8K10K1-1K1-21UU’主桁横向风撑纵梁Z1Z2Z3Z4人行托架L横梁L’从左到右方向L0’L1"L2"L3"L4"L5"L6"L7"L8"纵梁编号Z1Z2桥面系Z3Z4节点编号L0L1L2L3L4L5L6L7L8节间编号J1J2J3J4J5J6J7J8图2-16桁架桥编号公路养护网www.yanghu123.com 32第2章桥梁检测与评估2.1.7.斜拉桥斜拉桥一般由塔、梁、索三部分组成，塔和梁的编号比较简单，同一般桥梁的墩和梁，但斜拉索数目较多，同时也是检测的重点构件。图2-17给出了某独塔斜拉桥检测案例中的拉索编号方案。该桥桥塔两侧及上下游四个方向的拉索分别编号为BU、BD、RU、RD，其中B代表岸跨；R代表江跨；U代表上游；D代表下游。按设计编号，将各组拉索由索塔向两侧远端编号，号码从1到25。对每组拉索由索塔向两侧编号，分别用-1,-2（2～24号拉索）或-1-2-3-4（1号和25号拉索）表示。示例：江跨上游最靠近索塔的拉索表示为RU1-1；岸跨下游离索塔最远的拉索表示为BD25-4。目前，上海市桥梁的形式主要集中为梁式桥，通过上面相应的编号系统，可以简单的进行检测定位。但具体的桥梁及构件编号系统仍需进行深入的调研，使其满足实际管理、检测和养护的需要。公路养护网www.yanghu123.com 2.2桥梁构件的分类与编号33下游RD24-2RU24-2上游RD24-1RU24-1RD22-2RU22-2RD22-1RU22-1RD20-2RU20-2RD20-1RU20-1RD18-2RU18-2RD18-1RU18-1RD16-2RU16-2RD16-1RU16-1RD14-2RU14-2RD14-1RU14-124大石坝江跨22RD12-2RU12-2RD12-1RU12-120RD10-2RU10-218RD10-1RU10-116RD8-2RU8-214RD8-1RU8-112RD6-2RU6-2RD6-1RU6-1108RD4-2RU4-2RD4-1RU4-16意RD2-2RU2-24RD2-1RU2-121BD1-1BU1-1BD1-2BU1-2BD1-3BU1-33BD1-4BU1-4图5BD3-1BU3-1BD3-2BU3-27BD5-1BU5-19BD5-2BU5-21117独塔斜拉桥拉索构件编号示BD7-1BU7-113BD7-2BU7-22-15BD9-1BU9-1图BD9-2BU9-217BD11-1BU11-119BD11-2BU11-221BD13-1BU13-1岸跨23BD13-2BU13-2沙坪坝25BD15-1BU15-1BD15-2BU15-2BD17-1BU17-1BD17-2BU17-2BD19-1BU19-1BD19-2BU19-2BD21-1BU21-1BD21-2BU21-2BD23-1BU23-1BD23-2BU23-2BD25-1BU25-1BD25-2BU25-2BD25-3BU25-3BD25-4BU25-4公路养护网www.yanghu123.com 34第2章桥梁检测与评估经常性检查2.1.8.定义经常性检查就是日常的巡检，由经过培训的专职桥梁管理人员或有一定经验的工程技术人员执行，以便随时发现问题，进行维修，它是针对较明显缺陷的检查，检查为桥梁表面的检查，主要对结构异常、桥及其桥区施工作业情况的检查和桥面系、交通标志、限载标志及其它附属设施等的外观情况进行日常巡检。目的是确保结构功能正常，使结构能得到及时的养护和紧急处治，对需要检修的一些大问题作出报告。该项检查往往使得检查人员有机会在各种天气情况下对桥梁进行观察。2.1.9.检查周期日常巡检的周期比较短，一般规定为1～7日巡检一次。根据《城市桥梁养护技术规范》的相关规定，按照城市桥梁的养护等级不同，确定经常性检查的周期，具体如下（I～Ⅴ类养护的城市桥梁分类见第一章）：¨Ⅰ等养护的城市桥梁（即I～Ⅲ类养护的城市桥梁和位于集会中心、繁华地区、重要生产科研区及游览地区附近的Ⅳ、Ⅴ类养护的城市桥梁）巡检周期不应超过l天，且由专人负责；¨Ⅱ等养护的城市桥梁（即区域集会点、商业区及旅游路线或市区之间的联络线、主要地区或重点企业所在地附近的Ⅳ、Ⅴ类养护的城市桥梁）巡检周期不宜超过3天；¨Ⅲ等养护的城市桥梁（Ⅴ类养护的城市桥梁及居民区、工业区的主要道路上的桥梁）巡检周期可在7天之间；¨对重要桥梁，或遇恶劣天气、汛期、雨季、冰冻等特殊情况，周期宜短，特殊情况可设专人看护或设置。2.1.10.检测人员及设备经常性检查应由经过培训的专职桥梁管理人员或有一定经验的工程技术人员负责。城市桥梁养护管理单位应设置专职桥梁管理人员，负责所管辖桥梁的日常检查工作。未设置专职桥梁管理人员的城市桥梁养护管理单位应由有桥梁施工或养护管理经验的工程技术人员负责日常巡检。经常性检查的携带设备如表2-2所示：表2-2经常性检查携带工具设备表检测类型携带工具设备数量已准备备注长柄扫帚、钢刷、刮刀、平头起子、铲子手电（防洪、防雨灯）工作套装（防雨，带胶靴）经常性检查钢卷尺（5米到30米）检测报告表粉笔、标示笔2.1.11.检查内容检查性检查以目测为主，主要检查内容如表2-3所示：公路养护网www.yanghu123.com 2.3经常性检查35检查人员根据检查，现场填写《城市桥梁日常巡检日报表》，登记所检查城市桥梁的缺损类型、维修工程量，提出相应的养护措施，如表2-4：表2-3桥梁经常性检查项目序号检查项目序号检查项目1桥面是否平整、有无裂缝、局部坑槽、拥包、车6上下部结构是否有异常变化辙、桥头跳车7锥坡、翼墙有无开裂、坍裂、沉陷2桥而泄水管是否缺损、堵塞8交通信号、限载标志、照明设施是否完好3桥面是否清洁，有无杂物堆积、杂草生长、蔓延9桥区附近的施工是否违章，4栏杆、引道、护栏是否断裂、撞坏、锈蚀10其他显而易见的损坏5伸缩缝是否堵塞、破损、连接松动11有无其它危及行人及结构安全的病害表2-4城市桥梁日常巡查日报表20__年__月__日__午桥梁名称：巡视日期：星期___天气______检查项目状况病害病害说明桥名牌完整缺损（块）限载牌完整缺损（块）栏杆完整缺损（m）端柱完整缺损（只）人行道平整坑塘（m2）车行道平整坑塘（m2）机非隔离栏完整缺损（m）伸缩缝完整缺损（m）泄水孔畅通堵塞（只）扶梯完整缺损（m2）结构变异有、无部位变异情况桥、桥区施工有、无是否违章基本情况其他危及行车、行船、行人安全的病害巡查人：_______________2.1.12.注意事项日常巡查时应注意以下事项：¨日常巡查前，应由桥梁管理信息系统或人工制定当天要巡查的桥梁及巡查路线；¨巡查时，对中小跨径桥梁应不少于十五分钟的查看，所有规定项目均要逐一仔细检查；¨要求在桥区范围来回两次查看情况，在病害数量统计时，应采用累加方式，有缺陷且要求维修的项目要进行照相，并在《城市桥梁日常巡检日报表》的“病害说明”栏中注明相片编号和建议维修措施；¨经常性检查中的建议维修分为紧急维修和一般维修，维修处理时间应尽量快，分别为两天内和五天内；¨对一周范围内已提出建议维修的桥梁的相关项目，要求检查是否已经维修，并做记录；¨巡检过程中发现设施明显损坏，影响车辆和行人安全，应及时采取相应维护措施，包括现场纠正违章操作、在交警配合下暂时限制交通等，并立即向主管部门报告；公路养护网www.yanghu123.com 36第2章桥梁检测与评估¨经常性检查记录应每日整理归档，将相关信息数据录入桥梁管理信息系统，要求维修的项目需要提交维修部门限期处理，或在管理信息系统中进行相关的注明，以便系统辅助或自动安排日常维修事项，¨定期（如每月）提出经常性检查工作的总结和评价意见，以改进工作效率。公路养护网www.yanghu123.com 2.4定期检测37定期检测2.1.13.定义、实施周期及检测人员等定期检测分为常规定期检测和结构定期检测两个层次。常规定期检测主要针对桥梁结构中常见的缺损及日常养护的实施效果，每年进行一次简易快速的结构技术状况的动态数据采集，并以书面报告及必要的影像资料，对设施的运行状态做出评定，是制定年度养护维修计划的主要依据。常规定期检测应由专职桥梁养护工程技术人员或实践经验丰富的桥梁工程技术人员负责，并应对每座桥梁制定相应的定期检测计划和实施方案。常规定期检测宜以目测为主，并应配备如照相机、裂缝观测仪、探查工具及现场的辅助器材与设备等必要的量测仪器。结构定期检测的目的是以固定周期对桥梁结构安全进行检测。结构定期检测是评定桥梁结构的状况、结构的性能与承载能力，对桥梁结构状态的所有方面进行详细调查，确认和量化结构的退化程度。认定缺损原因和推荐适当的消除措施，包括养护、维修、加固措施或建议特殊检查。结构定期检测应由相应资质的专业单位承担，制定详细的方案并由主管部门审批。检测负责人应具有5年以上城市桥梁专业工作经验。结构定期检查周期视桥梁结构养护级别而定。两种定期检测的具体要求、周期、检测技术和检测人员均有所区别，列于表2-5：表2-5常规定期检测与结构定期检测常规定期检测结构定期检测主要针对桥梁结构中常见的缺损及日常养护固定周期对桥梁结构安全进行检测定义的实施效果对桥梁结构状态的所有方面进行详细调查，确认和量简易快速的结构技术状况的动态数据采集化结构的退化程度评定结构的状况、性能和承载能力制定年度养护维修计划的主要依据寻找已存在的和隐含的缺陷功能根据结果对城市桥梁进行技术状况评估分级认定缺损原因和推荐适当的维修措施制订预防性结构维修计划，建立维修计划的优先次序根据桥龄、交通量、车辆载重、桥梁使用历史、已有计划技术评定、自然环境以及桥梁临时封闭的社会影响制与对每座桥梁制定相应的定期检测计划和实施定详细计划方案方案计划应包括采用的测试技术与组织方案要求计划应提交主管部门等待批准Ⅰ类养护的城市桥梁根据桥梁类型和构件退化模式，每年一次确定检测频率，具体见各类大型桥梁的养护指引手册可根据城市桥梁实际运行状况和结构类型、周周期Ⅱ～Ⅴ类养护的城市桥梁间隔宜为6～10年，应包括边环境等适当增加检测次数桥梁结构中所有构件Ⅰ类养护的城市桥梁为至少每年一次关键部位可设仪器监控测试检测外观检测为主外观检测、专门检测技术、材料取样试验技术专职桥梁养护工程技术人员（具有五年以上桥相应资质的专业单位承担检测梁养护管理经验、具有工程师资格）执行由具有五年以上城市桥梁养护、管理、设计、施工经人员实践经验丰富的桥梁工程技术人员（具有五年验的人员执行公路养护网www.yanghu123.com 38第2章桥梁检测与评估以上桥梁施工、养护维修、管理经验）负责检测负责人应具有五年以上城市桥梁专业工作经验，具备必需的养护知识2.1.14.主要检测技术1.外观检测在定期检测中，外观检测是基本的技术手段。迅速查找桥梁构件的病害并进行正确的识别是外观检测的关键，需要检测人员通过一定的技术培训，并在现场实践中积累足够的经验。实际操作中，除了对相关病害进行详实的记录外，应熟练使用数码相机拍照。拍照时，首先用粉笔圈出病害范围或描出裂纹走向等，并使用标示便贴或可反复擦写的标示牌，必须注明以下内容：病害所在的桥梁构件编号（参照本手册2.2节）、发现日期、具体位置、病害形式与程度范围等。然后将标示牌置于病害附近，使用照相机拍照，如图2-18所示。现场如需要评分的项目应进行评分，需要现场提出维修建议的也应现场决定。图2-18使用标示牌标识病害并拍照2.材料检测在结构定期检测中，有时需要测定结构材料的强度，包括混凝土和钢材强度。回弹仪法和超声—回弹综合法是常用的检测混凝土强度的两种方法，硬度比较仪法是钢材极限强度测定的常规方法。(1)回弹仪法回弹仪是根据在仪器的一定的冲击力的作用下，测得的回弹值与材料的硬度存在一定的相关关系，而材料的表面硬度又随其强度高低而变化的原理制作的一种无损检测仪器。实际操作时，应根据我国《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-92）的相关规定进行。首先选择及布置测区。测区大小以能够容纳16个回弹测点为宜，且测区表面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、粉刷层、浮浆、油垢、蜂窝麻面等，必要时可用砂轮清除表面杂物和不平整处。然后测量回弹值。测试时回弹仪应始终与侧面相垂直，并不得打在气孔和外露石子上。测得的数据应按规范进行相关的换算和推定。该法快速简便，但准确度受到较多因素的影响。(2)超声—回弹综合法超声波在混凝土中的传播速度和混凝土弹性性质有密切关系，可以建立超声测强的经验公式。超声—回弹综合法指采用超声波和回弹仪，在结构混凝土同一测区分别测量声时值和公路养护网www.yanghu123.com 2.4定期检测39回弹值，利用已建立起来的测强公式推算该测区的混凝土强度。与单一的回弹或超声法相比，超声—回弹综合法可以减少一些因素的影响程度，较全面的反映了整体混凝土质量，提高了测试精度。测试区的选择和布置同回弹法，先进行回弹测试，再进行超声测试，然后针对同一测区的回弹值和超声声速值，按照综合法计算混凝土强度。(3)硬度比较仪法通过测定钢材的硬度，按照一定的公式就可以测定钢材的极限强度。硬度比较仪构造简单，使用方便，测定误差小。使用时，先在仪器上插入一根已知硬度的标准件，然后将钢球压在受试验的钢材表面，用小锤在活轴的顶端猛击一下。用放大镜量取标准件与构件上各自留下的凹痕直径，求得钢材的硬度，再根据硬度由经验公式求得钢材的极限强度。3.专门检测在结构定期检测中，常用的有混凝土的碳化深度测试、混凝土氯离子含量测定、钢筋锈蚀程度测试和钢结构超声波裂纹探测等。(1)混凝土的碳化深度测试测定混凝土碳化深度的最简便和常用的方法是酚酞试剂测试。一般在回弹强度测试完成后，立即在测区表面用冲击钻或凿子凿开直径为15mm的孔洞，清除洞中粉末和碎屑后（不要用液体冲洗），立即用1%的酚酞试剂滴在孔洞内壁边缘处，碳化部分混凝土不变色，未碳化的则变为紫红色，然后用钢尺测量出碳化深度值，精确到0.5mm。(2)混凝土氯离子含量测定氯离子是诱发混凝土内部钢筋锈蚀的主要成因。可采用钻芯取样的方式获得，通过实验室或现场的快速检测仪器（如快速氯离子测定仪），运用电化学原理，即可获知氯离子的含量。(3)钢筋锈蚀程度测试钢筋锈蚀程度的检验结果是推断结构构件的实际强度和耐久性的重要依据。其检测方法主要有外观检测法和自然电位法，前者适用于较严重的锈蚀情况，后者适用于较轻的钢筋锈蚀。混凝土中的钢筋相当于处在饱和的氢氧化钙介质中，具有相应的自然电位，通过仪器可以测得混凝土中钢筋的电位及其变化规律，从而获知钢筋所处的状态和腐蚀程度。(4)钢结构超声波裂纹探测对于匀质的钢结构构件，使用超声波可以精确的探测到细微的疲劳裂纹，这对于提早发现钢结构的致命要害是很重要的。该项技术成熟可靠，简便易行，但要求技术人员对结构有较好的认识，并具备丰富的经验。2.1.15.检测实施前的准备工作现场检测工作开始前，首先要完成必要的准备工作，包括获取资料、安排设备等。1.获取资料可从桥梁管理系统或桥梁档案室里获得即将检测的桥梁结构的相关资料和记录，检测人员需要研读以下信息：(1)桥梁竣工图及相关信息公路养护网www.yanghu123.com 40第2章桥梁检测与评估桥梁结构型式、桥孔数、桥梁类型（简支桥或连续桥或悬臂桥）、桥梁主要构件材料、上部结构的桥面板及主梁的型式、支座型式，下部结构的盖梁与桥墩结构型式、基础型式，以及桥梁建造年份、设计荷载等基本资料，无桥梁竣工图时，可参考桥梁设计图；(2)检测记录及相关报告桥梁过去的检测数据和报告，了解构件退化演变情形，可用于分析判断哪些构件检测时需特别注意；(3)维修记录了解过去的构件维修情形，可提供维修方式、范围的判断参考；(4)地质资料桥墩基础的地质资料，可提供是否需特别注意桥墩基础的沉陷及掏空病害；(5)水文资料记载历年河道位置、断面、形状，及洪水频率、最高洪水位等数据，可供检测河道断面及水位变化，以及分析判断河道保护设施是否妥当，是否尚须加强的参考。2.设备安排与准备为避免现场遗漏检测构件及减少检测现场不必要的重复作业，检测前还应安排好各种设备，如准备好检测表格、记事本及桥梁简图（或构件编号图），安排适当的到达构件方法及设备（检测车辆或租借船只等），并整理检测工具及设备。除准备几份空白的检测报告表供记录填写外，也应准备前一次的检测报告，可供本次检测时对比，并可了解本次检测应特别注意检测的构件。每座桥梁的断面，结构型式不尽相同，故检测前应依桥梁资料绘制该座桥梁简图，简图的绘制应尽量简单清楚。桥梁简图在桥梁信息管理系统中调出打印即可。检测的专用设备，包括到达设备和检测使用工具，要提前联系和确认，根据“携带工具设备表”来选择设备，设备应提前检查，必须保证所有设备是完好可用的，有足够的粉笔、相机电池和其它消耗材料。定期检测的常规携带设备如表2-6：表2-6定期检测携带工具设备表检测类型携带工具设备数量已准备备注长柄扫帚、钢刷、刮刀、平头起子、铲子手电（防洪、防雨灯）工作套装（防雨，带胶靴）钢卷尺（5米到30米）检测报告表粉笔、标示笔常规定期检测A三角板、量角器（A）记事本、桥梁简图放大镜铅锤裂缝观测仪数码相机（广角、近照、闪光灯）医药袋公路养护网www.yanghu123.com 2.4定期检测41对讲机标示牌（可反复擦写）及标示便贴（反面有单面胶）染色剂温度计扭力扳手、钢钎、凿子曲柄钻和钻头或可充电电钻结构定期检测高统防水靴（用橡皮筋系在胸部）B（A+B）带灯的矿工帽（用于箱梁内部）带直边的水准尺双筒望远镜游标卡尺水下相机或摄像机公路养护网www.yanghu123.com 42第2章桥梁检测与评估2.1.16.检测顺序制定合适的检测顺序可以提高检测的效率，在制定检测计划时应予以考虑。对于单跨桥梁结构，检测顺序为：桥面板以上的上部结构——>桥面板以下的上部结构——>下部结构——>水道；对于多跨桥梁结构，可逐跨进行检测，也可根据检测到达设备或交通组织的便利性，优先进行某专项，如桥面板以上的上部结构。一般的，桥梁构件检测的顺序如表2-7所示：表2-7桥梁构件的一般检测顺序1、桥面板以上的上部结构2、桥面板以下的上部结构3、下部结构4、水道·引道·桥面板的下表面·桥台·河堤及保护构筑物·桥面铺装·支座·桥墩·通航净空·伸缩缝·主要支撑构件（承重构件）·盖梁·水深·人行道及路缘石·次支撑构件（传力构件）·基础、基桩·航向指示灯或指示标志·栏杆·抗震档块或抗震销座·排水系统·照明·限载牌等交控设施2.1.17.常规定期检测内容常规定期检测应包括下列范围：①桥面系：桥面铺装、桥头搭板、伸缩装置、排水系统、人行道、护栏等；②上部结构：主梁、主桁架、主拱圈、横梁、横向联系、主节点、挂梁、联结件等；③下部结构：支座、盖梁、墩身、台帽、台身、翼墙、锥坡及河床冲刷情况。常规定期检测工作包括下列内容：¨对照城市桥梁资料表和设备量年报表现场校核城市桥梁的基本静态数据；¨不同桥梁类型通常构件的病害特点和表现形式不同，应实地判断病害形式和原因，估计维修范围和方案；¨对难以判断其损坏程度和原因的构件，提出作特殊检测的建议；¨对损坏严重、危及安全的城市桥梁，提出限载以至暂时限制交通的建议；¨根据城市桥梁技术状况，确定下次检测的时间。常规定期检测的检测表格根据桥面系、上部结构、下部结构的检查范围共设计了15表，具体到桥梁的基本构件，且针对具体的病害，详细的反映了常规定期检查的具体内容，见附录1~附录3。2.1.18.结构定期检测内容结构定期检测内容应以常规定期检测的结果为基础，采取较深入的检测手段，进行较全面的病害和退化的状况与原因分析。检测的重点应集中在桥梁的上部结构及基础，其具体内容如表2-8所示：公路养护网www.yanghu123.com 2.4定期检测43表2-8结构定期检测重点内容项目具体内容（1）结构实际尺寸，包括截面尺寸、跨径、填料厚度、拱轴线、钢筋直径和布置等；（2）混凝土的空洞、蜂窝、剥落、层离、风化隆起、露筋、裂缝和破碎和钢筋锈蚀等；（1）主梁（3）圬工砌体的开裂、风蚀、砌缝填料脱落等；（2）主拱圈（4）钢结构的涂层脱落、生锈、变形、裂纹、焊缝开（3）桁架裂和铆钉，螺栓松动脱落等；桥跨（4）拱桥拱上建筑（5）桥跨结构的不正常变形如开裂，支承处主要承重结构（5）系杆拱的吊杆构件的局部承压不够；（6）斜拉桥的索塔和拉索（6）承重构件横向联接开裂、脱落失效；（7）主梁、主拱圈、桁架等之间的横（7）组合结构结合面张开、错位；向联系（8）拱圈纵横开裂，拱轴变形和侧墙鼓胀；（9）索塔顶水平变位、扭转变形、拉索套管的破裂、拉索锈蚀、锚头病害等；（10）构件材料力学性能，如圬工砌体、混凝土和钢材的强度，弹性模量等。（1）墩台材料的风化、水蚀、剥落、破损及裂缝等；（1）桥墩台（2）冲刷与碰撞防护工程的损坏、失落和撞击破坏等；下部（2）基础（3）墩台基础的冲刷及倾斜、滑动、下沉或冻结及水结构（3）冲刷与防撞防护工程平位移等；（4）地基基础开挖或触探检查。桥梁的结构定期检测应注重以下工作：¨查阅历次检测报告和常规定期检测中提出的建议；¨根据常规定期检测中桥梁状况评定结果，深入进行桥梁构件的检侧；¨通过材料取样试验确认材料特性、退化的程度和退化的性质；¨分析确定退化的原因，以及对结构性能和耐久性的影响；¨对可能影响结构正常工作的构件，评价其在下一次检查之前的退化情况；¨检测桥梁的淤积、冲刷等现象，水位记录；¨通过综合检测评定，确定具有潜在退化可能的桥梁构件，提出相应的养护措施。由于结构定期检查的特殊性，必要时可进行荷载试验和分析评估，但应进行充分的必要性论证，具体操作参考本手册3.3章节。结构定期检测应由执行的检测单位设计专门的检测记录表格，用于现场病害的检测记录，现场记录表格至少应包括“构件状态评定”、“构件缺陷记录”、“特殊构件信息”和“照片记录与描述”，并应符合下列规定：①结构状态评定应符合常规定期检测中的评分标准，Ⅰ类养护的城市桥梁结构状态评估应按实际缺陷进行；Ⅱ～Ⅴ类养护的城市桥梁的缺陷，按本手册2.6.2节的评分标准表进行评估。同时填写下列相关内容：¨列出所有桥梁构件的侵蚀情况¨构件的实测缺陷类型和程度公路养护网www.yanghu123.com 44第2章桥梁检测与评估②应在结构缺陷记录中记录下列相关内容：¨构件编号¨构件描述¨构件在结构中的位置¨缺陷描述：包括缺陷位置、程度、产生的原因和可能的退化、照片编号、所有材料试验的细节和材料在结构中的部位③对于特殊构件信息，指的是：¨没有在评分标准中定义的构件，应作详细记录，并研究在管理系统中的表示方式¨无法检测的构件，说明不能检测的原因¨河道的淤积、冲刷、水位记录¨记录材料测试和取样的位置并编号，以便试验结果的交叉参考④病害照片应针对构件缺陷拍摄，并使用标示牌或标示便贴。2.1.19.报告整理与提交1.常规定期检测常规定期检测的表格记录、评分及对养护维修管理措施的建议，均应及时整理、归档，并及时录入城市桥梁管理系统数据库。2.结构定期检测由结构定期检测工程师将检测资料整理成相关表格。现场拍摄照片应说明缺陷，并在报告中用专门的表格制作照片索引及注释说明。所有现场记录资料以及结构定期检测报告应以电子文档和书面形式在现场调查完成后15个工作日内提供给管理部门。结构定期检测的检测报告应突出以下几点内容：¨记录当前桥梁现行状态，以用于将来参考¨使用相关规程或数据分析结果，确定桥梁承载能力¨提供对短期故障清除措施的指导¨提供原始数据用于整个桥梁的全寿命管理为了有效地记录桥梁状态，检测报告还应满足以下要求：¨书面的语句应清楚、简洁和精确，总结每个结构单元状态，描述缺陷以及按一贯尺度评定；¨详细描绘重要缺陷的性质和程度；¨用照片显示总体结构（引桥、立面和侧面图）和所有重要缺陷；¨推荐修复措施，包含日常养护、修补和加固，按照紧急和必要程度排列优先次序，每项推荐措施都应该包含成本估算。检测报告应有一贯性，以便不同检测人员在不同的时间里准备的检测报告能直接相互比较，使得多年来的一系列检测报告可以用来确定结构性能改变，得到退化速率估计以及计算剩余寿命、帮助决定养护和维修措施。2.1.20.检测安全事项桥梁检测多是外业，具有一定的危险性，须重视安全。桥梁检测员需爬上爬下于结构物上或通行于不良的通道中，尤其检测高桥墩桥梁或过水桥梁时，检测员经常处于危险的环境公路养护网www.yanghu123.com 2.4定期检测45中。桥梁的现场检测尤其应注意安全事项，主要包括检测员自身安全、安全预防措施和交通安全保障等。1.检测人员自身安全态度、警觉、常识，是检测人员维护自身安全的三项因素，良好的工作习惯与工作态度至为重要。检测员应遵守安全准则，采取必要的个人保护措施，遵循安全操作指南，保护自身的安全。检测员自身安全维护的基本原则包括：¨保持良好的睡眠¨维持健康的体能状况¨使用适当的工具¨保持工作范围内安全措施的完整¨遵守工作安全守则¨应用一般常识与良好判断¨避免饮酒及服用药物2.个人防护检测员的个人保护包括：¨穿着适当的检测服装、工作鞋、安全帽及反光背心；¨配带工作袋，供放置简单工具、对讲机、记事本及检测表格；¨特别工作的环境，如喷砂等，应配戴护目镜及口罩，必要时应戴防毒面具；¨水上作业时，应系安全索及穿救生衣；¨高空作业时，应系安全索或安全带；¨视情况需要佩带手套。3.一般安全预防措施桥梁检测作业的一般安全预防措施规定如下：①所有现场的电缆或电线均应假定为通电中，检测时所有电源应全部切断，尤其检测跨铁路线桥梁时，应注意机车高压线的事先处理；②检测时必须维持两个人以上，以便互相照应；③水上作业最好备有船只、救生圈、无线电对讲机等设备，以便紧急时对外救援；④水上作业时，穿着的防水衣裤应防止进水，以免妨碍游泳；⑤水下检测应由有潜水执照的人员来进行；⑥检测跨越桥时，应将检测工具、笔记本及眼镜等系好，以免掉落，影响跨越桥下方的交通，甚至伤及跨线桥下方的车辆或行人；⑦密闭场所的检测时，如检测箱型梁内部，应配备手电筒：必要时应准备氧气设备。箱型梁内部是否有沼气，也应事先鉴定，以免发生危险；⑧若使用船只检测，应先检查所乘船只是否安全；使用桥梁检测车检测时，应先检查桥梁检测车功能是否正常。4.交通安全保障由于定期检测对交通的干扰比经常性检查要大得多，因此应采取交通维护措施，以保障检测人员、检测设备及行经该处车辆的安全。按照《交通管制设施》规定设置必要的交通红公路养护网www.yanghu123.com 46第2章桥梁检测与评估桶、引导标志或标志车及引导员等。检测前应按计划备妥必要的交通维持设施及人员，并注意下列事项：①尽量减少对交通的妨碍，根据交通需要，适当调整检测时段，避开交通高峰时段检测；②检测区的前方，应设置清楚正确的防撞和交通引导措施；③长时间的检测，在检测期间内应定时检查交通管制设施的完整；④负责交通管制的人员，应先经适当的培训。公路养护网www.yanghu123.com 2.5特殊检测47特殊检测2.1.21.定义特殊检测是特殊情况下，如火灾、水灾、地震或事故损伤、或满足管理的特别需求（荷载提级、通行重车等），由专业人员依据一定的物理、化学检测手段，并辅以现场和实验测试等特殊手段对桥梁及构件进行详细检测和综合分析，其目的是查明桥梁病害原因、破损程度、范围和实际承载能力，确定桥梁或主要构件的技术状态，分析损坏所造成的后果以及潜在缺陷可能给结构带来的危险，以便采取相应的技术措施。特殊检测一般由现场检查和实验室测试分析两大部分组成，包括材料检测、计算分析评估和荷载试验三方面的工作。特殊检测的检测结果应提交书面报告。2.1.22.检测人员资格、检测时机与检测设备特殊检测应由相应资质的专业单位承担，检测负责人和主要检测人员均应具有城市桥梁专业工程师资格，且具有五年以上城市桥梁养护、管理、设计、施工经验。特殊检测没有固定的检测周期，城市桥梁在下列情况下应进行特殊检测：①城市桥梁遭受洪水冲刷、流冰、漂流物、船舶或车辆撞击、滑坡、地震、风灾、火灾、化学剂腐蚀、车辆荷载超过桥梁限载的车辆通过等特殊灾害造成结构损伤；②城市桥梁常规定期检测中难以判明是否安全的桥梁；③为提高或达到设计承载等级而需要进行修复加固、改建、扩建的城市桥梁；④超过设计年限，需延长使用的城市桥梁；⑤常规定期检测中，被评定为不合格级的Ⅰ类养护的城市桥梁和被评定为D级或E级的Ⅱ～Ⅴ类养护的城市桥梁；⑥常规定期检测发现加速退化的桥梁构件需要补充检测的城市桥梁。除了携带定期检测的相关工具和设备外，还应视检测内容，有选择的携带较复杂的工具及设备，如表2-9：表2-9特殊检测携带工具设备表检测类型携带工具设备数量已准备备注经纬仪水准仪智能全站仪混凝土强度回弹仪超声波裂纹深度探测仪特殊检测钢筋位置探测仪钢筋保护层仪X射线设备取芯钻样机氯离子测定仪2.1.23.检测内容公路养护网www.yanghu123.com 48第2章桥梁检测与评估实施特殊检测前，检测单位应额外进行下列资料的调查研究：¨竣工资料¨桥梁结构的主要材料以及它们的力学指标¨特殊检测的原因，影响桥梁承载能力的因素¨历次桥梁定期检测和特殊检测报告¨历次维修资料¨交通量统计资料城市桥梁特殊检测应包括下列内容：¨现场检查¨实验室测试城市桥梁特殊检测的现场检查和实验室测试的主要项目见表2-10所列：表2-10城市桥梁特殊检测的项目检查项目需特殊检查的情况超重车辆行洪水滑坡地震撞击驶（改造前）栏杆损坏；桥梁、拱、桥面因桥台推出被撞构件及（1）在地震、洪水、滑上体位移和损落梁、支座损板裂缝、支座而压屈及变联系部位破坡、超重车辆行驶、船部坏落梁、排水坏、错位损坏、承载力形坏、支座破坏只或重大漂浮物撞击之设施失效测定后；沉陷、倾斜位因冲刷而产（2）决定对单一的桥梁下桥台推出、胸移、圬工破墩台裂缝沉生的沉陷和墩台位移进行改造、加固之前部墙破坏坏、抗震墩破陷倾斜坏（1）结构验算、水文验算（2）静载、动载试验（3）桥梁定期检查难以判明（3）用精密仪器对病害进行现场调查和实验分析损坏原因、程度及整座桥的技混凝土裂缝外观及显微调查、混凝土碳化鉴定、氯化试验、湿度调查、强度术状况时；测试、结构分析（4）桥梁技术状况在不合格钢筋位置、锈蚀状态调查或D级以下的预应力钢筋现状及灌浆管道状况、空隙情况调查（5）超过设计年限使用桥面防水层状况调查桥面铺装状况调查2.1.24.检测手段与方法结构材料缺损状况的诊断，应根据材料缺损的类型、位置和检测的要求，选择表面测量、无损检测技术和局部取试样等方法，具体方法可参见本章2.4.2。试样宜在有代表性构件的次要部位获取。检测与评估应依照相应的试验标准进行。结构整体性能、功能状况评估应根据诊断的构件材料质量状况及其在结构中的实际功能，用计算分析评估结构承载能力。当计算分析评估不满足或难以确定时，用静力荷载方法鉴定结构承载能力，用动力荷载方法测定结构力学性能参数和振动参数。结构检算、荷载试验和评估应符合国家现行有关标准的规定，具体参照本手册第三章。公路养护网www.yanghu123.com 2.5特殊检测492.1.25.报告整理与提交特殊检测报告应包括下列主要内容：¨概述、桥梁基本情况、检测组织、时间背景和工作过程；¨描述目前桥梁技术状况、试验与检测项目及方法、检测数据与分析结果、桥梁技术状况评价；¨阐述检测部位的损坏原因及程度，评定桥梁继续使用的安全性；¨提出结构及局部构件的维修、加固或改造的建议方案，提出维护管理措施。2.1.26.检测安全事项基本安全措施同2.4节所述。但还应注意以下事项：①对特殊检测结果不满足要求的城市桥梁，在维修加固之前，应立即采取限载、限速或封闭交通措施，并应继续监测结构变化；②荷载试验时加荷载应经过计算分析确定，加载时应逐步加载，设计、布置试验仪器时，要安装预警装置。加载过程除预警装置监视试验桥梁安全外，还要用仪器严密监视设施状态变化，当设施状态变化超过预定变化限值时，应立即停止试验。公路养护网www.yanghu123.com 50第2章桥梁检测与评估桥梁技术状况评定2.1.27.桥梁技术状况评定方法1.主要技术状况评定方法简介桥梁结构技术状态评估的基本原理是建立桥梁技术状态评估模型，通过桥梁检测（定期和不定期）、试验分析和静动载试验，采集桥梁的一些技术数据，并对这些数据进行分析处理，提炼出能够用于桥梁评估的参数，最后完成桥梁状态的综合评估。在目前桥梁实践中，桥梁常用的技术状况评定方法有：(1)基于目视检测的桥梁状态评估法基于目视检测的桥梁状态评估法是通过有经验的桥梁技术工作人员对桥梁进行全面检测，根据养护技术规程等规范，用文字描述和定量检测结果对桥梁质量进行分类、评定。此类评定技术主要依赖大量的主观定性信息，取值决定于工程师自身的经验和判断。(2)设计规范验算评定法以设计规范为基础的验算评定法是根据1988年交通部颁发的“公路旧桥承载能力鉴定方法”，由实测材料性能、结构几何尺寸、支承条件、外观缺陷以及通行荷载，按照桥梁结构的计算理论来评定承载能力，通常采用鉴定系数来评价。这种方法偏于保守，难以反映结构退化后的受力行为。(3)实桥荷载试验法荷载试验法是在中断交通的情况下，布置车辆荷载，进行静或动荷载加载试验，利用现场测试技术，获得实桥的应力、挠度、荷载横向分布以及固有频率、冲击系数等信息，建立桥梁结构的实际受力模型，进而根据模型确定桥梁的实际承载能力。但是此方法成本高，不适于通用。(4)专家系统评定法专家系统评定法就是利用桥梁专家的知识和经验通过计算机系统对桥梁的安全性进行评估。在对具体数据处理时，有很多不同的方法，如常规综合评定法、模糊综合评价法、灰色关联度评价法、模糊神经网络法等。(5)可靠度评定法根据结构可靠度理论的评定方法是在确保用最少费用达到容许安全等级，从而有效利用资金。对于既有桥梁，其荷载和抗力都是不确定的、随时间变化的随机过程。随着工作荷载的增加及结构的破损，桥梁结构可靠度随时间减小。该方法仍处于研究阶段。2.《城市桥梁养护技术规范》的BCI评分方法《城市桥梁养护技术规范》中规定Ⅱ～Ⅴ类养护的城市桥梁技术状况的评估方法采用BCI评分方法，这是一种基于目视检测的桥梁状态评估法。这里采用的BCI评分方法又称为分层加权法，采用层次分析法把影响桥梁状态的因素条理化、层次化，建立起多层的层次关系结构模型，即根据定期检测的损坏状况及其扣分值，逐级、分层加权，最终得到桥梁各部分以及全桥的BCI。其层次关系如图2-19所示。该方法与以往的评定方法相比，具有以下优点：①概念明确、方法简单，具体化了病害类型，在底层的扣分项上，针对具体的构件病害公路养护网www.yanghu123.com 2.6桥梁技术状况评定51程度进行，增强了外观调查的客观性。②不需要对桥梁各部分的损坏进行现场评分，仅需要对各部分的损坏状况进行现场描述和记录，降低了对定期检测人员的要求，使得一般的养护人员经过简单培训便可从事定期检测的工作。③能考虑不同桥梁类型的特点。不同的桥梁类型，由于其组成不同、受力特点不同，所以权重也不相同。④评定方法详细到构件，评定过程可以准确反应具体的损坏部位，便于根据数据的积累监视桥梁状况的恶化过程，使得养护人员不仅知道整个桥梁的综合状况，也能了解桥梁具体组成部分的损坏状况。⑤在维修策略上直接考虑评分较低的低层参评构件，即维修策略针对较底层构件，这有利于确定维修优先级，特别有助于维修效益——利润分析，很适用于桥梁网络级信息管理系统。图2-19桥梁BCI评估中的层次关系该方法已经嵌入上海市桥梁信息管理系统的评估模块中，具体桥梁及构件的评估可由系统自动完成，具体程序是：¨由有经验的桥梁技术人员对桥梁及各部件进行定期检测；¨在定期检测现场，检测人员根据规范规定的用文字描述的定性和定量的检测表格，对桥梁各个细部构件的各种损害类型的程度状况进行检测判断；¨在桥梁信息管理系统中，将各细部构件的各种损害类型的检测判断结果转换为扣分值，再通过评估系统的BCI计算模型，计算出相应的权重，并综合得到桥梁各细部构件的BCI评分；¨系统根据各细部构件的BCI评分，由下至上，先部位再综合，逐层计算桥面系、上部结构、下部结构的BCI评分，直至计算出桥梁的总体得分；¨最后根据全桥评估的总分划定桥梁的技术状况等级。3.BCI评分方法具体操作(1)桥面系状况指数BCIm首先计算桥面系的技术状况，采用桥面系状况指数BCIm表示，桥面系共6项要素：桥面铺装、伸缩装置、排水系统、人行道、栏杆和桥头平顺。公路养护网www.yanghu123.com 52第2章桥梁检测与评估根据这6个要素的损坏扣除分值，按式2-1计算BCIm值：6BCIm=å(100-MDPi)×wii=1（式2-1）MDPi=åDPij×wijj式中：i——桥面系的评估要素，即i表示桥面铺装、桥头平顺、伸缩装置、排水系统、人行道和栏杆；DP——桥面系第i类要素中第j项损坏的扣分值，见2.6.2节的评分标准表；ij32w——桥面系第i类要素中第j项损坏的权重，由式w=0.3m-5.5m+5.3m计算ij而得。其中μ根据第j项损坏的扣分DP占桥面系第i类要素中的所有损ijæöçDP÷坏扣分值比例çm=ij÷计算而得；çåDPij÷èjøMDP——桥面系第i类要素中损坏的总扣分值；iw——第i项要素的权数，见表2-11。i表2-11桥面系各要素权重值评估要素权重评估要素权重桥面铺装0.3排水系统0.1桥头平顺0.15人行道0.1伸缩装置0.25护栏0.1(2)桥梁上部结构状况指数BCIs桥梁上部结构的技术状况采用上部结构状况指数BCIs表示，BCIs可根据桥梁各跨的技术状况指教BCIk按式2-2计算而得：m1BCIs=åBCIkmk=1nsBCIk=å(100-SDPkl)×wkl（式2-2）l=1SDPkl=åDPklx×wklxx式中：x——表示桥梁第k跨上部结构中构件l的损坏类型；DP——表示桥梁第k跨上部结构中构件l的损坏类型x时的扣分值，见2.6.2节klx公路养护网www.yanghu123.com 2.6桥梁技术状况评定53的评分标准表；w——表示桥梁第k跨上部结构中构件l的损坏类型x时的权重，由式klx32w=0.3m-5.5m+5.3m计算而得。其中μ根据第x项损坏的扣分DP占klxæöçDP÷构件l所有损坏扣分值的比例çm=klx÷计算而得；çåDPklx÷èjøSDPkl——构件l的综合扣分值；wkl——构件l的权数，见表2-12；ns——第k跨上部结构的桥梁构件数；BCIk——第k跨上部结构技术状况指数；m——桥梁跨数；BCIs——桥梁的上部结构技术状况指数。表2-12桥梁上部结构各构件权重值构件类型权重构件类型权重主梁0.6桁片0.5梁桥横向联系0.4主节点0.1悬臂梁0.6桁架桥纵梁0.2挂梁0.2横梁0.1悬臂+挂梁挂梁支座0.1联结系0.1防落梁装置0.1主拱圈（桁）0.7拱桥主梁0.8横向联系0.3刚构桥横向连结0.2(3)桥梁下部结构技术状况数BCIx桥梁下部结构的技术状况的评估应逐墩（台）计算墩台技术状况数BCIλ，然后根据BCIλ计算整个桥梁下部结构的构状况指数BCIx，按下式计算：m1BCIx=åBCIlm+1l=0nlBCIl=å(100-IDPll)×wll（式2-3）l=1IDPll=åDPlly×wllyy式中：公路养护网www.yanghu123.com 54第2章桥梁检测与评估y——表示桥梁第λ墩（台）中构件l的损坏类型；DPlly——表示桥梁第λ墩（台）中构件l的损坏类型y时的扣分值，见2.6.2节的评分标准表；wlly——表示桥梁第λ墩（台）中构件l的损坏类型y时的权重，由式w=0.3m3-5.5m2+5.3m计算而得。其中μ根据第y项损坏的扣分DPll占æöçDP÷llyçm=÷çåDPlly÷构件l所有损坏扣分值的比例èjø计算而得；m——桥梁跨数IDPll——构件l的综合扣分值；wll——构件l的权数，见表2-13；nl——第λ墩（台）的桥梁构件数；BCIl——第λ墩（台）技术状况指数；BCIx——桥梁的下部结构技术状况指数。表2-13桥梁下部结构各构件权重值构件类型权重构件类型权重盖梁0.1台帽0.1墩身0.3台身0.3基础0.3基础0.3桥墩桥台冲刷0.2耳墙（翼墙）0.1支座0.1锥坡0.1支座0.1(4)整个桥梁的技术状况数BCI整个桥梁的技术状况数BCI根据桥面系、上部结构和下部结构的技术状况指数，由下式计算：BCI=BCI×w+BCI×w+BCI×w（式2-4）mmssxx式中：w、w、w——桥面系、上部结构和下部结构的权重，见表2-14；msx表2-14桥梁结构组成部分权重值桥梁部位权重桥面系0.15上部结构0.40下部结构0.45公路养护网www.yanghu123.com 2.6桥梁技术状况评定554.运用BCI评分方法评估的计算示例(1)桥面系BCIm计算以“桥面铺装”项为例：①各项损坏状况及扣分值损坏类型程度扣分值网裂和龟裂3％～10％15波浪及车辙<3％5坑糟无0桥面铺装碎裂或破碎3％～10％65洞穴无0桥面贯通横缝半贯通5桥面贯通纵缝半贯通5②计算各损坏类型的权重a、计算总的扣分值：åDPi=15+5+0+65+0+5+5=95iDPb、网裂和龟裂的比重：m=j=15/95=.016ijåDPijc、网裂和龟裂的权重计算：j32w=0.3m-5.5m+5.3mijijijij32=0.3´.016-5.5´.016+5.3´.016=.042d、扣分值计算：DP´w=15´.042=.632ijij其他计算结果如下表：损坏类型单项扣分值DPij比重mij权重wijDPij´wij网裂和龟裂150.160.426.32波浪及车辙50.050.160.80坑糟00.000.000.00碎裂或破碎650.680.7850.7洞穴00.000.000.00桥面贯通横缝50.050.160.80桥面贯通纵缝50.050.160.80MDPi=åDPij´wij1559.4合计j③桥面铺装的评分BCI=100-MDP=100-594.=406.qmpzi④桥面系其他部分评分值的计算过程与桥面铺装相同。假设桥面系其他各部分的评分值为80，即：桥头平顺：BCI=80qtps伸缩缝：BCI=80ssf泄水管：BCI=80xsg人行道：BCI=80rxd公路养护网www.yanghu123.com 56第2章桥梁检测与评估栏杆：BCI=80lg⑤桥面系的评分6BCIm=å(100-MDPi)×wii=1=BCI´3.0+BCI´.015+BCI´.025+BCI´1.0+BCI´1.0+BCI´1.0qmpzqtpsssfxsgexdlg=406.´3.0+80´.015+80´.025+80´1.0+80´1.0+80´1.0=682.(2)上部结构BCIs计算（以悬臂加挂梁结构为例）①各项损坏状况及扣分值（以防落梁装置为例）损坏类型程度扣分值有无落梁趋势有35防落梁装置牛腿表面损伤剥离25伸缩缝处漏水轻微15②计算各损坏类型的权重a、计算总的扣分值：åDPklx=35+25+15=75xDPb、有无落梁趋势的比重：m=klx=35/75=.047klxåDPklxjxc、权重计算：32w=0.3m-5.5m+5.3mklxklxklxklx32=0.3´.047-5.5´.047+5.3´.047=.074d、扣分值计算：DP´w=35´.074=25.92klxklx其他计算结果如下表：损坏类型单项扣分值DPklx比重mklx权重wklxDPi´wklx有无落梁趋势350.470.7425.92牛腿表面损伤250.330.6716.67伸缩缝处漏水150.200.507.56SDPkl=åDPklx´wklx7550.1合计x③防落梁装置的评分BCI=100-SDP=100-501.=499.fllzzkl④其他构件假设上部结构其他构件的评分为：BCI=80悬臂梁：xbl公路养护网www.yanghu123.com 2.6桥梁技术状况评定57BCI=80挂梁：glBCI=80挂梁支座：glzz⑤本跨上部结构评分nsBCIk=å(100-SDPkl)×wkll=1=BCI´1.0+BCI´6.0+BCI´2.0+BCI´1.0fllzzxblglglzz=499.´1.0+80´6.0+80´2.0+80´1.0=77⑥全桥上部结构评分每一跨上部结构评分计算的过程相同。取各跨评分的平均值，即得全桥上部结构评分。(3)下部结构计算BCIx计算①各项损坏状况及扣分值（以翼墙为例）损坏类型程度扣分值剥离脱落轻微10翼墙翼墙前结合处开裂15挡土功能失去部分25翼墙大贯通缝少量15②计算各损坏类型的权重DP=10+15+25+15=65ållya、计算总的扣分值：yDPllym==10/65=.015llyåDPllyb、剥离脱落的比重：xc、权重计算：32w=0.3m-5.5m+5.3mllyllyllylly32=0.3´.015-5.5´.015+5.3´.015=.0419d、扣分值计算：DP´w=10´.0419=.419llylly其他计算结果如下表：损坏类型单项扣分值DPlly比重mlly权重wllyDPlly´wlly剥离脱落100.150.424.19翼墙前结合处150.230.558.27挡土功能250.380.7017.58翼墙大贯通缝150.230.500.558.27IDP=DP´wllållylly6538.3合计y③翼墙的评分BCI=100-IDP=100-383.=628.yqll公路养护网www.yanghu123.com 58第2章桥梁检测与评估④其他构件假设下部结构其他构件的评分为：BCI=80台帽：tmBCI=80台身：tsBCI=80基础：jcBCI=80锥坡：zpBCI=80支座：zz⑤桥台的评分nIBCIl=å(100-IDPll)×wlll=1=BCI´1.0+BCI´1.0+BCI´3.0+BCI´3.0+BCI´1.0+BCI´1.0yqtmtsjczpzz=628.´1.0+80´1.0+80´3.0+80´3.0+80´1.0+80´1.0=78.3⑥计算下部结构得分值BCI=80假设：桥墩qd，则下部结构评分：BCI=BCI´5.0+BCI´5.0xll=783.´5.0+80´5.0=792.(4)全桥BCI计算BCI=BCI´.015+BCI´4.0+BCI´.045mkx=682.´.015+77´4.0+792.´.045=76.672.1.28.桥梁技术状况评分标准1.全桥的技术状况评分标准根据规范，桥梁技术状况等级划分要区分桥梁养护级别，且桥梁的检测与养护须根据桥梁技术状况等级来确定，具体规定如表2-15：表2-15城市桥梁技术状况评分标准与维修桥梁养护级别技术状况等级评定指标检测或养护措施结构完好或结构构件有损合格级保养、小修伤，但不影响桥梁安全Ⅰ类结构构件损伤，影响结构安不合格级立即限制交通、组织特殊检测，立即修复全A完好BCI＝90～100日常保养B良好BCI＝80～89日常保养、小修C合格BCI＝66～79专项检测后保养、小修Ⅱ～Ⅴ类D不合格BCI＝50～65特殊检测后进行中修或大修工程立即限制交通，组织特殊检测后进行大E危险BCI<50修、加固或改扩建工程各种类型桥梁有下列情况之一时，即可直接评定为不合格级桥或D级桥，见表2-16：公路养护网www.yanghu123.com 2.6桥梁技术状况评定59表2-16评定为不合格级桥或D级桥的情况编号病害情况1Ⅲ、Ⅳ类环境下的预应力梁产生受力裂缝，且裂缝宽度超过规范限值拱桥的拱脚处产生较大水平位移2无铰拱拱脚产生较大的转动钢结构节点板及连接铆钉、螺栓损坏20％以上3钢箱梁开焊钢结构主要构件有严重扭曲、变形、开焊，锈蚀削弱截面积10%以上墩、台、桩基出现结构性断裂缝，裂缝有开合现象4倾斜、位移、沉降变形危及桥梁安全关键部位混凝土出现压碎5压杆失稳、变形现象6结构永久变形大于设计规范值7结构刚度达不到设计标准要求8支座错位、变形、破损严重，已失去正常支承功能9基底冲刷面达20%以上10承载能力下降达25%以上（需通过桥梁验算检测得到）11人行道栏杆20%以上残缺12上部结构有落梁和脱空趋势或梁、板断裂13钢—混凝土组合梁的桥面板发生纵向开裂，支座和梁端区域发生滑移或开裂14斜拉桥拉索、锚具损伤15吊杆拱桥钢丝、吊杆和锚具损伤2.桥梁各构件的技术状况评分标准分为桥面系、上部结构和下部结构三部分，附录4的表格列出了具体的构件评分等级和扣分值。公路养护网www.yanghu123.com 第3章桥梁承载能力鉴定3.1概述3.1.1.目的根据《城市桥梁技术状况鉴定准则（SZ-2002）》（以下简称准则）的规定，桥梁承载能力的鉴定和评估，是桥梁结构技术状况鉴定的一个重要组成部分。通过对现有桥梁承载能力的鉴定，达到下列目的：(1)评定现有桥梁的实际承载能力现有桥梁应包括有较严重病害和损坏的桥梁；需要提高承载能力及使用功能的桥梁;需要通行特种超重荷载的桥梁。通过评定，可为桥梁的使用及维修加固提供必要的依据；其主要内容有：桥梁由于营运多年，主要部位出现缺陷，如裂缝、错位、沉降等。通过检定确定桥梁各部损耗的程度及实际承载能力；原来按旧标准规定的荷载等级设计建造的桥梁，通过检定，可确定现有桥梁的荷载等级，从而决定是否需要通过加固来提高其荷载等级，以适应交通量和载重增加的需要；通过检定，可确定各类超重车辆、特大型工业设备、集装箱运输是否可通过，并为临时加固提供资料；桥梁遭受特大灾害时，比如因地震、洪水等而受到严重损坏，或在建造、使用过程中发生严重缺陷等（如质量事故、过度的变形和严重裂缝以及意外的撞击受损断裂等），必须通过检定，为进行修复加固提供可靠依据。(2)评定新建桥梁或经改造的新型桥梁的受力状态和质量。(3)建立桥梁管理养护的技术档案。3.1.2.鉴定方法影响桥梁承载能力的主要因素有：桥梁的原设计荷载等级、施工方法和质量、桥梁结构的损伤与完好状况、实际材料的力学性能等。桥梁原设计荷载及施工资料，一般可通过查阅有关技术资料获得（若资料缺乏或散失，则应进行现场实际调查），而对结构完好程度、材料老化程度和强度退化程度等诸多指标的评价尚待研究。对现有桥梁承载能力的鉴定，一般采用下列三种方法：1.实物调查比较法实物调查比较法是一种根据实际交通情况来检定桥梁承载力的动态比拟法。具体做法是：对被检定桥梁进行长期的观测，根据桥梁通过的车辆荷载，测定车辆通过时桥梁各主要部位的挠度、应度、应力和裂缝开展情况等数据，然后对这些数据进行统计分析，从而得出桥梁可以承受的荷载等级。该法可供参考。2.结构检算法公路养护网www.yanghu123.com 3.1概述61首先对被检定的桥梁结构进行检查（收集资料、现状检查、病害检测、材质及地基的检验等），然后将检查得到的有关资料和检测结果，运用桥梁结构计算理论及有关的经验系数进行分析计算，从而评定出桥梁的安全承载能力。理论分析计算法的主要问题是难以正确的考虑结构的特定缺陷对结构承载力的影响程度。该法经济易行。3.荷载试验法荷载试验法是将等于或稍大于实际将要通过桥梁的荷载值作为试验荷载，实测桥梁各主要部位在荷载作用下的结构反应，如挠度、应变、应力、裂缝开展等数值，通过分析比较，得出当挠度、应力及裂纹宽度等方面的数据小于规范值时所对应的荷载等级，该荷载等级就是桥梁的安全承载力。此法比较可靠，但花费较大。公路养护网www.yanghu123.com 62第3章桥梁承载能力鉴定3.2桥梁承载能力检算3.2.1.一般原则桥梁承载能力检算是现有桥梁技术状况鉴定的重要内容，是实施荷载试验前的必要步骤。桥梁结构承载力检算应以桥梁结构调查评估的成果为基础，在全面掌握现有桥梁结构的技术状况的前提下，以现行的桥梁设计规范为准则，用实际调查评估的若干重要数据或参数为依据，对结构在通行荷载等级和拟加试验荷载作用下的承载能力进行理论分析检算。桥梁结构的检算内容一般包括强度与稳定性、刚度、结构裂缝和地基与基础。进行桥梁承载能力检算时，一般应遵循以下原则：以现行桥梁设计规范为依据，检算时须考虑由现有桥梁结构调查评估报告所提供的结构工作状态系数Cgz（参见《准则》表2.6.1）；应根据要求，分别采用设计荷载、需要通过的荷载等级和拟订的试验荷载，验算结构的强度与稳定性、刚度等是否满足要求；结构的材料强度及地基强度一般应按实测结果取用；恒载应按实际尺寸或维修加固后的实重计算。按规定，恒载一项应包括基础变位的附加力影响力以及温度影响力等效应。3.2.2.检算方法1.资料调查及桥梁检测在进行桥梁承载能力的检算前，应通过周密的调查，掌握被检桥梁已有的检测和荷载试验的各项资料，充分了解被检桥梁的结构特点和受力现状。应重点掌握以下资料：桥梁全长、净跨径、计算跨径，结构各部分截面的尺寸，桥面净宽，人行道宽度等；桥梁原设计荷载等级，主梁钢筋或预应力筋的布置，面积和含筋量等；桥梁历年的维修加固资料；结构材料包括钢筋以及混凝土的力学性能；桥梁上部结构的施工方法和工艺；桥梁墩台和基础的构造和施工方法；在调查和收集各项现有资料的同时，还应对被检桥梁的缺损情况进行检查，检测内容与过程参照结构定期检测和结构特殊检测的相关要求进行，详见本手册2.4及2.5章节。2.检算部位根据结构体系的不同受力特点，一般城市桥梁应对结构的如下部位进行检算，如表3-1所示：公路养护网www.yanghu123.com 3.2桥梁承载能力检算63表3-1桥梁结构体系的检算部位检算内容桥梁类型截面应力（应变）挠度转角下沉水平位移简支梁跨中、四分点、支点跨中、四分点支点——连续梁跨中、四分点、支点跨中、四分点支点支座—悬臂梁支点、牛腿牛腿、跨中梁端、支点——拱桥跨中、四分点、拱脚跨中、四分点、八分点拱脚墩台墩台简支桁架桥跨中、节点附近跨中、四分点节点附近，支点——主梁跨中、支点、塔斜拉桥跨中、四分点刚性梁塔、墩台索塔顶部柱底截面、索3.鉴定系数《准则》规定，桥跨结构的承载能力检算鉴定系数Kjs是检算评估的主要技术指标。用以承载能力检算鉴定系数Kjs来检算桥跨结构的极限承载能力，鉴定系数定义为：实际抗力效应-实际恒载效应K=js检算活载效应当Kjs³1时，表示桥跨结构的承载能力符合检算荷载的使用要求；当Kjs＜时，表示桥跨结构的承载能力不满足检算荷载的使用要求。根据《准则》所规定的有关规范，采用业主或当事人所希望通过的载重等级进行结构的强度和稳定性检算，主要包括关键部位的应力验算，构件及整体的稳定验算。对于位于城市区内旧桥或城市郊结合部的桥梁，如果按规范规定的荷载检算承载力不能通过时，可以考虑通过适当限制车辆运行路线、车间距和车速等措施来放宽检算条件。4.刚度检算桥梁结构必须有足够的刚度，以满足正常运营的需要，按正常使用极限状态检算时，必须计算其刚度。同时，旧桥的截面往往遭受削弱，刚度变小，检算其刚度十分必要。在按常规设计的桥梁中，均采用荷载（不计冲击力）作用下的最大竖向挠度来检算刚度。大跨度桥梁与特殊要求的桥梁，还使用横向最大振幅作为检算横向刚度的指标。由于线路运营对桥梁的要求不同，不同性质类型的桥梁，对刚度的要求也有所不同，最大竖向挠度的允许值一般规定如下：(1)按规定的汽车荷载（不计冲击力）计算的砖石及混凝土拱桥墩上部结构在一个桥跨范围内的正负挠度的最大绝对值之和不应大于L/1000，用挂车或履带验算时，上述限值可增加20%；(2)对钢筋混凝土桥梁，用汽车荷载（不计冲击力）计算的上部构造竖向挠度，不应超过下列允许值：梁式桥主梁跨中L/600，梁式桥主梁悬臂端L1/300桁架、拱L/800式中L为计算跨径，L1为悬臂长度。用平板挂车或履带荷载验算时，上述允许挠度可增公路养护网www.yanghu123.com 64第3章桥梁承载能力鉴定加20%。为了控制桥梁结构的横向刚度（和乘车舒适度有关），一些规范还给出某些钢桥和预应力混凝土桥的实测跨中横向最大振幅和最低横向自振频率参考值，见表3-2所示：表3-2横向刚度参考限值实测跨中横向最大振幅实测横向最低梁别类型（单峰值）（mm）自振频率（Hz）桥梁及无桥面系的上普通桥梁钢Amax<=L/5Bf>=100/L承式梁低合金钢Amax<=L/4.2Bf>=90/L钢梁下承桁梁及普通桥梁钢Amax<=L/3Bf>=100/L有桥面系的上承桁梁低合金钢Amax<=L/2.5Bf>=90/L预应力混凝土梁Amax<=L/16.5Bf>=90/L注：①表中L为跨度，单位m；B为主梁中心距，单位m；②横向最大振幅指荷载平面的振幅。5.裂缝检算在桥梁结构中，为了控制钢筋的锈蚀，保障结构的耐久性，对允许开裂的钢筋混凝土构件在短期和长期荷载作用下的裂缝宽度均有所限制和规定。一般在恒载作用下的裂缝宽度可直接采用调查检验来加以评估。表3-3为《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）中有关裂缝宽度的规定，可供参考。表3-3裂缝限值表容许最大缝宽结构类别裂缝部位其他要求（mm）A类（一般环境）0.20钢筋混凝土构件B类（严寒、海滨环境）0.20精轧螺纹钢筋的预应C类（海水环境）0.15力混凝土构件D类（侵蚀环境）0.15A类和B类0.10预应和混凝土梁C类和D类不允许拱圈横向0.30裂缝高小于截面高度1/2混凝土拱拱圈纵向（竖缝）0.50半裂缝长小于跨径1/8拱波与拱肋结合处0.20墩台帽0.30经常侵蚀性环有筋0.20墩境水影响无筋0.30不允许贯通墩台身截面墩台台常年有水，但有筋0.251/2身无侵蚀性影响无筋0.35干沟或季节性有水河流0.40有冻结作用部分0.20公路养护网www.yanghu123.com 3.2桥梁承载能力检算65注：表中所列适应于一般条件，对于潮湿和空气中含有较多腐蚀性气体等条件下的缝宽限制应更加严格。6.桥梁结构地基与基础检算地基与基础的承载力将直接影响桥梁上部结构的使用。因此，对这一部分的检算应紧密结合上部结构和墩台的特点以及对地基基础的使用要求进行。地基与基础的承载力检算内容有：基础底面的压力地基与基础的变形值地基与基础的整体稳定性基础本身的强度具体实施应注意以下两点：桥梁的地基基础将承受整个建筑物的自重以及所传递来的各种荷载，检算时应按照“最不利的设计荷载组合”并根据实际的鉴定荷载来考虑；已建桥梁结构的地基基础是隐蔽结构。因此，判断它的承载能力应以调查和检算相结合的办法为宜，如果桥梁经过多年运营和洪水考验，墩台未发生明显的不均匀沉陷倾斜以及由此引起的桥面纵横坡变化，墩台也未发生明显的水平位移及由此引起的桥梁伸缩缝过度的分开或抵拢、拱桥拱顶及拱脚也未有严重开裂等，且地基与基础检算已通过，则可评定地基与基础承载力符合要求。公路养护网www.yanghu123.com 66第3章桥梁承载能力鉴定3.3桥梁承载能力荷载试验评定3.3.1.概述桥梁荷载试验的目的与桥梁承载能力的检算目的不同。荷载试验是直接通过加载来评定桥梁承载能力的方法和手段。组织桥梁荷载试验，主要有以下目的：检验桥梁整体受力性能，确定承载力是否达到规范及使用的要求；如桥梁是采用新工艺、新材料或新体系设计及施工的，应通过荷载试验，验证其设计计算和设计方法的正确性和可靠性，完善结构分析理论，积累技术资料；对于旧桥，通过荷载试验可以评定其当前的运营荷载等级、桥梁的健康状况以及退化程度，为养护提供科学依据。荷载试验是一种“工程检验性试验”，它要求将试验荷载（或称鉴定荷载）施加在桥梁结构的指定位置上，利用各种量测手段测定结构的响应，以最终对结构的承载能力界限和正常使用能力做出鉴定。一座桥梁的荷载试验可见下述完整的框图结构图3-1。业主下达试验标书、签订合同测试单位调查研究业主组织专家评审拟订试验大纲提出修改意见测试单位编制试验实施详细计划建模计算控制截面制定荷载工况人员组织确定加载程序选定仪器及设备测点布置桥上跑车正式加载预加载、调试设备测试冲击系数数据测量与读取振动测试分析桥梁结构的自振特性采集脉动荷载数据及振动摸态测试数据整理与分析计算桥梁承载力的各项指标撰写桥梁承载能力试验评定报告业主组织专家评审业主验收最终报告和各种附件图3-1桥梁承载能力试验评定框图公路养护网www.yanghu123.com 3.3桥梁承载能力荷载试验评定673.3.2.荷载试验评定方法通过荷载试验，对桥梁结构工作状况、强度与稳定性、刚度和抗裂性等各项指标的综合评定，结合下部结构和地基与基础工作状况以及动力性能的评定，综合评定桥梁承载能力。按《准则》规定，荷载试验评定城市桥梁结构的实际承载能力包括下述内容：1.结构工作状况结构校验系数h是评定结构工作状况，确定桥梁承载能力的一个重要指标。不同结构形式的桥梁h值一般不相同，常见h值的范围可参考表3-4。表3-4桥梁结构校验系数h表应变（或应力）应变（或应力）桥梁类型挠度校验系数桥梁类型挠度校验系数校验系数校验系数钢筋混凝土板桥0.20～0.400.2～0.50预应力混凝土桥0.60～0.900.70～1.00钢筋混凝土梁桥0.40～0.800.5～0.90圬工拱桥0.70～1.000.80～1.00一般要求h值不大于1，h值越小结构的安全储备越大，h值过大或过小都应该从多方面分析原因。如h值过大可能是组成结构的材料强度较低，结构各部分联结性较差，刚度较低等。而h值过小可能说明材料的实际强度及弹性模量较高、梁桥的混凝土桥面铺装及人行道等参与主梁共同受力、拱桥的拱上建筑与主拱圈共同作用、支座摩阻力对结构受力的有利影响、计算理论或简化的计算图式偏于安全等。此外试验加载物的称量误差、仪表的观测误差等也对h值有一定影响。2.结构强度及稳定性可采用荷载试验主要挠度测点的校验系数h来评定结构强度和稳定性。h值应取控制截面内力最不利的荷载工况时最大挠度测点值进行计算。检算时用荷载试验后的旧桥检算系数Z2代替前述的旧桥检算系数Z1，对桥梁结构抗力予以提高或折减。详细的计算办法可参见《公路旧桥承载能力鉴定方法（试行）》中的各项规定进行。其中的Z2值，则根据h值由表3-5查得。Z2值可取高限，否则应酌减，直到取低限：表3-5荷载试验的桥梁检算系数Z2值挠度校验系数hZ2挠度校验系数hZ20.4及以下1.20～1.300.81.00～1.100.51.15～1.250.90.97～1.070.61.10～1.201.00.95～1.050.71.05～1.15注：h①值应经校核确保计算及实测无误；h②值在表列之间时可内插；h③当值大于1时应查明原因，如确系结构本身强度不够，应适当降低检算承载能力。3.结构的刚度评定公路养护网www.yanghu123.com 68第3章桥梁承载能力鉴定在试验荷载作用下，主要测点的挠度校验系数h应不大于1。各测点的竖向挠度限值，在没有其它依据的情况下，可参考设计规范中的规定允许值，或参考表3-6所列值。表3-6挠度限值表结构类别与部位容许最大挠度主梁跨中L/600钢筋混凝土梁主梁悬臂端L1/300预应力混凝土梁桁架或拱跨中L/800圬工拱桥跨中L/1000简支或连续钢桁架跨中L/800简支或连续钢板梁跨中L/600其中：①L分别为简支梁、桁架、拱和斜拉桥的中跨计算跨径；L1为悬臂端长度；②试验荷载作用下，如一个桥跨范围内有正负挠度，则上述允许值为正、负挠度的最大绝对值之和的限值。4.拉裂性评定对于新桥，在试验荷载作用下的全预应力混凝土结构不应出现裂缝。对于旧桥，试验荷载作用下绝大部分裂缝宽度应不大于规定的容许值，荷载试验后的所有裂缝也应不大于3.2节中表3-3规定的容许值。5.地基与基础当试验荷载作用下墩台沉降、水平位移及倾角均较小，符合上部结构检算要求，卸载后变位基本回复时，认为地基与基础在检算荷载作用下能正常工作。当试验荷载作用下墩台沉降、水平位移、倾角较大或不稳定，卸载后变位不能回复时，应进一步对地基、基础进行检查、检算，必要时应对地基基础进行加固处理。3.3.3.荷载试验项目荷载试验项目是指荷载试验的测试内容，以及通过荷载试验所要确定的表征结构性能的技术指标。试验项目按荷载性质可分为静载试验和动载试验，一般以静载试验为主。静载试验是将选定的试验荷载静止的放置或用试验车缓慢驶入桥梁的预定位置静置，进行有关测试项目的数据提取，以较全面的分析掌握结构在静荷载作用下的实际工作状态。动载试验则安排跑车试验测定冲击系数，用车辆制动试验测定桥梁承受纵向水平力的性能。振动测试一般指是在突加荷载情况下，采集桥梁结构在动荷载作用后的响应，据此计算结构的自振频率、振型及结构阻尼等动力特性数据，并可定期监测结构状态有无异常变化。3.3.4.桥梁荷载试验准备工作1.试验前的调查与检算分析桥梁结构的荷载试验，是一项大型科学实验活动，也是一项费时耗资的工程实践。在实施前，应对其必要性和可行性作充分的论证，并进行深入的调查及检查工作，包括：公路养护网www.yanghu123.com 3.3桥梁承载能力荷载试验评定69收集设计与施工资料：为了试验荷载的设计、测点布置及测试数据的对比分析，需收集桥跨结构的总体和各截面的几何尺寸、标高，设计荷载等级、行车道标准，支座和墩台位置的标高及布置材料的物理力学性能等。此外，施工方法、实际结构尺寸、标高，施工时材料试验数据，尤其是混凝土的强度增长数据、弹性模量数据、荷载试验时混凝土龄期等也均须收集，历年的加固维修资料也是极其重要的。实桥调查：查明结构物的实际技术状况：包括结构的总体尺寸、构件截面尺寸、各部分的高程，行车道路面的平整度，墩台顶面标高和平面位置、支座位置、材料的实际物理力学性能等。查明上下部结构物的裂缝、缺陷、损坏和钢筋锈蚀状况，在试验过程中随时注意观察其变化。也须调查支座的锈蚀和损害状况。桥址调查：内容包括桥上和两端道路的技术情况，道路容许车速、桥下净空、水深和通航情况、道路交通量、供电情况，可能选择的加载方式，有无标准荷载车辆等；以及调整桥跨结构所处地气象条件，从中选择最好的气温稳定时间，以便将温度影响降低到最小。在对结构经过全面资料调查和检查之后，试验前必须按照结构的实际状况重新进行计算和分析。一般有静力和动力分析两部分内容，主要有：通过精细分析，建立一个能够正确反映结构实际工作状态的力学模型，以便能正确判断各项试验结果的合理性和可靠性。对于原结构采用平面分析的设计计算结果，应当通过空间计算模型的建立，来重新加以计算和审视，以保证测试结构的精度；计算在试验荷载作用下，各控制载面的计算内力，变形和影响面等，并根据实际结构损伤考虑对力学模型进行必要的校正和完善；计算结构的动力响应程度。2.试验方案的编制承担测试的单位在试验前根据检算结果必须向业主提出详细的试验计划方案，供业主组织专家评审后修改。试验大纲的主要内容有：试验要求：目的、类型、项目和依据的标准；试验结构的技术资料：原有的设计、计算与施工的基本资料，结构现状（包括存在的问题和缺陷），理论检算数据，确定测试项目、测试方法；加载方案：根据桥梁结构分析程序（或结构力学方法）计算的待测截面内力、挠度及变形的影响线，布置试验荷载，确定试验荷载效率，并画出纵横向加载示意图和荷载特征参数表；观测方案：确定测点布置、量测方法、所用仪器及支架布置，并附测点布置图；试验程序：加、卸载程序，试验终止条件，确定试验荷载工况，制定加载程序和时间安排表；试验筹备工作：材料和仪器设备数量、费用、进度时间表和试验日期，试验记录格式。试验人员的组织和分工：确定总指挥和各部分人员的明确职责，并相互保持良好的联络；安全措施：包括试验期间人身、结构物、试验加载设备和仪器设备等的安全措施。公路养护网www.yanghu123.com 70第3章桥梁承载能力鉴定3.控制截面的确定为了保证荷载试验效果，必须先确定试验的控制荷载。鉴定桥梁承载能力的荷载有三种：汽车和人群（标准荷载）、平板挂车或履带车（标准荷载）、需通行的重型车辆。试验前分别检算以上几种荷载对控制截面产生的最不利的内力，用产生最不利内力较大的组合荷载作为静载试验的控制荷载。动载试验以汽车荷载作为控制荷载。荷载试验应尽量采用与控制荷载相同的荷载。由于受客观条件的限制，实际采用的试验荷载与控制荷载会有不同，为保证试验效果，在选择试验荷载大小和加载位置时可采用静载hqhd试验效率系数、动载试验效率系数进行控制。目的是使结构计算或检测的控制截面在h最不利工作条件布置荷载，达到最大的试验效率。一般的静载试验，q值可取0.8～1.05，动h载d值可取1.0。城市桥梁静载试验的内容和主要观测部位为：最大偏载作用下结构的受力状态和横向分布系数；结构控制截面（最大正负弯矩截面）的应力和应变状态，包括混凝土表面和最外排主筋的应力；结构的最大挠度和扭转变位（结构上下游两侧挠度差及水平位移）；活动支座的变位以及支座沉降的测量；梁体裂缝检查、墩台的位移和沉降的测量；具体实施时，宜选定一、二个主要内力控制截面，并根据桥梁具体情况再设置几个附加内力控制截面。城市桥梁中，一些常用桥型的控制截面和检测内容可参考表3-7：根据选定的控制截面和待测项目，制定合理的加载工况，静载试验主要确定纵横向荷载的布置，动载测试确定跑车荷载的速度与间隔等，并画出明确的加载工况程序示意图。4.测点布设测点的布置不宜太多，但要保证观测质量。一般的主要测点的布设应遵从下列要求：应力应变测点的布设应能测出内力控制截面的竖向、横向应力分布状态。对组合构件应测出组合构件的结合面上下缘应变。每个截面的竖向测点沿截面高度应不少于5个，包括上、下缘和截面突变处，以能说明平截面假定是否成立。横向截面抗弯应变测点应在横桥向截面应力可能分布较大的部位沿截面上下缘布设，横桥向设置一般不少于3处，以控制最大应力的分布，宽翼缘构件应能给出剪滞效应的大小；钢筋混凝土或预应力混凝土T梁跨中的正应变测点应对称的布置在肋板底边两点，以读取其平均值。对于箱形断面，顶板和底板的测点应布设“+”应变花，而腹板测点应布设45°应变花；城市钢桥，如是钢板梁结构则应全断面布置测点，测点数量以能测出应力分布为原则；钢桁梁桥则应测出杆件的轴向力和次应力；城市桥梁中，如结构的横向联结系构件质量较差或横向联接较弱时，则必须测定控制断面的横向应力增大系数。简支梁跨中截面横向应力增大系数的测定，既可采用观测跨中沿桥宽方向应变变化的方法，也可采用观测跨中沿桥宽方向挠度变化的方法来公路养护网www.yanghu123.com 3.3桥梁承载能力荷载试验评定71进行计算或用两种方法互校；钢筋混凝土或预应力混凝土连续梁的顶面，由于被铺装层所覆盖，负弯矩控制截面上的受拉正应变不易量测，可量测下缘混凝土的受压应变；对于剪切应变测点一般采取设置应变花的方法进行观测。梁桥的实际最大剪应力截面可从梁底支座中心起向跨中作与水平线成45°的斜线，此斜线与截面中性轴高度线相交的交点即为梁桥最大剪应力位置。而距支座最近的加载点则应设置在45°斜线与桥面的交点上；挠度量测的截面应与跨内弯矩控制截面一致，并可在该截面的各片梁肋下酌情布置测点，以量测竖向挠度、侧向挠度和扭转角。若要量测桥跨结构的挠曲线，则应沿跨度方向布置3～5个测点。为消除支座变形影响，量测挠度时应在结构的支点处布置测点；量测结构的整体变形时，仪表应安装在单独设置的支架上，试验时还应注意避免各种因素对支架的影响。当采用张线式挠度计时，应注意温度变化对张线的影响；桥跨结构的反拱度一般用精密水准仪来量测。表3-7静载试验测试控制截面及测试内容桥梁型式主要控制截面及测试内容附加测试内容跨中挠度简支梁桥跨中截面正应变（应力）支点沉降跨中挠度跨径1/4处的挠度和截面应变跨中和支点截面的正应变（应力）连续梁桥边跨3/8跨截面支点沉降支点斜面应力截面转角悬臂端部挠度悬臂梁桥悬臂根部或支点截面的应力（正应力）和转角悬臂跨中挠度（T型刚构）墩顶的变位（水平与垂直位移、转角）牛腿部分的局部应力T型刚构墩身控制截面的应力跨中、1/4和3/8跨处截面的挠度和应力拱桥（拱梁组拱顶和1/4跨跨径1/8处截面的挠度和应力合体系桥）拱脚截面的应变拱上建筑控制截面的应力墩台顶面变位和转角跨中截面的挠度和应力刚架肩部或梁腿结合部附近截面的应力，变位和刚架桥刚架悬出端的变形转角（斜腿刚架）支座沉降墩台顶面的变位和转角柱脚截面的应力、变位和转角5.加载设备与仪器荷载试验加载设备可根据加载要求及具体备件选用，一般有以下几种加载设备：汽车车辆：选用装载重物的汽车或平板车，也可就近利用施工机械车辆。当试验所用的车辆规格不符合设计标准车辆荷载图式时，可根据桥梁设计控制截面的内力影响线，换算为等效的试验车辆荷载。车辆荷载可用于静载，也可通过跑车作为冲击动荷载。重物直接加载：对于静载部分，一般可按设计试验荷载的着地轮迹先搭设承载架，再在公路养护网www.yanghu123.com 72第3章桥梁承载能力鉴定承载架上堆放重物或设置水箱的方法加载。重物直接加载宜于安排夜间进行试验，并应严格避免加载系统参与结构的作用。对于动载部分，可用落锤激振器或枕木直接坠落桥面，也可采用自动脱钩装置或剪断绳索的方式，使重物荷载或预加脱离桥梁，以激发结构振动。荷载试验需要量测的参数是多种多样的，有外力（如支座反力、索力等）、变形（如挠度、转角、几何变形等）、裂缝（开展过程、开裂宽度）、结构振动特性（速度、加速度等）以及试验时温度、湿度、风力等。应根据测试项目选用测试仪器，表3-8列出荷载试验常用仪器以供参考。表3-8荷载试验测量仪器量测项目基本仪器说明千分表杠杆应变仪电阻应变仪简单实用，数据采集自动化，应用应变手持应变仪较广。电阻应变仪电阻应变式位移计百分表和千分表位移或挠度挠度计精密水准仪、经纬仪、全站仪等倾角水准式倾角仪用于测量梁端倾角。裂纹观测计杠杆应变仪加载试验前，应通过检查，对已出现的裂缝进裂缝塞尺行详细的记录并绘制裂缝分布和展开图。读数显微镜千分表引伸仪磁电式速度传感器压电式加速度传感器通过测量速度和加速度，间接得到频率、振型、速度与加速度信号放大器冲击系数等。动态电阻应变仪记录仪索力同上的测振仪器利用拉索固有频率推求索力。量测仪器的精度要求：静载测定时不应大于预定计量测值的5％，动载测定时应不大于预定计量测值的10％。6.试验的其它准备工作荷载试验的其它准备工作一般指试验现场的各项准备工作，包括：工作脚手架及检测支架的搭设：脚手架和测试支架应分开互不影响，应具备足够的强度、刚度和稳定性。桥头或桥下可搭建帐篷，安放数据采集仪器。加载位置放样和卸载位置安排：由计算确定的加载轮位应事先在桥面上进行放样，可用不同颜色的标志区别不同加载工况的荷载位置。卸载的试验荷载也应预先安排安放位置。交通管制及安全设置：通过当地交警部门进行交通管制和交通安全组织，并采用媒体等公路养护网www.yanghu123.com 3.3桥梁承载能力荷载试验评定73方式提前通知驾驶员，确保交通安全。供电和通讯保障：保障临时电源的有效和安全，根据现场情况，采取有效的通讯方式，保障试验有序的进行。试验荷载的租用与称重：如采用车辆为试验荷载，应提前预约租用汽车并确定加载重物，按试验要求对车型号、轴距和轴重等参数进行测试并调整配重。试验人员组织及分工：荷载试验的组织应由有经验的专门桥梁试验技术人员担当，各试验人员的职责与工作程序应提前分配好。3.3.5.加载测试工作1.预加载当所有的量测仪表安装调试完毕后，应通过专门的复查与验收。在正式试验之前，尚须对结构进行2～3次预加载试验。其目的一是通过预加载使结构进入正常工作状态，消除结构非弹性变形，这对混凝土结构尤为重要。二是检验所有量测仪表和测试设备是否完好及符合试验要求、人员组织是否完善、操作是否熟练等。预加载值不应大于设计荷载和开裂荷载。一般可分2～3级加至设计荷载。预加载循环次数，须根据结构的实际弹性工作情况而定。若结构工作弹性及回零状况良好，则预载1～2次便可正式进入试验。2.静载加载分级与控制为了加载安全和了解结构应变和变位随加载内力增加的变化关系，对桥梁主要控制截面内力的加载应分级进行，而且一般宜安排在开始的几个加载程序中执行。附加控制截面一般只设置最大内力加载程序。当加载分级较为方便时，可将最大控制截面荷载分4～5级。基本荷载（等于或接近设计荷载）一般分为4级；超过基本荷载部分，其每级加载量比基本荷载的加载量减小一半。在安排加载分级时，应注意加载过程中其他截面内力亦会逐渐增加，且最大内力不应超过控制荷载作用下的最不利内力。最好每级加载后卸载，也可逐级加载达到最大荷载后逐级卸载。为了减少温度变化对试验造成的影响，加载试验时间以晚10时至晨6时近乎恒温的条件下进行为宜。对于采用车辆等加卸载迅速的试验方式，如夜间试验照明等有困难时亦可安排在白天进行试验。但在晴天或多云的天气下进行加载试验时每一加卸载周期所花费的时间不宜超过20min。3.加载过程的观察加载过程中应指定专人随时观察结构各部位可能产生的新裂缝，注意观察构件薄弱部位是否有开裂、破损、组合构件的结合是否有开裂错位，支座附近混凝土是否开裂，横隔板的接头是否拉裂，结构是否产生不正常的响声，加载时墩台是否发生摇晃等现象。如发生这些情况应立即报告试验指挥人员，以便采取相应的措施。加载试验中裂缝观测重点应放在结构承受拉力较大的部位及原有裂缝较长、较宽的部位。在这些部位应测量裂缝长度、宽度、并直接在混凝土表面沿裂缝走向进行描绘记录。加载至公路养护网www.yanghu123.com 74第3章桥梁承载能力鉴定最不利荷载及卸载后应对结构裂缝进行全面检查，尤其应仔细检查是否产生新的裂缝，并将最后检查结果填入裂缝观测记录表并绘制裂缝展开图。4.终止加载控制条件发生下列情况应中途终止加载：控制测点应力值已达到或超过用弹性理论或按规范安全条件计算的控制应力值时；控制测点变位（或挠度）超过规范允许值时；由于加载，使结构裂缝的长度、宽度急剧增加，新裂缝大量出现，缝宽超过允许值的裂缝大量增多，对结构使用寿命造成较大的影响时；拱桥加载时沿跨长方向的实测挠曲线分布规律与计算值相差过大或实测挠度超过计算值过多时；发生其他损坏，影响桥梁承载能力或正常使用时。3.3.6.试验结果整理与提交1.试验结果修正与分析通过荷载试验得到的原始数据和图像是描述荷载试验最重要的资料，由于这些原始资料数量庞大且不直观，不能直接用来评定桥梁承载能力，必须对它们处理、分析和整理，以便得出能直接进行桥梁结构承载能力评定的指标。试验结果的修正包括：测试值修正——试验所用的各类量测仪表相对于量测值均应有足够可靠的精确度。这样便可根据各类仪表的标定结果对各测点的测试数值进行修正。这其中包括仪表的校正系数、电测仪表的审定系数与灵敏系数，电阻应变观测的导线电阻影响等。温度影响修正——温度对测试结果的影响比较复杂。结构构件部位的不同温度变化、结构的受力特性测试仪表或元件的温度变化、电测元件的温度敏感性与自补性等均对测试精度造成一定影响。《准则》规定应在机械试验前不少于24小时内测出一昼夜的测点测读值与温度变化关系，从而得出被测点测读数值的温度修正系数（温度变化率）。支点沉降影响的修正——当支点沉降量较大时，应对其挠度的测试值进行修正。修正后的试验结果数据还需要进行转换和提炼，并与理论分析值及规范值对比分析，以检验新桥是否达到设计荷载标准，或判断旧桥的承载能力。可采用大型分析程序，对荷载试验中的多项测试数据进行模拟分析，通过各项实测值和模型计算值对比分析，校正模型同时检验实测数据。对同一测试项目的多组实测数据，应进行数据平均或甄选处理，分析时可将结构位移、应变等实测值与理论计算值列表进行比较，对结构在最不利荷载工况作用下主要控制截面测的位移、应变的实测值与理论计算值，分别绘出荷载位移曲线、荷载应变曲线。对于动载数据应时间历程波形处理，提取主要数据，如动应力应变、冲击系数、基本频率、振型等。公路养护网www.yanghu123.com 3.3桥梁承载能力荷载试验评定752.荷载试验报告提交荷载试验结束后，应及时整理试验资料并分析结构的工作状况，评定桥梁的承载能力，编写桥梁承载能力鉴定报告，填写桥梁承载能力鉴定表，作为新建桥梁的验收或旧桥承载力鉴定检算的依据。荷载试验单位向业主提交的桥梁承载能力试验评定报告的内容主要有：(1)桥梁概况简要介绍被试验鉴定桥梁的结构形式、构造特点、施工概况、如为旧桥，则应说明旧桥的外观和各部分的技术状况、该桥在设计与施工中存在的问题和对桥梁使用的影响等。(2)试验目的根据试验对象的特点，要有针对性地说明结构静载试验所要达到的目的和要求。(3)试验方案在试验方案设计按要求说明主要内容。(4)试验过程说明具体组织桥梁静载试验的起讫日期，试验准备阶段的情况，整个试验阶段的特殊问题及其解决办法，试验加载控制情况等。(5)试验成果整理与分析结构检算是对实际结构建立模型进行模拟分析，其计算结果用于检查原设计计算，并用于荷载试验结果的对比参照。结合结构检算结果，通过修正与整理静动载试验项目的结果数据，得到相关的重点数据和曲线，并分析对比理论计算值、实测值和有关的参考限值，论述理论与实际的符合程度，判断数据的正确性。(6)结构承载能力评定根据试验及其分析数据，评定桥梁结构所具有的实际承载能力，包括：强度、稳定性、刚度、抗裂性能、动力特性等指标。(7)总结从桥梁荷载试验的角度，指出本次试验的计划、测试方法所存在的不足并提出改进意见。根据综合分析的结果得出最后的承载能力鉴定结论，同时根据存在的问题，提出桥梁管理养护及相应的维修建议。除正式报告文本外，测试单位还应递交相应的附件、图表、照片和录像，列出参加试验的单位和人员，并有负责人签字，以及上述信息的电子文档。3.荷载试验报告评审和验收主管部门（业主）在收到试验单位递交的《桥梁承载能力试验和评定报告》后，应及时组织评审，进行验收。评审的主要方面为：试验方案及大纲的可行性和完善度；测试方法及手段的合理性；测试前检算的正确性，包括模型的建立、程序的使用和检算结果的分析；试验结果分析方法的科学性和逻辑性；桥梁承载力评定结论的可靠性；原始试验记录资料、文档的完整性。公路养护网www.yanghu123.com 76第3章桥梁承载能力鉴定业主在评审结束后应拟定验收和桥梁承载能力鉴定意见，经各方签署后上报。公路养护网www.yanghu123.com 第4章桥面系及支座养护桥梁结构的上部结构是直接承受车辆荷载的部位，也是最容易产生病害的部位，为保障车辆通行安全，延长结构使用寿命，必须进行及时和正确的养护，对出现的病害实施维修或加固措施。上部结构包括桥面构造、主梁两部分，主梁作为主要承重构件，是结构安全性和承载能力的保障，耐久性和安全度较高。城市桥梁的桥面构造包括桥面铺装、伸缩装置、防排水设施、栏杆及防撞墙等。桥面系各组成部分的使用性能，直接影响到城市桥梁的服务质量（包括交通车辆行驶的安全性、舒适性等）。根据多年的使用经验表明，桥面系是桥梁结构使用中养护维修最频繁的部位，也是桥梁结构早期病害和损伤的多发部位。因此，详细了解桥面系的病害与损伤、产生的原因及其对桥梁结构使用性能的影响，对于城市桥梁的日常养护和维修管理都具有切实的意义。支座是连接上部结构和下部墩台的重要组成部分，其主要作用是传递桥梁结果上的荷载，同时满足桥梁结构变形的需要。日常养护中，桥面构造及桥梁支座都是主要维修部位。4.1栏杆与防撞墙4.1.1.栏杆与防撞墙病害与损伤桥梁上的栏杆与防撞墙属桥面系的安全设施，栏杆与防撞墙必须保证牢固可靠，确保其能够发挥正常的使用功能。目前，城市桥梁中主要使用的防护设施有钢筋混凝土栏杆、钢栏杆以及钢筋混凝土防撞墙。其主要的病害、损伤和产生的原因见表4-1。表4-1栏杆与防撞墙的主要病害、损伤及其产生的原因种类损伤形式主要原因对使用性能的影响混凝土表面蜂窝、麻面施工质量不好栏杆的使用寿命混凝土开裂、剥落混凝土碳化行车的安全性钢筋混凝土栏钢筋锈蚀交通荷载撞击栏杆的耐久性杆桥梁与引道连接处损坏雨水侵蚀行车的视距栏杆不顺直保护层不足涂装层油漆脱落油漆老化失去保护作用，加速钢材锈蚀擦伤、划痕、破损交通车辆撞击行车的安全性钢栏杆锈蚀油漆脱落结构的耐久性钢栏杆栏杆变形雨水侵蚀栏杆美观及耐久性连接螺栓松动或丢失不同金属接触产生电流作用焊缝破损温度影响而产生胀缩焊缝锈蚀、脱焊构件疲劳预制（后浇）构件锚固失效锚固不牢或车辆撞击降低行车安全性混凝土开裂、剥落、严重损混凝土碳化雨水渗入侵蚀桥面板防撞墙伤车辆撞击影响耐久性预制（后浇）构件扭转保护层不足影响车辆正常通行露筋公路养护网www.yanghu123.com 78第4章桥面构造及支座养护4.1.2.栏杆与防撞墙的养护栏杆与防撞墙的养护主要包括如下内容：保证路缘石和连接的板或梁工作状态良好，必须对立柱起有效的支撑作用。检查栏杆中松动或丢失的连接件，焊缝是否破损。栏杆中涂装层破损严重的部位，应及时油漆，保证栏杆使用的耐久性，油漆时应注意以下几点：¨错误的说明或使用而使涂料丧失粘结力；¨涂层中相邻的涂层不相容；¨在边角处、焊缝处或油漆阴影区的防护涂层不充分；表层涂层厚度不足造成栏杆锈蚀。保持桥梁栏杆与引道栏杆之间的顺直，不影响交通车辆的行驶。伸缩缝处的栏杆或护栏维修后，应断开并留有与梁体相等的伸缩量，以满足桥梁随温度变化的位移，不得将套筒焊死。校正或修补由于撞击使防撞墙引起的转动或损伤。对预制防撞墙构件锚固失效的部位进行及时加固。4.1.3.栏杆与防撞墙的修补通过检查，发现护栏出现异常情况，应及时予以修复或调整、更换。主要的工作内容如下：①护栏表面金属或非金属防护层损坏时，应及时修补。反光膜脱落，随时补贴。②涂料性能应符合设计要求，表面涂层应均匀、不漏刷、不流淌。③由于交通事故或自然灾害造成护栏缺损或变形，应及时修复或更换，锈蚀严重的金属护栏应予以更换。④由于标高调整，原护栏高度不符合规定时，应对护栏的高度予以调整。⑤伸缩缝处的栏杆维修后应满足桥梁随温度变化的位移，不得将套筒焊死。⑥在不能及时将损坏部位按原样修复，而又对交通安全威胁比较大的地段，宜采用应急材料临时修复。⑦油漆是保证金属护栏正常工作、延长使用寿命的重要措施。护栏表面油漆损坏除应及时用速干油漆修补外，还应定期重新涂漆。重新涂漆的周期可根据当地气候特点、护栏染褪色程度、油漆质量而定，一般每隔1~2年重新涂漆一次。在交通量大及容易受有害气体、盐腐蚀路段的护栏，涂漆的周期应相应缩短。钢质护栏在涂漆前应将铁锈完全打磨干净，埋入地下部分适当进行覆膜处理。⑧栏杆对栏杆标柱的养护工作，应经常检查有无歪斜、变形、缺少、损坏，油漆是否剥落、褪色等；应经常保持标柱表面清洁；对于倾斜或松动的，应予以固定；如已变形、损坏或缺失，应尽快修复、更换或补缺。⑨防撞墙露筋修补公路养护网www.yanghu123.com 4.1栏杆与防撞墙79防撞墙露筋是常见的病害，见图4-1所示，常用的修补施工方案步骤如下：¨如图用钢凿凿除露筋附近的混凝土，直至露出新鲜创面；¨用钢丝刷刷除钢筋表面的锈蚀部分；¨用丙酮洗刷钢筋；¨涂刷界面剂；¨调制混凝土砂浆，材料要求：水泥（500＃）、黄沙（特细沙）、107胶水，配合比1：2，每立方米加100公斤胶水和200公斤清水（一泥桶拌和量：水泥2.1Kg、黄沙4.2Kg、胶水0.3Kg和清水0.6Kg），调制混合搅拌至粘稠；¨可依次涂刷，也可分层涂刷，分层涂刷间隔时间不大于15分钟；¨湿润养护2小时，每间隔10分钟用浇水一次。303023?????????????图4-1防撞墙露筋⑩防撞墙伸缩缝修补防撞墙伸缩缝的破坏一般状态如图4-2所示，需要进行如下的修补操作：¨如图用钢凿凿除防撞墙损坏部分的混凝土，直至露出新鲜创面；¨镶嵌泡沫板与原防撞墙齐平，立模材料可用九夹板；¨灌注聚合物混凝土，可掺入30％细石，粒径为5～15mm；¨拆模，剔除泡沫深40mm；¨打磨缝边混凝土，当缝宽小于60mm时，用聚氨酯填充，大于60mm时浇注密封橡胶条。图4-2防撞墙伸缩缝公路养护网www.yanghu123.com 80第4章桥面构造及支座养护4.2铺装层4.2.1.桥面铺装的作用与分类城市桥梁铺装层的主要功能是保护属于主梁整体部分的行车道板，使其不受由于交通荷载冲击产生的磨耗和剪切作用。同时防止桥面板因雨水等自然条件的作用而产生的侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起到一定的分配作用。由于桥面铺装层承受繁重的交通轮载以及受桥梁结构的影响，其受力性能比较复杂，因此，对服务质量提出了较高的要求。作为城市桥梁的重要组成部分，桥面铺装应具有良好的使用性能，对车辆行驶的舒适性、安全性以及桥梁结构的耐久性都有重大意义。桥面铺装一般选取能够与主梁有效结合的材料，满足防止渗透、抗滑、抵抗振动变形、抵抗温度作用等功能，同时应选取便于养护管理和施工的铺装种类。按材料的组成，一般分为热铺沥青混凝土铺装层、冷铺沥青混凝土铺装层、改性沥青混凝土铺装层和水泥混凝土桥面铺装层。4.2.2.桥面铺装损伤的种类与产生原因1.沥青混凝土桥面铺装桥面铺装的使用性能与损伤特性，其破坏形式有两种：一种是由于与裂缝破坏同领域的低温高速荷载形成的脆性破坏，表现为几乎所有汽车通过相同的位置产生的磨耗损伤或混合料的剥离；另一种破坏形式是铺装层呈现析水、车辙等的变形破坏，这种现象通常以高温低速荷载作用下最为严重。从桥面铺装层的设计、施工以及多年的工程实际应用结果分析表明，产生桥面铺装损坏和缺陷的因素颇多。铺装层除应选取较优质的铺装材料，设计合理的铺装层结构，采取有效的施工质量控制，考虑自然条件影响外，桥面铺装与桥面板（尤其是钢桥面板）的粘结问题、桥跨结构之间连接处的处理、桥面铺装的排水措施、桥梁结构对铺装层的影响等也是影响其使用质量的主要因素。对于沥青混凝土桥面铺装层产生的各种各样缺陷和损伤形式，有必要对其分类，作出定义，为实际工作中的检查、评价、养护和维修管理提供依据，表4-2中总结了各种损伤形式和产生的原因，及其对结构使用性能的影响。表4-2沥青混凝土桥面铺装损伤的种类、原因及其对使用性能的影响损伤形式现象主要原因对使用性能的影响结构物与填土部位的不均匀沉陷；结构物回填土部位夯实不够；行车舒适性降低：在与结构物伸缩缝处结构物接头不平；产生噪声；高低差的高低差。沥青稳定性不够；使接头部位铺装、结构物、在结构物的接头部位沥青混合物伸缩缝的破坏。碾压不够。沿纵断面方向周期性沥青混合料稳定性不够，桥面板不行驶的稳定和安全程度下变产生的波浪（搓板）平；降；凹凸表面鼓包（铺装表面的沥青粘结层用量过多，不匀；行车舒适性下降。形局部超填）。车辆制动和开动的地点和坡路等。公路养护网www.yanghu123.com 4.2铺装层81行驶稳定性下降；沿纵断面方向周期性沥青混合料的稳定性不够；由于积水降低了抗滑力；车辙产生的波浪过大的重交通（特别在高温、低速由于溅水，行人和沿线居民搓板现象。或静止荷载下）。受害。沥青混合料中沥青过多，软沥青；在降雨等情况下，易于打滑；在铺装表面沥青渗出泛油沥青粘结层用量过多，不匀；行驶安全度降低；的状态。骨料级配不良。与车辙，凹凸的发生相关联。沥青混合料碾压不够；由于行驶车轮的作用，沥青用量不够；行车舒适性下降；损坏铺装表面的细骨料慢沥青混合料过热；与坑槽、车辙的发生有关；（松散）慢地脱离，表面呈现锯由于带钉和带链车轮的作用；破增加轮胎的噪声。齿式的粗糙状态。落到路面上的砂土与车轮的磨擦裂作用。、铺装层被行驶的车轮磨软而易被研磨的骨料；抗滑力下降（特别在湿润状磨光所细磨，形成平滑的状耗交通量大。态）。态。坑槽、表铺装表面上局部坑槽，由于水的浸透等原因而扩沥青混合料质量不好；面形成鳞薄片从其表面上脱离大：沥青混合料碾压不够。片的状态。行驶安全度下降。沥青混合料的质量不好（包括抗疲向线状裂缝和网状裂缝发劳性能）；展；微细裂缝初期裂缝。沥青老化；由于水的浸透影响到结构桥面板裂逢；物。桥梁振动的挠度和应力的传播。挠度较大的桥梁；裂横车道方向，或在其纵由于桥梁的振动特性产生的局部由于水的浸透，而使铺装破线状裂缝断面方向几乎直线伸应力集中（钢桥面板的主梁附近坏扩大；缝展的裂缝。等）；对结构物的影响。桥面板的挠度特性（薄桥面板等）。行驶安全度下降；桥梁的振动；由于水的浸透，引起铺装破裂缝形成相互连结的桥面板的损伤；网状裂缝坏扩大，影响到结构物；格子状态。沥青混合料质量不好；当为钢桥面板时因浸透水而沥青老化。生锈。其致密的混合料。表面膨胀部分表面的膨胀向坑槽发展。它表层下空气的膨胀；2.水泥混凝土桥面铺装温度应力和荷载应力超过混凝土的抗拉强度，水泥混凝土桥面板就会产生裂断。铺装的裂断有在施工期间由于混凝土的初期收缩受到阻碍而产生的拉应力超过了混凝土的抗拉强度而引起的横向裂缝；或由于板块尺寸过大所产生的温度翘曲应力超过了混凝土的抗弯强度而引起的横向裂缝；同时，由于交通荷载和复杂的环境等因素作用，桥面板亦存在表面坑槽、起沙、平整度不良等缺陷，具体种类及相应产生的原因见表4-3。公路养护网www.yanghu123.com 82第4章桥面构造及支座养护表4-3水泥混凝土桥面铺装表面损伤的种类、原因及其对使用性能的影响损伤形式现象主要原因对使用性能的影响标高控制不准行车舒适性表面坑洼不平铺装层表面不平局部浇筑不当抗滑能力雨后积水表面水泥浆过多局部水泥浆过多耐久性表面龟裂龟壳状裂缝养护不及时跳车使薄弱部位开裂向坑槽发展连续桥面处钢筋失效浸水，裂缝扩大桥面裂缝变形缝附近出现断续裂缝墩台不均匀沉降耐久性车辆冲击混凝土收水后没有打毛轮胎噪声表面粗糙度不一致刻槽深度、宽度不一致刻槽时骨料脱落抗滑性能车辆磨损骨料质量不良向坑槽发展表面坑塘骨料剥离、脱落行车安全性能用细沙骨料剥离铺装表面呈粉状表面起沙混凝土中水泥含量少形成坑槽骨料外露车辆磨损4.2.3.桥面铺装的养护桥面铺装的使用性应满足如下要求：¨保护行车道板，使其不受由于交通荷载冲击产生的磨耗和剪切作用；¨防止桥面板因雨水等自然条件的作用而产生侵蚀；¨对车辆轮重的集中荷载起到一定的分配作用。因此，桥面铺装的日常养护工作应注意如下要点：¨经常清扫桥面使桥面清洁平整，保持行车的舒适性；¨桥面铺装应保持一定的横坡和纵坡，在雨后应及时将积水排除；¨冬季雨、雪后应及时清除桥面上的冻块或积雪；¨严禁在桥面上放置杂物或作为晒场等；¨保持桥面防水层具有良好的使用性能；¨及时处理桥面铺装存在的裂缝等表面缺陷，当桥面铺装采用水泥混凝土铺装层时，应及时处理如磨光、脱皮等表面缺陷；¨保持桥面上的人行道铺装、盲道和缘石完好、平整。有缺损时，应及时维修或更换；¨桥上架设的管线的安全保护设施应保持良好的工作性能。4.2.4.沥青混凝土桥面铺装的修理根据城市桥梁铺装层在使用过程中，经常出现的凹凸、车辙、泛油、混合料松散剥离、磨光、裂缝裂隙及与结构连接处高低差等缺陷，为确保桥面铺装的正常使用性能，综合考虑铺装层不同的损伤种类、施工条件及通车要求等因素，选择合理的修缮措施，提高破损铺装层的服务质量，具体施工方法见图4-3。公路养护网www.yanghu123.com 4.2铺装层83图4-3沥青混凝土铺装层的施工方法1.应急处理施工法(1)局部修理所谓局部修理，是修复裂缝，坑槽等面积比较小的损伤部位，以沥青混合料，或只以沥青填埋。补修的沥青混合料，应与原铺装材料类型相同，一般使用热铺沥青混合料。另外，当要求紧急处理时，使用冷铺沥青混合料。以下就热铺沥青混合料施工法、冷铺沥青混合料施工法，叙述其施工顺序和一般注意事项，见表4-4。表4-4沥青混合料施工法热铺沥青冷铺沥青切除损伤部位周围的不良部分，对补修外形不好施的进行整形（圆洞方补，浅洞深补）；除掉损伤部位周围的不良部分，非常仔细地清扫工取出损伤部分中的离散物，认真清扫尘埃；灰尘泥土等；顺潮湿部分，利用燃烧器等加热设备使其干燥；潮湿部分，利用燃烧器等加热设备使其干燥；序铺沥青粘结层；铺沥青粘结层；和倒入加热的沥青混合料并进行摊铺；倒入常温的沥青混合料并进行摊铺；方用压路机碾压；利用压路机碾压；法在表面撒布石粉或砂；在表面撒布石粉或砂。表面温度达到手能触摸的程度，即可开放交通。损伤范围沿四角形切断，垂直于路面切除；混合料应用利于保存的薄膜袋或容器装好；一将原铺装清除时，注意不要伤及桥面板；修饰面要与周围的铺装表面平顺地连接，一般应般沥青粘结层，不仅在桥面板顶面上，而且在坑槽小于5mm；注侧面，在各个角隅都要非常仔细地涂敷；④沥青碾压前以燃烧器稍微加热使其干燥；意粘结料使用沥青乳剂；考虑压实下沉，进行超填；事骨料的最大粒径应符合要求；与加热混合料相比较，它的稳定性和耐久性较项修饰表面，要与周围的铺装表面平顺地连接，一差。般应小于5mm。(2)铺筑封层铺装的裂缝可使沥青混合料由于水和空气等的浸蚀而产生沥青剥离的现象，因而失去粘结力，缩短铺装的使用年限。当为钢桥面板时，则会生锈。为了防止发生这些问题，用铺装焦油等办法将裂缝灌满。施工顺序和方法：公路养护网www.yanghu123.com 84第4章桥面构造及支座养护¨非常仔细地清扫裂缝，除掉灰尘、泥土等。以钢丝刷或竹子等抠出之后，再以大功率吸尘器将这些杂物吸出即可；¨坡道由高向低方向注入；¨将从裂缝溢出、冒到铺装面上的注入料刮去；¨用加热注入料时，在温度下降之后，开放交通。一般注意事项：¨注入料的加热温度，依据组成的材料而异，但为使其易于进入裂缝之中，加热到保持其流动程度即可；¨对于开裂很宽的裂缝，可能有注入一次不够的情况，必须反复充分地注入几次。2.补修施工法(1)铣刨施工法铺装铣刨施工的目的，大致可以分为：翻修、罩面、修补桥面铺装层的凸凹不平。施工的一般方法，以路用加热器加热到规定温度（60℃~180℃）后，用铣刨机旋转刀铣刨，将废料用装料器或铲车装到卡车上，以人力或动力扫除机清扫之后，就此开放交通，或再作罩面工程，开放交通。(2)表面处治施工法表面处治施工法，是在薄封层恢复铺装表面机能之外，为了维持和恢复铺装层抗滑机能的施工法。铺装层磨光运用刻槽施工法和用合成树脂使硬质骨料粘结铺装层施工法等，在弯道区间、下坡路、合流区间等线形条件较差的地点较为有效。车辙和松散在铺装层变形比较小时，采用开级配沥青混凝土、间断密级配沥青混凝土等混合起来的表面处治施工法。为了确保铺装的最小厚度和取得均匀的压实等，要将凸出部分铣刨掉。裂缝当裂缝宽度小于5mm时，且缝边沥青混合料未脱落，可灌入合适的沥青材料，如SBS改性沥青。当裂缝宽度大于5mm时，且缝边的沥青混合料松动脱落，则可将一定范围内的沥青铺装层凿除，底面和侧壁涂0.3～0.5Kg/m2粘层沥青后，采用与原沥青铺装层相同的级配和材料进行修复，并用小型机械充分压实，缝边采用热烙铁烫密。3.翻修施工法表面处治和薄层覆盖等，主要是针对铺装层面层的处治，所以只限于原有铺装的损伤比较轻微的情况，其效果的持续性也比较短，且要反复进行补修。当处理变得困难，结构上不能再覆盖薄层时，则应进行翻修铺装。依据损伤的程度，可以采取翻修桥面板上铺装总厚度，或仅翻修面层，或翻修局部的铺装层这样3种方法。公路养护网www.yanghu123.com 4.2铺装层85在翻修之前，当然要调查了解损伤的原因，而对于补修日期、选料、配合设计、铣刨法和铺筑问题也要充分研究分析，保证翻修后的短期内不致再发生破坏损伤。从混合料的级配看，随着粗骨料掺合量的增多，铺装处于高温稳定度增大的倾向。但在桥面上铺装厚度较薄，从防水渗入的意义上看，单将粗骨料增加也是不合理的。裂缝在比较富有柔性的钢桥面板和钢梁结构等上面的较易出现。在这样的结构上要求尽量采用较厚的铺装和具有柔性的混合料。4.沥青桥面预养护沥青路面预养护的施工方法有以下几项：①稀浆封层；②处理裂缝，再加罩；③加罩热再生。4.2.5.水泥混凝土桥面铺装的修理1.桥面补强层加固(1)桥面补强层加固方法种类在旧有混凝土或钢筋混凝土桥面上，重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层。这种方法叫做补强层加固法，此法既能修补已出现的裂缝、剥离等缺陷，又能加大原有梁板的有效高度，增加板的抗弯能力，改善铰接梁的横向分布，从而提高梁的承载能力。采用补强层加固施工比较方便，可与一般修筑桥面混凝土铺装层一样进行，但前提是补强层应与旧桥面结合良好，能成为一个牢固的整体。常用的方法见表4-7。(2)桥面补强层加固法的施工桥面补强层加固是否能达到预期的效果，关键取决于新旧混凝土能否牢固地形成一个整体。因此，为确保新旧结构共同受力的可靠性和耐久性，需要从施工工艺上采取适当的措施，一般为：对旧桥面进行凿毛处理：先凿去桥面铺装，然后再凿去部分梁顶混凝土，并使表面粗糙，成齿状形，箍筋外露；对结合面进行适当处理：如清扫、干燥、钢筋除锈等措施；为使新旧混凝土有更好的粘结性，应凿毛至无碳化层，在凿毛后的混凝土面上可涂一层胶结剂，例如铝粉水泥浆、铝粉水泥砂浆、环氧树脂等；加设新旧混凝土之间的联系钢筋：可在旧混凝土层上设置钢筋锚栓或化学植筋，也可把补强层钢筋网与底层钢筋焊接；采用干硬性混凝土或钢纤维混凝土浇筑补强层，以减少新浇混凝土的收缩，从而减少新旧混凝土之间产生的收缩力而错动，提高补强效果。桥面补强层加固法的施工工艺流程见图4-4。公路养护网www.yanghu123.com 86第4章桥面构造及支座养护表4-5桥面补强加固方法种类补强层加固方法构造示意简图钢筋＋7.3cm普通混凝土（或干硬性混凝土）钢筋＋微膨胀混凝土或干硬性混凝土8cm钢纤维混凝土图4-4桥面补强层加固法施工工艺流程2.局部修补①孔洞与坑槽的修复：孔洞和坑槽的出现是因为混凝土中夹带着杂物。修补时，先将孔洞凿成形状规则的直壁坑槽，然后用钢丝刷和吸尘器清理坑槽，填上混凝土，最后养生至规定通车强度时即可通车。②磨光的处理：为了改善混凝土铺装的防滑性能，可采用刻槽机对磨光的部分进行刻槽处理。公路养护网www.yanghu123.com 4.3伸缩装置874.3伸缩装置4.3.1.伸缩缝的作用和种类伸缩缝装置的主要功能是适应由于温度变化、混凝土徐变和干燥收缩、荷载等作用而引起的梁端位移，以保证城市交通车辆行驶的舒适性和安全性。但由于伸缩缝装置设置在桥梁端部构造上的薄弱部位，所以除应满足承受车轮荷载的反复作用和适应梁端位移外，还应具备如下性能：¨具有良好的平整度；¨车辆通过时不产生过大的噪音和振动；¨防水性；¨便于维修和养护；¨在正常使用状态下达到一个合理的使用寿命。常见伸缩缝的形式及构造见表4-6。表4-6桥梁伸缩缝形式及其构造类简图说明型是用一块厚度约为10mm的钢板覆盖在断缝上，钢板的一边焊在锚固于桥面的角钢1上，另一边可沿着对面的角钢2自由滑动。在角钢2的边缘上还焊一条窄钢板，以抵住钢桥面的沥青砂面层。板该伸缩缝适用于梁变形量在4~6cm伸之间的桥梁，常用于温差较大的桥缩梁。缝当变形量与交通量更大时，可采用梳形钢板伸缩缝构造。橡由橡胶板和钢支承两部分构成，按胶桥面宽度设置，橡胶板整块，无接板缝，防水性好。式安装时，螺栓从上向下与角钢连伸接，施工方便。缩缝公路养护网www.yanghu123.com 88第4章桥面构造及支座养护由V形截面或其他截面形式的橡胶密封条(带)，嵌接于异型边梁钢毛和中梁钢内组成可伸缩的密封体，勒异型钢梁直接承受车辆荷载，而且伸可根据要求的伸缩量增加中梁钢缩和密封橡胶条。其承载和防水两项缝功能是分离的。结构采用热轧边梁型钢、连续橡胶伸缩件组合而成，边梁型钢设置有型固定锚固钢筋，连续橡胶件紧嵌固钢在型钢定位沟漕内。伸其行驶性能好、耐久性能好、防水缩性能好的特性，适用于不同类型的缝直桥，弯桥，斜交桥，目前，新建中小桥梁结构使用较多。由支承钢板和用新型弹性材料混填合石料加固的特种填料组成，充应用在伸缩位移50mm以下的中小式型桥梁，适用于中小型桥梁新设或伸换修伸缩缝。缩缝模由边梁、中梁、横梁、位移控制系数统、密封橡胶带等构件组成，其整式体性好、抗弯抗压强度高，在大位伸移量情况下能承受车辆荷载,车辆缩经过时平稳无跳、噪声低。缝4.3.2.伸缩缝病害1.损伤原因桥面伸缩缝由于设置在梁端部构造薄弱部位，直接承受车辆荷载的反复作用，又暴露于自然条件下，受到各种自然条件因素的影响，因此，伸缩缝是易损坏和难修补的部位，经常发生各种不同程度的缺陷。可以分为设计原因、施工原因和外部原因，见表4-7。表4-7伸缩缝损伤原因类别描述桥面板端部刚度不足；伸缩装置本身刚度不足；伸缩缝装置锚固构件的强度不够；设计原因伸缩缝伸缩计算量错误；后浇筑材料选择有误；较大跨度桥梁或斜、弯桥梁伸缩缝结构形式、固定方式与梁不吻合。公路养护网www.yanghu123.com 4.3伸缩装置89桥面板间伸缩间距的施工误差；伸缩缝装置安装质量不好；施工原因后浇筑材料施工质量不良；桥面板施工质量不好；伸缩缝安装时坑槽处理、清洗不彻底。车轮荷载反复的冲击作用交通量增加、车辆荷载增大伸缩缝本身材料的老化及后浇筑材料老化外部原因接头前、后桥面凹凸不平支座、桥墩异常火灾、地震等异常事态的发生。养护原因没有经常清除缝内的垃圾，养护不及时。2.伸缩缝的缺陷与损伤(1)引起伸缩缝退化的组件伸缩缝的损坏具体应归结于每个组件产生的破坏。这些组件有：¨伸缩缝伸缩块部分¨伸缩缝锚具¨填缝料¨盖板和梳齿板¨柔性排水管(2)伸缩缝锚固的破坏使用了防护角钢、防护钢板或氯丁橡胶垫板的伸缩缝是通过锚固件锚固的。防护角钢或钢板以及垫板都是用焊接在角钢钢板上的钢筋锚固在混凝土中。在车轮荷的反复冲击作用下，焊缝可能遭受疲劳而开裂。另一种破坏模式是由于锚固钢筋的粘结长度不够造成的，在浇筑混凝土时角钢下存有一部分密闭空气导致此处混凝土的密实度不够，会增加作用在钢条上的力，因此会增加失效的可能性。锚固一旦破坏，防护角钢就会松动甚至可能断掉，严重威胁着交通安全。为此，现在通常用防护钢板代替角钢。许多伸缩缝都是通过螺栓锚固的。由于螺栓的数量或尺寸不够，或由于螺栓的锚固力不够，都会导致锚固件在车轮荷载作用下的破坏，而膨胀的楔形圬工锚固件在不拧紧的情况下遭受车轮荷载的冲击作用仍能正常工作。(3)填缝料的破坏在使用过的各种类型的填缝料中，都出现了一定程度的损坏，1至5年后填缝料就不能正常发挥其作用，一些典型问题有：①氯丁橡胶压力填缝料在一段时间后失去了它最初的压力，在极端寒冷的条件下，可能无法膨胀到使接缝密封。这样接缝就会漏水，甚至可能脱落，碎石也可能进入填缝料与梁端伸缩块间的缝隙内，这样会阻止填缝料重新密封接缝。②氯丁橡胶带状接缝缝隙可能会被落入缝内的碎石或汽车车轮碾压入内的碎石刺穿，这公路养护网www.yanghu123.com 90第4章桥面构造及支座养护样接缝就会漏水。③多硫化物和聚氨酯类填缝料可能会被车碾压进其软表面的碎石所损坏，这类填缝料会受到反复的拉应力作用，导致填缝料从接缝的一端或两端撕裂；它们也受到反复的压应力作用，引起填缝料从接缝处被挤出，一般来说聚氨酯类填缝料比多硫化物填缝料的工作性能更好。填缝料可能受到化学物质、桥面板上冲洗下来的砂石、或紫外线照射的损害。填缝料的早期损坏可能是由于其与砾石及其他外部物质间的热量、压力和摩擦条件造成的。按伸缩缝装置形式划分的缺陷见表4-8。表4-8不同类型伸缩缝装置的缺陷类型缺陷形式橡胶件破坏损伤；橡胶剥落；从橡胶连接部位漏水；锚固构件损伤；橡胶板式伸缩缝锚固螺栓松驰；伸缩缝装置本身下陷及高出；螺栓孔的填充料被拉离；发生噪声。伸缩接头活动异常；锚固构件损伤，角钢与钢筋混凝土梁锚固不牢；梳形钢板伸缩缝连接螺栓损伤；排水管被土砂堵塞及破坏损伤；表面板焊接部位破坏损伤，梳形齿的损坏。橡胶件部位抗滑值降低；排水不良；毛勒伸缩缝与横接缝的相互连接不好；因左右结构物的变形差或振动差引起的伸缩缝装置本身破坏损伤。填缝料局部沉陷、拥包；温缩裂缝；填充式伸缩缝填缝材料的老化；车辙；与桥面板连接处界面开裂。型钢伸缩缝在伸缩缝装置前后的后铺筑混凝土过渡段凸凹不平；伸缩缝装置与后铺筑料凸凹不平；漏水；后铺筑料表面剥离；行驶时的冲击及异常噪音；共同缺陷后铺筑料龟裂；后铺筑料全部上浮或下陷；异常的伸缩；桥面板端部破坏损伤；后铺筑料被压成辙。公路养护网www.yanghu123.com 4.3伸缩装置914.3.3.伸缩缝装置的养护伸缩缝装置应保证平整、顺直、正常伸缩，处于良好的工作状态。及时清除堵塞的杂物，出现渗漏、变形、连接部位开裂、跳车、行车有异常噪声时应及时维修。根据伸缩缝装置的不同种类，日常养护中应采取相应的养护措施：1.钢板伸缩缝（1）经常清除自由端缝内塞进的硬物、杂物，保持伸缩缝自由伸缩；（2）保持伸缩缝排水的畅通；（3）保持钢板焊接部位的清洁，防止锈蚀；钢板开焊、翘曲和脱落时，应及时补焊；（4）及时发现角钢与钢筋混凝土梁锚固不牢的部位，防止车辆荷载冲击作用下加速伸缩缝的破损。2.梳形钢板伸缩缝（1）观察梳形钢板伸缩缝在梳齿与承托连接处是否牢固；（2）经常清除缝内塞进的硬物、杂物，保证排水和自由伸缩；（3）经常检查紧固螺栓，防止梳齿板转动外翘。3.橡胶板式伸缩缝（1）保持伸缩缝表面清洁、行车平顺、防止硬物使橡胶块产生破坏；（2）紧固松脱的固定螺栓，防止橡胶剥离；（3）橡胶板丢失应及时修补，大面积破损时应同型号的全部更换；（4）清除伸缩缝内垃圾和杂物，保持伸缩缝自由伸缩；（5）防止伸缩缝局部的下陷或凸出而产生的噪声。4.模数式伸缩缝（1）清除伸缩缝内垃圾和杂物，保持伸缩缝自由伸缩；（2）经常检查钢板焊接部位是否可靠；（3）防止密封橡胶带老化，严重漏水。5.填充式伸缩缝（1）填充的弹塑体伸缩装置出现脱落、翘曲时，应及时清除，并重新浇注弹塑体混合料；（2）当槽口的沥青混合料坍塌、附近的沥青混合料不满足平整度要求时，应重新摊铺、碾压；（3）当弹塑体混合料与桥梁连接处出现界面开裂时，应及时进行修补；（4）弹塑体伸缩缝装置局部沉陷过大时，应修理平整。6.型钢伸缩缝（1）每月一次清除伸缩缝内垃圾和杂物，保持伸缩缝的自由伸缩；公路养护网www.yanghu123.com 92第4章桥面构造及支座养护（2）防止密封橡胶带的老化，如有漏水，则应更换密封橡胶带。4.3.4.伸缩缝的修理在查明伸缩缝破损原因后，采取行之有效的修补办法，依据伸缩缝的类型和缺陷程度，决定部分修补或部分以至全部更换。1.锚固修补松动的保护角钢或平板以及松动的底板可以通过重新锚固加以修理。如果它们是过分松动，这时替换是必需的。重新锚固可以通过以下措施达到：（1）安装附加锚具，如化学锚具，不应采用膨胀契形锚具，因为它在车轮冲击影响下会松动。（2）浇注钢筋或植筋，重新把底板、保护角钢或平板与混凝土中钢筋连接牢固。2.密封层和密封条的替换因为大多数密封层和密封条只有很短的寿命，不能修补。一旦退化就应该替换，采用优质的替换材料。当其软性填料老化脱落时，在充分扫清原缝隙泥土后，重新注入新的填缝料。当铺装层破坏时，要凿除重新铺筑。凿除破损部位要划线切割如图4-5所示。清扫旧料后再铺筑新面层。当采用混凝土浇筑时，要采用快硬水泥并注意新旧接缝要保持平整，对铺筑部分要加以初期养生。应凿除的铺装层切割或凿除线桥面板伸缩缝（a）修凿出粗糙面铺装层桥面板伸缩缝（b）图4-5伸缩缝两侧面层损坏时的修补情况(a)对损坏部分划线切割或凿除(b)对露出的桥面板稀薄处凿出粗糙面3.钢板伸缩缝的焊缝修补对于钢板伸缩缝，当钢板与角钢焊接破裂时，应清除秽垢后重新焊牢；当梳齿断裂或出现裂缝后，也要采取焊接方法进行修补，如图4-6所示。公路养护网www.yanghu123.com 4.3伸缩装置93梳齿剪断修补焊接图4-6梳形钢板伸缩缝梳齿断裂时的修补4.整个伸缩缝的替换在伸缩缝严重损坏、广泛分离和渗漏或混凝土桥面板或桥台台背广泛开裂和碎裂的地方，可以建议用新的伸缩缝进行整体替换。常常需要拆除和重建桥面板端部，以便安装足够的锚固。5.锈蚀处理锈蚀可以通过喷相关溶剂（加有防锈剂）处理不可触及的区域，然后使用润滑剂或油脂涂抹整个表面，或者采用适当的标准防锈措施。6.施工注意事项桥面伸缩缝的修补或更换工作大都不断绝交通。因此，通常可考虑采用限制车辆通行，半幅施工，半幅通行车辆；或白天使用盖板，夜间施工时禁止通行。总之，均要注意抓紧时间，尽量缩短施工工期，保证修补质量。7.伸缩缝的型号选择伸缩缝的型号应选择比伸缩量大一等级的伸缩装置：8.伸缩缝的安装伸缩缝的安装间隙：B=αL(60-T安装)。公路养护网www.yanghu123.com 94第4章桥面构造及支座养护4.4排水设施4.4.1.桥面排水的病害与损伤为迅速排除桥面上的雨水，防止渗入梁体引起腐蚀而影响桥梁结构的耐久性、稳固性，确保城市桥梁的正常使用，除在桥面铺装内设置防水层外，采取有效的桥面排水设施也相当重要，以城市高架桥为例说明，如图4-7所示，可大致分为三种设施，即由排水槽、盖等组成的桥面排水设施；由排水管、支撑构件等组成的从桥面到集水设施间的导水设施；和向地下或河海的集水设施。图4-7排水设施名称参考图桥面排水设施的缺陷，对桥梁的结构安全影响较大，招致桥面积留水，降雨时引起车辆滑移，成为造成交通事故的原因，排水槽和盖等的破坏，成为造成运输事故的直接原因。并且积留水引起向桥下溅水，严重影响附近的民宅和行人。与此不同，导水设施对环境的影响较大。4.4.2.排水设施的养护排水设施日常养护主要包括以下内容：④保证路面纵、横坡的完好、泄水孔通畅，迅速排除桥面上的雨水；保持桥面铺装内设置的防水层使用性能良好，防止雨水渗入梁体引起腐蚀而影响桥梁结构的耐久性、稳固性；及时修补或更换损坏的排水槽等设施，避免因桥面积留水而造成交通事故；经常疏通排水管，及时清除管内的淤泥和杂物，确保排水通畅；及时维修导水设施的支撑构件，防止由于支撑构件的损坏而影响排水；排水设施和导水设施之间连接可靠，确保排水系统整体的工作性能；立交桥除泄水管排水外，其它地方不得往桥下排水。4.4.3.桥面排水的修理①排水管焊接处裂缝应及时焊接修理；锈蚀、破损严重处应及时更换。公路养护网www.yanghu123.com 4.5桥梁支座954.5桥梁支座4.5.1.支座的作用与形式支座是桥跨结构的支撑部分，用于连接桥梁的上部结构和下部结构。桥梁支座主要有三个作用：¨将桥跨结构的支承反力传递给墩台；¨允许上部结构在温度变化作用下产生的桥梁轴向伸缩变形；¨允许上部结构在恒载及活载作用下产生的转角变形。桥梁支座按其作用分为：固定支座（用来固定上部结构或梁的位置，只能转动而不能移动）和活动支座（在温度变化和垂直荷载作用下，上部结构可以自由转动和自由移动）。一般的，简支梁一端设置固定支座，另一端设置活动支座；连续桥梁则多由一个固定支座和若干个活动支座所组成，且固定支座要设置在每联的中间支点上。现在小跨径的简支梁桥多采用板式橡胶支座，不区分固定支座和活动支座。常用桥梁支座按其材料可分为：钢支座（铰轴支座和滚轴支座）：支座的传力通过钢的接触面，变位主要通过钢和钢的滚动实现；聚四氟乙烯支座（滑动支座）：以聚四氟乙烯板和不锈钢板作为支座的相对滑动面；橡胶支座（板式橡胶支座、盆式橡胶支座、四氟乙烯橡胶支座）。在20世纪60年代以前，几乎全部桥梁都采用钢支座。随着化学工业的发展，橡胶支座的应用越来越广泛。在新建的公路及城市混凝土桥梁中，绝大部分都使用板式橡胶支座和盆式橡胶支座。常用的支座类型、构造及适用情况见表4-9。4.5.2.支座病害及原因桥梁支座的病害包括支座本身的病害和支座垫板（块）的病害。1.桥梁支座本身的病害各种形式的支座，其本身情况不同病害也不同：①钢支座的滑动面磨耗大、不平整，钢轴承有裂纹或切口，滚轴有偏移和下降；②支座螺母松动或螺栓脱落，支座地脚螺栓剪断；③固定支座的固定锚栓剪断；④活动支座不灵活或实际位移不正确；⑤钢辊轴式支座辊轴（或摇轴）的实际纵向位移偏大或发生横向位移；⑥橡胶支座出现橡胶老化、变质现象，梁丧失自由伸缩能力；⑦橡胶支座纵向剪切变形或转角位移过大，超出最大规定值，支座损坏；⑧支座脱空，尤其是板梁或异性板的橡胶支座脱空，造成脱空支座的偏移和梁体受力不均；⑨聚四氟乙烯支座或盆式橡胶支座的聚四氟乙烯板滑出支座，支座滑动干涩。公路养护网www.yanghu123.com 96第4章桥面构造及支座养护表4-9常用桥梁支座类型及构造序号类型构造简图适用情况板由几层薄橡胶片与刚性加劲物粘合式而成，一般在每层厚5mm的橡胶片橡与橡胶片之间，嵌入一层厚1~2mm1胶的薄钢板或密格钢筋网。该支座适支用范围较广，可适用于宽桥、曲线座桥、斜交桥等。该支座是由钢材、橡胶和聚四氟乙ACBACB稀等材料制成，包括支座顶板、聚盆四氟乙烯滑板、中间钢板、密封圈、式橡胶块、底盆和地脚螺栓等部件。HH橡该支座可承受100kN以上的支座反2胶力，适用于大中桥梁及连续梁桥。支左图所示为PZ系列盆式橡胶支座座CA的构造示意图，(a)为CD型固定支座，(b)为DX型多方向活动支座，(c)为ZX型纵向活动支座。H2.桥梁支座垫板（块）的损坏①桥梁支座的底板翘起、扭曲或者断裂；②支座砂浆垫块裂缝；③桥梁支座座板混凝土已压坏、剥离、掉角等。桥梁支座损坏的原因是多方面的，既有设计方面的原因，也有施工缺陷，维修养护不够等，具体见表4-10所列。4.5.3.支座的养护桥梁支座的主要作用是将桥跨结构上的恒载与活载反力传递到桥梁的墩台上去，同时它又能保证桥跨结构所要求的位移和转动，以便使结构的实际受力情况能与设计时所采用的计算图式相吻合，因此要求及时有效的日常养护，以保证支座的正常使用和完好，并防止支座损坏的扩大。支座的日常养护工作要求主要如下：①支座各部应保持完整、清洁，每年应检查一次：¨板式橡胶支座可抽样检查；检查其是否老化并做好记录；¨对固定支座及盆式橡胶支座应检查锚栓的坚固程度，支承垫板应平整密贴支座，及公路养护网www.yanghu123.com 4.5桥梁支座97表4-10梁桥支座损坏原因一览表支座损坏的原因具体内容型式的选定与布置错误材料选定错误，或者施工没有按要求执行设计时缺乏足够的考虑支座边缘距离不够支座支承垫块加强钢筋不足对螺栓、螺母等的脱落估计不够铸件等材料质量管理不善，质量较差施工制作时不完备金属支座的油漆、防腐防锈处理不可靠砂浆填充不可靠，或者水泥砂浆强度不足滑动面、滚动面夹杂尘埃、异物维修、养护、管理不善因防水、排水装置的缺陷，向支座漏、溢水，使支座锈蚀螺母、螺栓松动、脱落，又没有及时修理桥台、桥墩产生的不均匀沉陷、倾斜与水平变位以及上部结构位移，影响支座其他因素的正常使用时拧紧结合螺栓。②在滚动支座滚动面上定期更换润滑油（每年一次），在涂油之前，应先清洁滚动面；③对钢支座每三年进行敲铲油漆一次（包括盆式橡胶支座的钢圈部分），清除锈迹，打磨光洁，并重新涂刷防锈油漆保护；④各种橡胶支座应经常清除墩、台帽上的污水和垃圾；宜用高压冲水枪冲水，每年9～10月实施一次，枪口的出水压力为10～15Kg/cm2。4.5.4.支座维修与加固当桥梁支座出现缺陷或发生故障时，首先要进行原因分析，对症下药，然后及时进行维修或更换，以保证结构的安全和正常运营。1.一般维修在支座日常检查和养护过程中，若出现以下病害情况，应采取相应的措施进行维修：①滚动面不平整，锟轴有裂纹或切口，以及个别辊轴大小不合适时，必须予以更换；②梁支点承压不均匀时，应进行调整。调整时可采用千斤顶将梁上部顶起，然后移动调整支座的位置。在矫正支座位置以后，降落上部构造时，为避免桥孔结构倾斜，应徐徐下落，并注意千斤顶的工作状态是否均衡，调整顶升时可采用楔子，以保证上部结构能恢复原位；③支座上板翘起、扭曲、断裂时，应予更换或补充。焊缝开裂应予维修加固。支座更换时，也同时采用前述顶升法施工；④如要抬高支座时可采用捣筑砂浆垫层，加入钢板垫层或预制钢筋混凝土凝土块的办法；⑤橡胶支座已老化、变质而失效时，需要及时更换；2.顶升处理支座方法当支座脱空需要矫正或是支座更换时，通常需要将梁体顶升。常用顶升处理方法有：①整体抬升的起重袋法公路养护网www.yanghu123.com 98第4章桥面构造及支座养护起重气袋是采用耐磨、耐老化、耐疲劳的优质橡胶与抗弯强度钢丝帘布经特殊加工制成的，其要求的操作空间很小，只需3cm，工作压强小，抬举量大，使用操作方便。在处理支座脱空时，使用起重气袋，可以很顺利的整体抬升半幅桥或整幅桥，使支座调整简单方便。②液压千斤顶顶升更换支座法利用支座前搭设的排架，以排架横梁作支承，用千斤顶将主梁顶起，然后放置新支座，使梁与支座紧密接触的方法。公路养护网www.yanghu123.com 4.6其它设施994.6其他设施4.6.1.防护设施防护设施的养护主要包括如下内容：①防护设施应色彩鲜艳、醒目；②经常检查栏杆的连接件、焊缝等部位，保持桥梁栏杆处于良好的工作状态；③桥梁的防撞栅、防护栏、防护网、遮光板应保持完整、美观、有效，有变形后应立即修补恢复；④保持防撞墙、防撞墩处于良好的工作状态，损伤较大时应立即修理；防撞墩混凝土裂缝大于3mm小于5mm时，可做灌浆封闭处理；表面露筋、钢筋未变形、拉断，可做防腐处理后，用水泥砂浆修补；防撞墩混凝土裂缝大于5mm，可清除被撞坏的混凝土，重新浇筑混凝土；不得用砖砌筑代替原结构；被毁坏的钢结构应及时恢复，严禁用塑料管仿制。⑤检查分隔带的排水通道是否阻塞，保持排水畅通；⑥清除中央分隔带或分隔带内的杂物、垃圾，绿化不得腐蚀，保持整洁、美观。4.6.2.声屏障与灯光装饰为减少车辆行驶产生的噪音对周围居民正常生活的影响，在城市高架桥梁设置了声屏障。声屏障及灯光装饰养护的主要内容如下：①保持声屏障的清洁和良好的隔音性能。经常清理声屏障周围的垃圾、泥土，保持排水畅通，定期全面清洗；②经常检查声屏障的锚固部位，防止由于声屏障的破损而导致交通事故，或危及行人的安全；③对于破损严重的声屏障应及时更换；④检查照明设施是否符合标准，对于不符合标准的照明设施及时修理、更换；⑤保证照明设施的电线不外露，接线盒处于良好的工作状态；⑥固牢照明设备的锚固支承，对疲劳损伤的部位应特别注意；⑦在台风、暴雨、地震等灾害后，及时对照明设备的检修孔或探孔情况，配电盘及电源线的引入情况，油漆状况进行检查。公路养护网www.yanghu123.com 第5章钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护钢筋混凝土和预应力混凝土梁具有施工方便、构造简单、经济性好、易于养护的优点。中小跨径的桥梁中大部分是钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥，新建的城市桥梁中更是大量的采用钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥。对于服役期间的钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥，上部主梁结构作为其最重要的承重构件，不可避免的发生退化、产生各种病害。典型的病害特征有：混凝土开裂和钢筋锈蚀，产生的原因有人为的和自然环境两种。本章深入分析了常见病害的现象和原因，提供了各种有效和有针对性的养护及维修加固方法和步骤，虽然是针对钢筋混凝土及预应力混凝土梁，但对于采用钢筋混凝土及预应力混凝土桥面板结构的其它类型桥梁同样适用，如钢－混凝土叠合梁桥或斜拉桥的混凝土桥面板结构。5.1病害及原因5.1.1概述在钢筋混凝土及预应力混凝土梁式上部结构中产生的主要病害，根据其结构类型、构造形式、使用条件、建造条件、运营荷载等的不同，其产生的部位、种类和程度也不同，对结构的影响程度也不同。混凝土梁式桥的主要病害表现为混凝土缺陷和钢筋锈蚀两大方面。混凝土的缺陷最主要是裂缝，同时还包括蜂窝、孔洞、露筋、剥落、白化、层析、保护层厚度不够等表层的缺陷。钢筋锈蚀则主要是普通钢筋锈蚀、预应力钢筋锈蚀和预应力锚具锈蚀等。混凝土桥暴露在自然环境中，长年累月地受到各种因素的影响，病害是逐步产生和发展的。人为因素主要是超高车辆或船只撞击主梁、超载造成主梁产生裂缝；自然环境中的酸性废气、二氧化碳、较大的湿度和过多的雨水等，造成混凝土的退化和钢筋的锈蚀。混凝土桥中许多缺陷和原因不是一一对应的，不少情况下是由一个因素诱发，而其他因素则多为促进缺陷发展的原因，而且各种病害是相互影响、相互促进、共同伴生的。为了做到对症下药，在发现混凝土桥出现缺陷后，必须及时对缺陷进行调查研究，分析缺陷产生的原因、现状、发展趋势，以及桥梁遭受破坏的程度，对运营使用的影响等，以便及时采取相应措施。钢筋混凝土及预应力混凝土梁桥主梁的各种病害表现和原因有：¨裂缝¨钢筋及预应力筋锈蚀¨混凝土剥落、剥离¨混凝土层析公路养护网www.yanghu123.com 5.1病害及原因101¨混凝土蜂窝¨混凝土白化（钙化）¨保护层厚度不足¨混凝土碳化¨膨胀性骨料反应¨构件撞损¨梁体变位与变形图5-1~图5-8是这几种典型病害的实例：图5-1预应力梁支座根部开裂图5-2普通钢筋及预应力钢筋锈蚀图5-3混凝土成块剥离图5-4混凝土发生层析并剥离图5-5混凝土浇注不实造成的蜂窝图5-6桥面板底部及横隔梁白化公路养护网www.yanghu123.com 102第5章钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护图5-7跨越路口的桥梁主梁被超高图5-8主梁过度下挠变形车辆撞损，钢筋外露上述病害现象中，在目视检测时，以裂缝及钢筋锈蚀最为重要且最易发现。裂缝，是构件可能发生失效的特征。检测时可依裂缝类型及尺寸，并与以前记录比较，可大略了解构件退化的原因及程度，若难以目视判断其原因时，可利用非破坏性检测或其它方法作进一步诊断。钢筋锈蚀，将减少钢筋断面，降低强度，且因钢筋锈蚀，体积膨胀，使混凝土产生裂缝，并将减少钢筋与混凝土间的握裹力。5.1.2裂缝裂缝为混凝土桥最常见的退化现象，是导致内部钢筋腐蚀的主要原因。裂缝一般多伴随有钢筋生锈及混凝土白化等退化现象。裂缝宽度无论大小，均对桥梁的耐久性产生影响；尤其是结构裂缝影响桥梁使用年限。裂缝也将造成预应力筋的锈蚀，尤其影响预应力混凝土构件，因为预应力筋的锈蚀，将造成预应力构件的破坏。裂缝有很多种，不同类型的裂缝产生的原因不同，对结构耐久性和安全性的影响也不同，见图5-9所示。桥梁施工期主要会产生收缩裂缝、沉降裂缝、温度作用产生的裂缝；使用期除了受力裂缝外，主要是随时间发展的耐久性裂缝：纵向锈蚀裂缝、冻融循环作用引起的裂缝，膨胀性骨料反应引起的裂缝、盐类及酸类侵蚀引起的裂缝。另外各种因素往往是共同作用于混凝土桥梁结构上，没有特别的主次原因之分。桥面板弯曲裂缝由于定位销开裂或施工缝张开由于梁支撑作用而开裂塑性收缩开裂或暴由于土压力开裂露桥面板的长期温梁收缩开裂度开裂钢筋顶层塑性收缩开裂正弯矩开裂负弯矩开裂由于预制件对挡块压剪切开裂力造成的开裂正弯矩开裂由于摩擦和边沿受载而开裂施工缝开裂由于钢筋腐表面细微裂缝碱骨料反应开裂蚀角筋开裂图5-9钢筋混凝土桥梁的各种开裂原因公路养护网www.yanghu123.com 5.1病害及原因103产生混凝土裂缝的原因总结如下：¨车辆超载而产生梁体底部弯曲开裂和剪切开裂；¨墩台的不均匀沉陷所引起的裂缝；¨支座失效，引起梁的附加应力，由此产生裂缝；¨混凝土施工养护不善而引起的干缩开裂或层裂；¨水灰比和振捣不实，而产生的梁体收缩裂缝；¨温度变化或者冻融效应产生的裂缝；¨大体积混凝土浇注时，水泥水化反应导致的自体收缩裂缝；¨施工接缝处混凝土龄期不同产生的裂缝；¨强风或地震等外在环境冲击力导致裂缝；¨钢筋锈蚀膨胀导致裂缝；¨预应力锚固区或牛腿部位的局部高应力产生的裂缝；¨在徐变等材料本质特性的共同作用之下，混凝土的拉力与剪力和钢筋握裹力抵消后的净拉力或剪切作用力大于混凝土材料的抗拉力或抗剪强度所致；¨梁刚度不足，产生过大挠度，引起裂缝。不同因素作用下，裂缝形态也有所不同。常见的有横向裂缝（由于荷载、收缩以及温度作用引起），剪切裂缝、斜裂缝（由于荷载作用或结构错位移动引起），X型交叉裂缝（由于地震作用）。裂缝类型也可以分为结构裂缝与非结构裂缝两种。(1)结构裂缝结构裂缝，由静荷载及活荷载所造成。结构裂缝的类型，包括弯曲裂缝及剪力裂缝。①剪力裂缝，一般发生于大梁支点附近的梁腹底部；②弯曲裂缝，发生于构件最大张力区位，呈垂直状，往压力区发展。一般于构件的跨径中点底部，如梁底或桥面板底，或连续梁在桥墩处的构件上部，最易发现弯曲裂缝。(2)非结构裂缝非结构裂缝，虽不影响构件的安全，但如果裂缝深入构件的内部，也可能损及构件，非结构裂缝类型有：①温度裂缝：温度高低变化引起的热胀冷缩裂缝；②干缩裂缝：混凝土养护期间造成的收缩，一般发生于预应力梁的梁腹；③大体积裂缝：浇筑大体积混凝土后，混凝土内、外部温差造成的裂缝；④施工缝的裂缝：施工缝是混凝土施工无法避免的情形，施工缝处裂缝将随时间增加而使钢筋锈蚀，并扩大裂缝。施工缝附近，因混凝土龄期不同或不等量收缩，使此处密实性较差，腐蚀因子较易侵入，扩大缝隙。施工缝裂缝一般为应力裂缝，造成钢筋锈蚀范围也较广，也可能造成构件的退化，检测时应特别注意。常见施工缝裂缝之处，有预应力梁与现浇桥面板间、桥梁护栏与桥面板间，箱型梁底板与腹板间，公路养护网www.yanghu123.com 104第5章钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护预制预应力与现浇横隔梁间；⑤钢筋锈蚀裂缝：钢筋生锈后体积膨胀，推挤混凝土，产生裂缝或扩大裂缝，见图5-10。图5-10钢筋锈蚀引起开裂对于不同梁式桥结构，裂缝发生部位和种类不尽相同，表5-1列出了混凝土与钢筋混凝土简支梁常见裂缝的图示及其特征和详细原因，表5-2列出了预应力混凝土梁、悬臂梁与连续梁桥的常见裂缝。表5-1钢筋混凝土简支梁的常见裂缝裂缝种类与发序号图示主要特征与发生原因生部位（1）发生在各种跨度的梁上（2）裂缝细小，宽度约为0.03~0.05mm用手触及有1网状裂缝凸起的感觉（3）无固定规律（4）多为混凝土收缩引起的表面龟裂（1）多发生于梁跨中部，梁跨度越大，裂缝越多，为受力裂缝下缘受拉区的（2）自下翼缘向上发展，至翼缘与梁肋相接处停止2裂缝（3）裂缝间距约0.1~0.2m，宽度约为0.03~0.1mm（4）对跨度<10m的梁，其裂缝少而细小（宽度0.03mm以下）（1）当跨径>12m时，其裂缝多处于薄腹部分，在梁的半高线附近裂缝宽度较大，一般在0.15mm~0.3mm腹板上的竖向（2）当梁跨径<10m时，其裂缝较细小，且多数裂缝3裂缝系由梁肋向上延伸，越上越细，上端未到腹板顶部（3）设计不当，施工质量不良，养护不及时，或温度及周围环境条件不良的影响所致（1）是钢筋混凝土梁中出现最多的一种裂缝，且多在跨中两侧，离跨中越远倾斜角越大，反之较小，倾腹板上的斜向角约在15°~45°之间，第一道裂缝多出现在距支座4裂缝0.5~1.0m处（2）裂缝宽度一般在0.3mm以下（3）设计上的缺陷，主拉应力较计算大，混凝土不公路养护网www.yanghu123.com 5.1病害及原因105能负担而导致产生裂缝，施工质量不良会加速裂缝的产生和发展（1）为近似水平方向的层裂缝5梁侧水平裂缝（2）施工不当引起，分层浇筑，间隔时间太长（1）沿下翼缘主筋方向的裂缝6梁底纵向裂缝（2）混凝土保护层过薄，或掺入氯盐等速凝剂所造成。裂缝严重时，应予更换表5-2预应力混凝土梁、悬臂梁与连续梁桥的常见裂缝裂缝种类与序号图示主要特征与发生原因发生部位（1）裂缝均起始于张拉端面，宽度约为0.1mm左右，长度一般只延伸至扩大部分的变截面处先张法梁端（2）由于在两组张拉钢筋之间梁端混凝土处于1锚固处的裂受力区使梁端易发生水平裂缝缝（3）因锚头处应力集中和锚头产生的楔形作用而使锚头附近产生细小水平裂缝（1）通常发生在梁端或预应力筋锚固处裂缝比较短小，与钢丝束方向垂直，在锚固处时与梁后张法梁梁腹板底板预纵轴多呈30°~45°端（或其他部应力筋2底板（2）运营初期有所发展，但不严重，以后会趋位）锚固处的于稳定裂缝（3）主要由于端部应力集中，混凝土质量不良所致（1）大多在脱模后2~3h内发生，裂缝通常从上梁肋到下梁肋，整个腹板裂通，宽度一般为腹板收缩裂0.2~0.4mm，施加预应力后大多会闭合3缝（2）多为混凝土收缩和温度所致，如极低的外界温度，混凝土混合料进行预热，使应力分布不均（1）剪切裂缝出现在腹板上，看起来近似45°角倾斜，一般出现在支点与反弯点之间的区域（2）裂缝的产生主要是由于：预应力不足；超悬臂梁剪切4载的永久荷载，二次应力；温度作用等裂缝（3）设计中缺乏对多室箱梁腹板内剪力分布的认识，横截面未考虑实际变形，没有检算力筋截断处的左右截面受力情况（1）悬臂箱梁在连续力筋锚固齿板后面的底板内会产生裂缝，并有可能向着腹板扩展，裂缝悬臂箱梁锚与梁纵轴呈30°~45°角5固后接缝中（2）产生这种裂缝的原因是由于预应力筋作用的裂缝面很小，产生局部应力，或者由于顶底板中力筋锚具之间的水平方向错开的距离太小公路养护网www.yanghu123.com 106第5章钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护箱梁底板上发生不规则裂缝，由于梁横向受力6底板裂缝性能与横向不变形截面显得有很大的不同，即由于腹部与底板受力不均所致（1）混凝土抗拉能力不足，将导致裂缝的产生。在分段式箱梁中，一般出现在接缝内或接缝附箱梁弯曲裂近，梁底裂缝可达0.1~0.2mm7缝（2）弯曲裂缝一般很小，结构不受损伤，但在外荷载反复作用（汽车动力荷载及温度梯度）下裂缝有可能会扩大（1）在连续梁中，在正弯矩区的梁底部和在负连续梁弯曲8弯矩区的顶部一般可能发现这种裂缝裂缝（2）弯曲裂缝主要是由于混凝土抗拉能力不足裂缝对结构物的影响，视裂缝类型（包括发生的位置及走向）以及裂缝尺寸（包括长度、宽度及深度）是否随时间增加而不同，桥梁检测发现裂缝时，应详细检测、记录裂缝的发生位置及走向，判断是否为结构裂缝，并记录裂缝的长度、宽度及深度，与以前的记录比较，判断该裂缝是否为死裂缝，裂缝继续成长恶化是否将危及构件。在详细分析裂缝的类型和原因后，方可采取适当的维修和加固措施，以达到对症下药的目的，并最大程度降低病害。5.1.3钢筋及预应力筋锈蚀钢筋混凝土构件，是将钢筋置于混凝土中，利用混凝土具有高碱性，在钢筋表面形成一保护层，避免钢筋生锈。若保护层因混凝土裂缝致使氧气、水气侵入，变为氧化铁，即为生锈。滨海地区的桥梁，若未加厚保护层，将因海水的侵蚀，易使混凝土构件中的钢筋腐蚀，并造成构件的混凝土剥落，破坏混凝土构件。预应力混凝土构件中一般要求正常运营状态下，不出现裂缝，钢筋和预应力钢筋一般不易锈蚀，但是由于施工和严重超载，锈蚀也会发生但不易发现，一旦发现锈蚀时，则该构件已呈严重破坏，如图5-12~图5-14所示后张预应力钢筋的锈蚀和锚具的锈蚀。所以桥梁检测时，钢筋锈蚀为检测重点之一，需要进行较为详细的记录。钢筋锈蚀使混凝土承受拉力而裂开，使钢筋暴露于大气中，加速生锈，并造成外层混凝土的剥落，见图5-15所示。受力主筋锈蚀后，钢筋横断面积减少，主梁的承载能力急剧降低，严重影响结构物的耐久性，见图5-11所示。总结下来，造成钢筋锈蚀的主要内在原因有：¨钢筋受湿气及氧气的作用；¨混凝土中性化；¨钢筋表面氯离子含量高。造成钢筋锈蚀的主要外在原因有：¨混凝土构件开裂；公路养护网www.yanghu123.com 5.1病害及原因107¨主梁受损，混凝土剥落；¨施工时预留保护层太薄，混凝土碳化深度较大；¨后张预应力的灌浆和封锚不合格，导致锚下积水或空洞。图5-11钢筋锈断图5-12预应力筋严重锈蚀图5-13后张预应力筋严重锈蚀图5-14预应力锚头的锈蚀图5-15普通钢筋锈蚀引起的混凝土剥落钢筋锈蚀可分两种情况，一种是混凝土开裂后导致的钢筋锈蚀，即先裂后锈；一种是因为保护层太薄或露筋而引起的钢筋锈蚀。钢筋锈蚀体积膨胀导致混凝土开裂或表面混凝土成块脱落，既先锈后裂。主梁中的钢筋和预应力筋主要是先裂后锈，混凝土保护层保护作用失去后，锈蚀就很容易发展。而先锈后裂的情况较少，主要是保护层太薄或混凝土意外受损露筋，附属结构上比较多见，如防撞墙等。调查显示，有的防撞墙内侧钢筋网几乎无保护层，在大气环境作用下钢筋锈蚀得相当严重。由于钢筋锈蚀，导致表面混凝土开裂甚至成块脱落，混凝土开裂或脱落又使原来处于混凝土保护层下的钢筋暴露于空气中，如此恶性循环，如不加以维修养护，公路养护网www.yanghu123.com 108第5章钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护此种病害对桥梁的危害也是不可忽视的。保护层太薄或露筋，在桥梁竣工后几年内问题并不显得太突出，甚至一直处于被忽视的状态，直到长期的大气作用导致钢筋严重锈蚀后才引起注意，要花费大量人力物力进行维修养护。5.1.4其它病害对于钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥上部结构中的基本构件，其它病害主要为混凝土的表面缺陷，主要有：蜂窝（混凝土局部酥松，砂浆少，石子多，石子之间出现空隙，形成蜂窝状孔洞）、麻面（混凝土表面局部缺浆、粗糙，或有许多小凹坑，但无钢筋外露现象）、孔洞（混凝土内部有空隙，局部没有混凝土。蜂窝特别大的现象常发生在钢筋密集处或预留孔洞和预埋件处）、露筋（主要是主梁受到意外撞击造成混凝土的崩落，使得钢筋外露）、剥落（混凝土表面水泥砂浆流失，造成粗骨料外露的现象，严重者造成骨料松脱，一般发生在混凝土表层品质较差的部位，一般不会很深）、白化（又称为游离石灰，是由内部渗出、附在混凝土构件表面的附着物，通常为呈白色的石灰类附着物）、层析（是构件受氯气或盐水侵袭，构件内的钢筋锈蚀体积膨胀，导致钢筋与外层钢筋附近的混凝土分离）等。对于混凝土桥梁，由于某一缺陷的日积月累的变化，加上环境的影响，有扩大的危险。例如蜂窝麻面，由于水的渗入，促使混凝上材料恶化，会引起钢筋锈蚀，钢筋锈蚀物的产生过程伴随体积膨胀，又导致混凝土表面产生锈蚀裂缝，形成恶性循环。5.1.5混凝土桥面板在钢筋混凝土桥面板上所见到的缺陷，一般和混凝土梁的情况一样。近年来，由于汽车轮重显著增大，桥面板上常发生混凝土脱落现象，已成为桥梁养护上一个大问题。主要表现为桥面板的受拉缘产生的裂缝随着时间推移而发展，形成龟甲状的裂缝，混凝土逐渐失去了连续性，部分混凝土发生下陷或是脱落，如图5-16所示。钢筋混凝土桥面板的缺陷种类和造成这些缺陷的原因概括表示如图5-17所示。从预应力混凝土桥面板的缺陷情况来看，主要原因是预应力钢材的施工质量不好（如灌浆不饱满等）、预加力不足和桥面板混凝土龄期差引起的收缩应力等。脱落纵方向的裂缝纵横方向的裂缝网状细裂缝下陷、脱落图5-16一般桥面板损坏过程公路养护网www.yanghu123.com 5.1病害及原因109（产生原因）（病害种类）作用荷载增大（构件的承载能力不够）混凝土的裂缝结构上的弱点（桥面板端部等）混凝土的剥离断面缺欠损伤支承结构不完善（主梁的刚度不足等）钢筋外露腐蚀施工上的缺陷（保护层的不够、蜂窝麻面等）混凝土质量气候条件（冻融、化学作用、盐害等）降低灾害（地震、火灾等）异常的变形过大的徐变、收缩等图5-17桥面板的缺陷种类和其产生原因的关系公路养护网www.yanghu123.com 110第5章钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护5.2一般性养护5.2.1养护目的及内容养护的目的是：保证桥梁的安全尽可能长久保持桥梁结构的耐用性与承载能力恢复桥梁到建造后应有的运营水准养护包括一般性养护、维修和加固。一般性养护工作有时与维修和加固工作类似或相同，但是前者在概念上更简单，范围上也小得多。维修和加固通常由专业桥梁施工队或承包商来完成，需要使用复杂或非常规的设备，需要具备较高专业化，而且工作程序一般比较复杂。一般性养护工作有以下几个方面：清除表面污垢、修补混凝土孔洞破损、剥落、表面风化、非结构受力影响产生的裂缝、对裸露钢筋进行除锈、修复保护层、对纵横梁连接件的钢板开裂、脱焊、锈蚀进行处理等。钢筋混凝土梁体常见病害的处理方法：①由于渗水、洪水等自然环境原因造成的梁体产生污垢时应用清水或中性洗剂刷洗，不宜用化学试剂清洗；②梁体混凝土的孔洞、蜂窝、麻面、表面风化、剥落应先将松散部分清除，再根据情况用高标号混凝土或水泥砂浆填补；③梁体若发现露筋或保护层剥落等现象，应先将松动的保护层凿去，并将钢筋锈迹清除，如损坏面积不大可用环氧砂浆修补，如损坏面积过大，可喷射高标号水泥砂浆或专用修补砂浆修补；④梁（板）体的横纵向连接板件、钢板、钢筋等构件开裂、开焊、断裂、损坏等可采取更换、补焊、绑焊等措施；⑤钢筋锈蚀是钢筋混凝土当中最常见的缺损，分析其程度和原因并进行必要的评估，以便采用合适的修补方法；⑥裂缝也是钢筋混凝土当中最常见的缺损，分析裂缝的成因，可为裂缝的危害性评定及裂缝修复提供依据。若不经分析或忽视原因分析就进行裂缝处理，往往达不到理想的效果。5.2.2具体修补技术以下具体介绍钢筋锈蚀和混凝土开裂的修补方法。1.钢筋锈蚀的修补选用哪种技术修补钢筋锈蚀取决于产生锈蚀原因、锈蚀程度、所处位置和相邻范围内钢筋锈蚀的原因。首先应该对钢筋锈蚀程度和原因进行必要的评估。通过目测可做三种不同的划分：¨没有明显锈蚀——应至少在几个代表性区域进行混凝土取芯，以确定碳化深度或氯化物可能存在的区域，如果没有碳化或氯化物轮廓等其它明显问题，则无须采取公路养护网www.yanghu123.com 5.2一般性养护111进一步措施；¨完好混凝土的局部锈蚀——在完好混凝土表面有明显的瑕疵，如局部不密实、分层，特别是在缺少保护层的时候。对此应该做上面一样的详细检查以确定锈蚀的程度和原因；¨整体劣质混凝土中的广泛锈蚀——如果上面所述的详细检查显示钢筋锈蚀问题是广泛的，则应检查相关的环境侵蚀和结构的代表性区域。在受影响的区域可以通过电势电流测检确定阳极（锈蚀区域）的锈蚀程度。从取芯孔除下的混凝土应该用低收缩或微膨胀水泥沙浆恢复原有状态。对钢筋锈蚀的修补和防止潜在锈蚀的处理方法有很多，但所有修补技术应坚持三条重要原则：¨混凝土修复要彻底并且应该用适合的材料——锈蚀开始处的诱发条件应予以根除，否则修补就没有效果。在锈蚀面上直接用水泥浆修补一般是不会有效的。事实上，简陋的水泥浆和环氧树脂修补会加剧锈蚀。即使将混凝土凿除到钢筋位置再进行环氧树脂修补，也不会有效。因为环氧树脂在机械和热性能方面与混凝土不相容，并且它不会增加PH值而有效的保护钢筋。¨专利产品的使用——市场上有许多专利产品，然而对它们的价值也必须有一个客观的认识，对其说明和保证要全面了解。应该从相关工程师、可信的咨询机构或者相关协会去寻找信息，选择产品时应考察以前成功使用的经验或者独立的耐久性试验。¨工人和承包商的素质——从事该项工作的人员应当细致、值得信赖且有能力，并需要由熟悉修理技术和材料的人员监督。在选择承包商时，信誉和技术专业化程度以及标的价格应一同考虑。以下针对钢筋不同锈蚀情况，详细说明其相应的修补技术：(1)有氯化物但无明显锈蚀在有较多氯化物生成但暂无锈蚀的地方，氯化物轮廓和混凝土龄期可用来估计其钝化时间，根据这一估计，可定出一个适当的重新检测时间间隔，或者采取措施限制氯化物进一步发展，以下是4种控制氯化物发展的方式：¨硅烷涂层——在混凝土表面用硅烷涂刷，能阻止水的侵入（因而也阻止氯化物的侵入），而允许混凝土中水蒸汽逸出。硅烷较便宜，但它对于直接在潮汐和波浪作用下的地方效果不大，混凝土应以适当间隔重检以确认这种处理方法成功与否；¨混凝土包装——对于有时浸润在水中的混凝土区域，需要包裹一层适用于水下的混凝土层。在发生重大锈蚀现象之前，这种处理将是比较经济的。如果氯化物正在聚集，则不可避免要进行重大修补；¨阴极保护——可以应用各种类型的外加电流系统阻止锈蚀，但需要相应的专业技术和经验来实施；¨去除氯化物——这种去除氯化物的过程是指把纸浆浸泡在电解液中，然后将它喷散在混凝土表面，在混凝土表面电解液的范围内形成一层网状加强层，这一附加层公路养护网www.yanghu123.com 112第5章钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护作为阳极，混凝土内的钢筋成为阴极。在两极之间加上电压把氯化铁从钢筋和混凝土表面除去。这种过程需要几个星期，然后不需做任何其它的工作。要使去除氯化物的系统成功，需要在混凝土表面设计统一的控制系统，以防止产生的热量损坏混凝土。这种方法同时也适用于钢筋周围PH值较高的地方。(2)碳化严重但无明显锈蚀根据混凝土期龄和由简单酚酞测试确定的碳化深度，来确定重新检测的时间，一旦碳化到达钢筋，锈蚀就是不可避免的，以下3种可能的方法可用于阻止锈蚀：¨粉底和涂料——现在广泛应用的是在受影响的混凝土表面涂上一层良好水泥粉底，再涂刷一层丙烯酸涂料，可以有效的阻止二氧化碳的侵入。粉底是用来阻止表面缺陷引起涂料膜产生大量气孔，从而保证其连续性。应以适当间隔重检，来检查这种方法的有效性；¨重新碱化——用一种适当的电解液，采用与上节描述的相同过程可以在钢筋区域恢复碱性水平，PH值从9～10提高到12。一旦PH值水平得到回升，就应考虑粉底和涂料，防止二氧化碳的再次侵入，或者以一个适当的间隔安排重新碱化的处理过程；¨阴极防护（见第1小点）。(3)在钢筋处锈蚀但外观无明显锈蚀有时在混凝土表面出现问题之前，由于某种原因甚至没有探到碳化或氯化物，由于水和氧气而使钢筋发生锈蚀。这通常意味采用了劣质混凝土而导致结构早期锈蚀，不久将在表面变得明显，这时主要监视其发展状态，并在适当时机加以修补。应注意，不要把钢筋纹路或在浇筑时已有的锈迹，误为锈蚀问题，尤其是，当这种现象已存在至少5年，而且混凝土质量仍然完好。(4)完好混凝土中的局部锈蚀以下给出的修补技术涉及到除去剥裂混凝土、修理钢筋以及在局部锈蚀区域使保护层恢复到良好状态，包括下列过程：¨结构分析——应进行结构分析确定是否需要，采取什么方法加强，以及是否需要支护；¨修补混凝土前的准备工作——应该沿钢筋敲掉混凝土保护层直到没有锈蚀的地方（包括钢筋后面至少15mm）。若有必要，应切除部分钢筋，再全截面焊入。钢筋应吹干净，钢筋背面也应清洗干净，整个面积应用掺加防锈剂的清水清洗；¨采用富锌漆——在整体完好混凝土中由于局部缺陷而引起锈蚀的地方，采用喷砂打磨钢筋，再采用富锌漆涂刷；¨新老混凝土之间粘贴——假如混凝土表面已经进行了适当的凿毛处理以及所有松散材料已清除，就不必要采用粘接层。一般来说，采用哪种粘接剂主要取决于实际经验。混凝土粘补时不允许有污染存在；公路养护网www.yanghu123.com 5.2一般性养护113¨粘贴混凝土——将在第6小点中讨论。(5)整体退化混凝土中的广泛锈蚀在混凝土退化和钢筋锈蚀广泛的地方，有很多修补方法可以采用。采用哪种修补方法应该在详细考虑检测结果之后，由整个工程和经济评价决定。在上面第4小点中描述的方法也可应用到退化混凝土的局部修补，另外，应采取下列合适的过程：¨采用富锌漆——当环境侵蚀致使钢筋锈蚀只是发生在局部区域的地方，可采用富锌漆；¨在整个退化混凝土和锈蚀广泛的地方，存在许多阳极以及阴极处，这时，不可采用富锌漆；¨管理修补计划——在每个锈蚀变得明显的地方，应该采取第4小点中叙述的方法实施混凝土修补。然后，在下一个最低阳极势处将会发生后续锈蚀失效，这将需要依次修补，但未来失效会变得集中，且发生频率减少，最终得到有效控制。同时还需要定期检测直到达到修补目标。在含有氯化物的地方，可先对残留区域或相邻区域（可与氯化物除去或者阴极保护相结合）进行修补，然后可以应用硅烷涂层。这样将缩短重新处理的时间，以及减少失效处的数量。在已发生碳化的混凝土，粉底和丙稀酸涂层（可与重新碱化或阴极保护相结合）可以在初始修补后用来减少重新修补地方，使重新处理间隔时间极大的加长。结构包裹和替换方案，从构件的完全替换到用钢或混凝土包裹，这些选择必须由结构工程师按逐个具体情况作出。(6)针对锈蚀修补的各种选择采用高质量水泥的混凝土除了用于钢筋锈蚀修补的区域，也用作结构包裹或替换中的新混凝土。施工工艺取决于修补尺寸和粘贴方法，粘贴方法取决于具体情形，但应保证高质量混凝土非常密实的填充所有空洞。在采用浇注或泵送混凝土的地方，可能需要外部振动，配合比设计应保证100到150mm坍落度且没有离析，以及最大水灰比0.4，各种情况下的选择如下：¨保护性的粉底——保护性粉底对较小的修补是有用的，且不需要模板。这种类型材料用特别工具拌合到一定的粘稠度，直接手工或用抹刀抹到相应地方。主要缺点是劳动强度大；¨采用无收缩水泥的灰浆——在可安装模板，且最大的修补厚度不超过70mm的地方，可以采用无收缩水泥灰浆。这个方法适合于相对较小的工作量，但预拌混凝土的成本较高。使用的砂浆都应具有低收缩、高碱性、热性能和机械性能与标准混凝土相容，具有对氧、水、氯化物、二氧化碳以及其它侵蚀物质的较低渗透性，同样应不包含某些加速剂，如氯化物、高铝。厚度限制是与砂浆产生的水化热有关，可接受的厚度可以根据经验判断对不同的产品加以调节。涂抹方法必须保证连续密实；¨小范围的现场搅拌混凝土——对于稍大一些的混凝土量，可以考虑采用小型混凝公路养护网www.yanghu123.com 114第5章钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护土搅拌器现场搅拌，最好制作试验来指导混合。配合比目标是达到100至150mm的坍落度，最大水灰比0.4，没有离析。最大骨料尺寸应选用10mm，级配要合理。混凝土凝固所花的时间将取决于所采用的水泥类型和塑性剂，当结硬脱模时，刷层低粘塑性的环氧可改善长期养护工作。¨商品混凝土——在修补量很大的地方，可以采用商品混凝土。所采用的混凝土每立方米应最少含有水泥410kg，最大水灰比0.4。(7)预应力钢筋锈蚀的修补一旦在预应力钢筋中探测到锈蚀，那么结构应该加以支护，必须进行详细的结构分析和评估。预应力管道内的水和其它污染物，如氯化物，应通过排水、管道重新压浆等加以清除。可以考虑提取氯化物、安装阴极保护、重新碱化、硅烷涂层或粉底及丙烯酸涂料涂刷。2.混凝土裂缝的修补常见的裂缝修复方法有：修补裂缝的目的在于使结构恢复因开裂而降低的功能，保证结构的耐久性。对于一般较浅较短的裂缝，对梁的强度影响不大。当裂缝较多且宽度较大时，梁的刚度相应降低，同时钢筋受有害介质的侵蚀，结构物的寿命也要缩短。《城市桥梁养护技术规范》5.4.2提出，钢筋混凝土及预应力混凝土构件，应视裂缝的大小，分别采用下列方法处理：¨裂缝宽值在允许的范围内，应进行封闭处理，一般涂抹水玻璃或环氧树脂；¨当裂缝宽大于表5-3的最大限值时，应采取压力灌浆法灌注环氧树脂胶；¨如裂缝发展严重时，应查明原因，采取合理的加固措施。表5-3钢筋混凝土与预应力混凝土梁式桥的最大裂缝宽度限值结构裂缝部位最大裂缝宽度限值（mm）主筋附近竖向裂缝≤0.25普通钢筋混凝土梁腹板斜向裂缝≤0.30梁竖向裂缝不允许预应力混凝土梁体纵向裂缝≤0.20横隔板≤0.30修补裂缝的主要材料为环氧树脂和水泥，修补材料及其配合比也在不断地变化和改进，表5-4列出几种用于修补混凝土的环氧材料配合比，可供无资料时参考，修补的常用方法是：表面封闭、压力灌浆等。(1)表面封闭宽度较小的裂缝（一般是0.2~0.25mm以内），常采用封闭处理的方法。现以环氧胶泥封闭为例，介绍封闭处理裂缝的施工工艺。①扩缝：为了得到较好的封闭效果，先将细小的裂缝凿成“V”形槽，“V”形槽顶宽20~25mm，槽深15~20mm。槽面应尽量平整；②清渣、吹风：用钢丝刷清除槽内及其周边的松脱物，凿去浮渣，再用大功率吸尘器将“V”形槽吹干净，使槽内混凝土面无灰尘、油污；公路养护网www.yanghu123.com 5.2一般性养护115③涂刷清胶（环氧胶液）：为了提高环氧胶泥与混凝土之间的粘结力，在封闭裂缝之前，用毛刷蘸上配制好的补缝清胶。沿“V”形槽口内均匀涂刷一层清胶，在垂直方向可静力灌注，使部分清胶灌入裂缝中；④环氧胶泥封闭：等清胶半干时，用配制好的环氧胶泥封缝并压实抹干。(2)压力灌浆压力灌浆是以一定的压力对混凝土结构物上产生的裂缝处用灌注泵注入液状的环氧树脂系列粘结剂（或水泥砂浆）。压力灌浆适用于裂缝宽度较大（大于0.2mm），深度也较大的裂缝修补。压力灌浆施工应按以下工艺流程进行：①裂缝预处理：用刮刀、扁铲沿裂缝将粘附在混凝土表面上的灰浆，尘土铲去，并沿缝开凿“V”形槽，继而用高压空气吹干净。若有油污，则用丙酮清洗；②将粘压浆嘴的粘贴面用砂纸擦亮，清洗干净，并检查开关是否完好，然后在裂缝表面每隔20cm左右骑缝粘贴压浆嘴。原则上，缝窄应密，缝宽可稀，但每条裂缝至少要有一个进浆孔和一个排气孔；③封闭裂缝：用环氧胶泥（或水泥砂浆）将压浆嘴及裂缝表面封闭密实，使裂缝形成一个密闭性的空缝；④密封检查：为保证密闭空缝的密闭性及承受灌浆压力作用，应检查封缝的密封效果，办法是：待封缝的环氧胶泥或水泥砂浆固化后，沿缝涂一层肥皂水，并从压浆嘴向缝中通入压缩空气，若无冒泡现象，表示密封效果良好，否则应予修补；⑤配制浆液：灌浆材料应当粘结力强，可灌性好，因此，树脂类材料（特别是环氧树脂）较水泥类材料应用得普遍。水泥类材料一般仅用于宽度大于2mm的裂缝灌浆。环氧树脂粘结强度高，在现场根据气温和裂缝的部位、宽度和走向选用合适的浆液配方，配制压力灌浆液。每次配浆不宜多，以免短时间内使用不完，导致粘度变大而无法施工，造成浪费。灌注泵有手摇式、脚踏式和电动式，其中电动式施工方法稍有不同，见表5-5所示。在实际的养护小修中，可采用高强无收缩灌浆料，利用液面高差压力进行压浆，以替代压浆泵式压浆，其工艺已较成熟，能降低成本，方便施工。灌浆料是由高强胶结材料、复合外加剂和特制细骨料配置而成的一种专用灌浆材料，由于其流易性好，可省去压浆泵。具体施工步骤如下：①处理密封面，凿毛混凝土表面，清除浮杂物，去除油污铁锈，并提前4小时用清水湿润；②支设模板，并在高于修补处1～2m的部位设置进料斗，通过3寸软管连接进料斗和模板的注入口。模板必须严密，防止漏浆；③按照规定配置灌浆料，充分搅拌，搅拌时间控制在90秒以内；④通过进料斗灌注灌浆料，必要时采用引流和捣振保证灌浆料充实，搅拌好的灌浆料应在30分钟内使用完；⑤浇注后，24小时内不得振动，24小时后可拆模，终凝后洒水养护3天，每天2～6次。公路养护网www.yanghu123.com 116第5章钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护(3)化学材料封缝如在裂缝开裂尺寸不大时，可采用化学涂料复涂，以使高分子材料深入到裂缝中。只要有水，即可沿水渗透，达到封闭的效果。表5-5注入施工方法①密封面的底面处理——沿裂缝在适当的宽度内除去游离石灰和灰尘，使用冲洗剂等进行清洗。②注入导管的布置——沿着裂缝以油灰状环氧树脂系列粘结剂粘结固定。手③密封——将凿成V型切口的裂逢部位，用油灰状的环氧树脂系列粘结剂密封，注入导管以外部摇位也进行密封。而且通常养生1~2天直到能承受注入压力为止。及④按所规定的配合比制作成液状的环氧树脂系列粘结剂（按重量比，充分混合搅拌，用注入泵注入）。脚由导管的端部顺次注入，从相邻导管看到树脂流出后，密塞导管养生24小时左右。踏保持平均注入压力，手摇式为4Kg/cm2、脚踏式为15Kg/cm2。式⑤修饰——切断注入管，用研磨机等将表面修饰平整。注：使用环氧树脂时应考虑其耐久性。①密封面的底面处理——沿着裂缝将宽度10~15毫米地方用钢丝刷清除附着物，用毛刷及布将其粉末清除干净。②密封当裂缝宽度较小时，将松香和石蜡的混合料加热至80~100℃，制成密封料。按5~10厘米间距垂直于裂缝贴上胶带，将液态的松香和石蜡用绘画毛笔沿裂缝涂敷10~15mm宽，电涂敷后立即将胶带揭下，当作注入口。动裂缝宽度较大时，和手摇式及脚踏式一样用油灰状环氧树脂系列粘结密封，但这时预先在裂缝中打式进钉子，密封后将钉子拔掉，当作注入口。③压注——在压注之前，用纸杯和量具等检查主剂、硬化剂的配合比，再按适当的配合比安上活塞，再向各筒内装入主剂硬化剂。在注入口安上喷嘴，打开阀门进行压注。这时的平均注入压力为20Kg/cm2。对下一个注入口以液体状环氧树脂密封，依次进行压注。注入口用固体石蜡涂抹进行密封。④修饰——注入剂养生后，用钢刀片铲除密封料。公路养护网www.yanghu123.com 表5-4修补混凝土环氧材料配合比配合比（按重量百分比计算）材料名称环氧胶液环氧胶泥环氧砂浆环氧沥青砂浆环氧混凝土123456789101112环氧树脂E-44100100100100100100100100100100100100乙二胺（EDA）6-8101010-1212128-10间苯二胺（MPDA）161515-171215-17邻苯二甲酸二丁脂10-2020-2510-1510101010304号聚酯胺树脂20-303020-303020690号活性溶剂15-2015-2015-2015-2015-2020甲苯10-1510丙酮0-50-5石英粉70100-200150100-150细砂450550450200450375水泥400400-650100150300-400125煤沥青202050石棉纤维1015石子500-700适量备注：①表中第1、2两种配比的环氧基液，适于一般做新老混凝土的结合剂②第3、4、5、6、7五种配比适用于一般混凝土表层缺陷及裂缝的修补工程。③第6、8、9、10四种配比适用于潮湿环境内的混凝土缺陷及裂缝的修补工程。④第11、12两种配比适用于一般混凝土表层缺陷的修补工程。公路养护网www.yanghu123.com 118第5钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护5.3维修与加固5.3.1维修与加固原则桥梁维修加固的工作量一般较大，只有通过充分的比较和考虑，才能决定桥梁是否需要采取维修和加固措施，混凝土和预应力混凝土梁式桥的维修加固的一般原则是：桥梁承载能力不足，按照现行需要通行的车辆进行验算不能满足强度要求；由于重型车辆的增加，原有桥梁承载能力不够而发生损坏现象；为使整条路线上或一个路段内桥梁承载能力保持一致，对个别载重能力较低的桥梁，应按目前载重要求，对旧桥进行加固。加固的基本要求：¨经济性：一般说，加固费用比新建费用节省一半时，应优先考虑加固；¨不中断交通或尽量减少中断交通；¨对已发现的缺陷要一次性加固好，不留后患；¨对原结构的损伤尽可能减至最低；¨技术可靠、耐久、养护方便。加固基本原则如下：①采用实际计算应力与容许应力进行大小比较的分析法。即若实际荷载作用下构件所产生的计算应力大于材料实测容许应力时，则需加固；反之，则仅采用维修养护措施即可；②桥梁局部产生破损，如裂缝、剥落等，若破损严重，已不能满足强度要求时，应尽快对个别受损构件进行加固，若破损不严重，对强度要求没有影响时，则可以不必加固；③桥面宽度不足，影响车辆通过能力时，应进行拓宽加固；④桥梁局部或整体刚度不足，已影响正常使用时，为提高其刚度，需进行加固；⑤因战争或遭受特大自然灾害，桥梁受损需进行抢修工作，以及为保证重车临时通过桥梁时的安全，需对桥梁进行临时加固。5.3.2桥梁加固方法的选用桥梁加固是一种通过加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施。因此，桥梁加固工作一般以不更改原建筑形式为原则，只有在复杂的情况下，才更改其结构。如仅加固仍不足以适应交通运输的需要，必须进行桥梁的部分或全部重建时，则重建桥梁需考虑到将来的发展，并按现行桥梁设计及施工规范进行设计与施工。桥梁的加固一般有如下几种：①扩大或增加原结构构件截面，以提高原结构的强度和刚度；②以新的结构代替旧的应力不够的结构；③改变原结构的受力体系，使原结构减少受力；④对原结构施加外应力（如预应力），以改变原结构的受力图形，达到提高桥梁刚度和强度的目的。公路养护网www.yanghu123.com 5.3维修与加固119目前，较成熟的主梁维修加固的主要方法有：¨增大截面和配筋加固法¨锚喷混凝土加固法¨粘贴钢板（筋）加固法¨改变结构受力体系加固法¨体外预应力加固法¨增设纵梁加固法（拓宽改建）¨碳纤维布加固法桥梁加固可以有各种不同的方式，视旧桥的情况、承载能力的减弱程度以及今后的使用情况而变。当采用扩大或增加桥梁构件截面的方法进行加固时，应特别注意新加部分与原有部分的结合，使其成为一个整体，起到加固作用。不管采用何种加固方案，都应考虑投资少、工效快、不中断交通、技术上可行、有较好的耐久性等方面的要求。5.3.3增大截面和配筋加固法当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时，通常采用增大构件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法，见图5-18所示。锚固筋新浇混凝土原梁截面新增主筋图5-18增大截面和配筋加固法在梁底面或侧面，加大钢筋混凝土截面（新配主筋），使梁体截面加大，提高梁的承载能力，其特点是：①为加强新旧混凝土的结合，需对旧梁面进行凿毛处理，凿除工作量大，常需在桥下搭设脚手架；②对T形梁可采用底面及侧面同时加大，或底部马蹄形加大两种加固形式；③加固效果显著，适用于梁桥及拱桥对拱圈的加固；④增大构件截面和配筋来提高主梁承载能力的加固法，一般多用于板梁桥的加固。对于板梁桥，主要是考虑增设板梁底面的加强主筋和截面；对于T形梁桥除考虑增设梁底主筋和截面外，还须考虑设置套箍。公路养护网www.yanghu123.com 120第5钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护5.3.4锚喷混凝土加固法借助高速喷射机械，将新混凝土混合料连续地喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上，凝结硬化而形成钢筋混凝土，从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外荷载作用。5.3.5粘贴钢板（筋）加固法钢板粘贴补强法是采用环氧树脂系列胶粘剂将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉缘或薄弱部位，使之与结构物形成整体，用以代替需增设的补强钢筋，提高梁的承载能力，达到补强效果的一种加固方法。用粘贴钢板来加固桥梁，在国外已得到广泛的应用，国内也有不少应用实例，这是因为这种加固法具有如下优点：①不需要破坏被加固的原有结构物，加固工程几乎不增大原结构的尺寸；②尽管工程质量要求很高，但施工时并不要求高级的专门技术人员操作；③能在短期内完成加固工程，较快地恢复桥梁的通车；④几乎可以不改变具有历史价值建筑物的原有艺术特点。对钢板粘贴补强法的设计，许多试验结果表明，粘贴后钢板与原有结构能够共同作用。因此，补强设计时，钢板可作为钢筋的断面来考虑，将钢板换算成钢筋，原有构件承受恒载与活载，增加的钢板承受原有构件承受不了的那部分活载。另外，采用的钢板厚度必须比计算出的厚度大些，根据施工要求，大多使用4．5～6mm厚的钢板。有关钢板加固的形式可按实际需要，采取不同方式。图5-19为环氧树脂粘贴钢板加固牛腿部位。悬臂梁吊梁环氧粘贴钢板吊梁加压螺栓环氧粘贴钢板悬臂梁（a）（b）图5-19环氧树脂粘贴钢板加固牛腿部位当交通量增加，主梁出现承载力不足，或纵向主筋出现严重腐蚀的情况时，梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。采用粘结剂及锚栓，将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，达到提高梁的承载能力的目的，如图5-20所示。钢板粘贴补强法的施工工艺介绍如下：用环氧树脂系列粘结剂将钢板粘贴在混凝土结构物的受拉缘外面，使结构物整体化，以期得到代替钢筋作用的效果。但根据环氧树脂弹性模量的差别和混凝土的状态等，值得注意的是由于混凝土的界面破坏等原因，要想达到完全整体化有时是困难的。并因还有未确认的公路养护网www.yanghu123.com 5.3维修与加固121领域，所以必须充分考虑到对象结构物的适用条件后再用。粘结在混凝土上的钢板，其产生的应力要在容许应力的范围内，对于混凝土表面不平整的，虽然采用薄钢板较易结合，但对今后的腐蚀没有富余，而且钢板一减薄，在自重下容易产生挠度。因此，其优越性也大大降低了。通常用4.5~6毫米厚的薄板较为适当。根据产生的应力状态，钢板又分为板状或带状：¨带状钢板——是仅用作沿主钢筋方向或分布钢筋方向单个方向加固的¨板状钢板——是用作沿主钢筋方向和分布钢筋方向一同加固的粘贴钢板图5-20板梁底部粘贴钢板加固图粘结的钢板，可用通常的计算换算成钢筋用量。设计时应注意下列事项：①由计算求得的钢板厚度很小时，最小厚度也要取4.5毫米；②发现游离石灰等，由于腐蚀作用，原有钢筋与最初设计值相比已经显得不足时，必须考虑这一点进行设计。在粘结钢板时使用的环氧树脂系列粘结剂，有液状和油状两种，采用前者时叫作注入施工法，采用后者时叫作压贴施工法，两者效果差别甚微，详见表5-6。表5-6粘贴钢板的注入与压贴施工方法方法描述施工顺序钢板表面打磨处理，对混凝土表面不平处整平处理；根据原有混凝土打孔并安装固定螺栓；表面修饰的精密用丙酮等清除钢板和混凝土粘结面的油脂和灰尘等；度，使其保持适当用树脂固定安装垫块、导管、排气管等（见图5-22）；的间隙（通常4~6安装钢板，拧紧固定螺栓；毫米）；预先用锚注入法用油灰状的环氧树脂系列粘结剂将钢板和注入导管、排气管周围封闭（见图固螺栓固定钢板，5-23）；使用油灰状的环注入液状环氧树脂系列粘结剂，密封的油灰状环氧树脂系列粘结剂要养生到氧树脂系列粘结能够足以抵抗注入压力为止，然后用注入泵注入液体环氧树脂系列粘结剂，剂使之硬化粘结。从相邻导管看到注入的树脂流出后，将导管堵塞严密，再顺次进行注入；（见图5-21）养生期结束后将各导管切断，用打磨机修饰表面，然后在钢板上涂上涂料。将油状环氧树脂钢板的表面处理及混凝土表面不平处的处理；系列粘结剂涂敷安装固定螺栓；在整个钢板上，靠丙酮清洗；压贴法固定螺栓等拧紧在钢板上和混凝土的粘结面上均匀的涂刷油灰状环氧树脂系列粘结剂；钢板，压贴到表压贴钢板。用方木、角钢和固定螺栓等均匀地加上压力进行压贴；面，使其硬化粘养生到所要求的时间，拆除压贴用的方木、角钢等支撑构件；结。（见图5-24）在钢板表面涂刷涂料。公路养护网www.yanghu123.com 122第5钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护图5-21注入施工法图解图5-22垫块、导管安装图5-23注入施工法密封图5-24压贴施工法解图5.3.6改变结构受力体系加固法改变结构受力体系是通过改变桥梁结构体系，以减小梁内力或应力、提高承载能力的一种加固方法，其加固效果较好，目前，也是国内外用来解决临时通行超重车辆的一种加固措施。主要有以下几种方法：¨简支梁下增设支架或桥墩；¨把简支梁和简支梁加以连接，变简支为连续；¨梁下增设钢桁架等加劲梁或叠合梁；¨变小桥为涵洞。改变结构体系的方法大都需要在桥下操作，因而可能减少桥下净空，或施工时会影响通航，所以必须考虑通航及桥梁排洪能力。(1)简支变连续梁加固法当用增设临时支架或桥墩加固时，改变了原简支梁的受力体系，支点处将产生负弯矩，故必须进行受力验算。将多跨简支梁的梁端连接起来，变为多跨连续梁，以改善结构的受力状况，提高桥梁的承载能力，其基本做法如下：掀开桥面铺装层，将梁顶保护层凿除，使主筋外露，并将箍筋切断拉直。然后，沿梁顶增设纵向受力主筋，钢筋直径和根数依梁端连接处所受负弯矩大小配置；浇注梁顶加高混凝土和梁端接头混凝土；拆除原有支座，用一组带有加劲垫板的新支座代替原有的两个支座；重新做好桥面铺装，恢复通车运行。公路养护网www.yanghu123.com 5.3维修与加固123(2)加劲梁或叠合梁加固法采用加劲梁或叠合梁以增强主梁的承载能力，也是常用的改变桥梁结构体系的一种加固法。加劲梁或叠合梁的形式有多种，见图所示。采用加劲梁或叠合梁加固时，应根据加固时结构体系转换的实际受力状态，分清主次，进行合理的抽象和简化，得出计算图式，进行补强计算。因实际结构比较复杂，各种结构部分之间存在着多种多样的联系，而决定联系性质的主要因素是结构各部分的刚度比值。故新旧结构体系可依据相对刚度大小分解为基本部分和附属部分，以分开计算其内力，如分成主梁与次梁、主跨与附跨，并注意略去结构的次要变形，从而获得较简明的力学图式。(3)改桥为涵加固法对于跨径较小的桥梁，在不影响通航和排洪能力的情况下，可采用改桥为涵的方法进行加固，见图5-25~图5-27所示。新增钢筋新增墩台图5-25简支变连续加固方法图5-26加劲梁或叠合梁加固方法图5-27改桥为涵的构造示意图5.3.7体外预应力加固法对于钢筋混凝土或预应力混凝土梁（板），采用对受拉区施加体外预应力的加固方法。应用预应力原理，以梁身为锚固体，通过张拉，对梁的受拉区施加压力，以抵消部分自重应力，减少在活载作用下的应力增量（对梁起卸载作用），从而减少和避免梁上出现裂缝，提高梁的耐久性，可作为重车通行的临时加固手段，也可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。体外预应力加固法优点是：加固效果好，工作可靠，在自重增加很小的情况下，能够大幅度改善和调整原结构的受力状况，提高承重结构的刚度与抗裂性能；公路养护网www.yanghu123.com 124第5钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护由于承重结构自重增加小，故对墩台及基础受力状况影响很小，可节省对墩台及基础的加固；对桥梁运营影响较小，可在不限制通行的条件下加固施工；预应力加固法既可作桥梁通过重车的临时加固手段，又可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。1.体外预应力加固考虑因素用预应力方法加固桥梁结构时，应考虑的主要问题有：施加预应力的方式方法；预应力损失的估计和减少预应力损失的措施；以及预应力加固的计算等。(1)施加预应力的常用方法用预应力法加固钢筋混凝土或预应力混凝土梁（板），其加固件一般采用钢杆、粗钢筋或钢丝索等钢材。施加预应力的方法有纵向张拉法、横向张拉法和纹紧钢丝束等。纵向张拉法在施加的预应力较大时，可采用手拉葫芦、千斤顶张拉或电热法张拉。横向张拉法基本原理是在钢拉杆中部施加较小的横向外力，从而可在钢拉杆内获得较大的纵向内力。由于横向张拉外力一般并不很大，采用螺栓、丝杠、花篮螺丝等简易工具即可。采用撬棍等工具绞紧钢丝绳束亦可产生预拉应力。(2)预应力损失的估计和减少预应力损失的措施预应力损失是影响到预应力加固的适用范围和加固后工作状态的重要问题。预应力损失可由加固件本身和承受加固件作用的结构两方面的变形而产生，主要的因素有：基础的徐变和地基沉降，被加固构件的收缩和其他变形；加固体本身的徐变、加固件节点和传力构造的变形、温度应变等。预应力加固件在使用过程中，由于基础沉降、温度应变、新浇混凝土徐变等具体原因将产生较大预应力损失，这时，为减少预应力损失以保证加固效果，必须在加固过程中，预留构造措施，以便在使用过程中及时调整加固件的工作应力数值。(3)预应力加固设计计算预应力加固的设计计算应首先绘制加固前后结构受力图形，分析内力的变化。加固件中工作应力数值应满足原有结构加固的需要。加固件中施加的预应力数值为工作应力和预应力损失数值之和。预应力损失值在具备一定经验和资料时可由计算确定，在经验和资料尚不充分时宜在加固前用试验测定。2.预应力拉杆加固钢筋混凝土梁板钢筋混凝土梁板是受弯或以受弯为主的横向受力构件。其预应力补强加固一般采用预应拉杆，常用的拉杆体系有三种：水平的预应力补强拉杆、下撑式预应力补强拉杆以及组合式预应力补强拉杆。各种拉杆体系的结构和加固原理分述如下：(1)水平的预应力补强拉杆加固法对于钢筋混凝土或预应力混凝土的T形梁或工字梁桥，可采用在梁断面的受拉侧，即在梁底下加设预应力水平拉杆的简易补强方法进行加固。加固结构如图5-28所示。公路养护网www.yanghu123.com 5.3维修与加固125??-???b?????????????????(a)??4f25??8.5??????????????U?????B(b)（a）梁底拉杆侧面示意图（b）梁底拉杆仰视示意图图5-28水平的预应力补强拉杆加固方法（单位：cm）从上图中可以看到，当拉杆安装并通过紧销钢栓实施横向拉力后，钢拉杆内将产生较大纵向拉力，于是，梁受拉区就受到拉杆预压应力的作用。梁中受拉应力也就相当减少。从加固的原理上看，这种补强加固法可提高梁构件正截面抗弯承载力，但不能提高支座附近斜截面抗剪承截能力。(2)下撑式预应力补强拉杆加固法将水平的补强拉杆在接近支座处向上弯起，锚固于梁板支座的上部，弯起点处增设传力构造，再施加预拉应力。这种加固装置即为下撑式补强拉杆加固梁式钢筋混凝土梁的方法。在桥下净空许可的条件下，可采用如图5-29所示的下撑式补强拉杆的加固梁式钢筋混凝土梁的方法。支座角钢ⅠⅠ－Ⅰ剖面Ⅰ钢筋混凝土立柱钢筋做的支承垫座加劲杆的花篮螺丝一对拉杆图5-29下撑式补强拉杆加固梁式钢筋混凝土梁这种加固法的预应力补强拉杆用钢材做成，拉杆弯起点设立柱，立柱用钢筋混凝土或混凝土做成。立柱一般设在1/4跨径的地方，以使预应力加固件的斜拉杆与水平线的角度为30℃～45℃。预应力加固件的斜拉杆，装在被加固的梁的两端，在钢筋混凝土梁上凿开一个安放垫座的位置，割去一部分梁的钢筋箍和竖钢箍，将用角钢或槽钢做成的支承垫座安放在凿好的洞内，并与斜拉杆成垂直角。斜拉杆的一端插入支承垫座内用螺帽扣紧，另一端在立柱下面用一对节点钣和水平拉杆结合。装好之后，用花篮螺丝把加劲的水平拉杆拧紧。为减少对桥下公路养护网www.yanghu123.com 126第5钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护净空的影响。预应力补强拉杆也可布置在主梁腹部的两侧（中和轴以下）。图5-30（a）和（b）为两种不同的布置形式。横梁垫块预应力补强拉杆（a）垫块预应力A补强拉杆横梁A大样（或钢丝索）预应力补强拉杆（b）图5-30下撑式补强拉杆的布置形式为使补强拉杆锚固于梁腹板，形成整体，锚固的方法有多种，图5-31（a）为夹具锚固的情况，图（b）为用钢板套箍锚固的情况。锚固夹具预应力补强拉杆预应力套箍补强拉杆（a）（b）（a）用夹具锚固（b）用套箍锚固图5-31补强拉杆锚固于梁腹的方法由于下撑式预应力补强拉杆布置较为合理，拉杆中施加预应力后，通过拉杆弯起点的支托构件传力，于梁结构产生作用力，起到卸载的作用。这种加固方法的优点是可对受弯构件垂直截面上的抗弯强度和斜截面上的抗剪强度同时起到补强作用。此法加固效果显著，构造妥善时可将原结构的承载能力增大一倍。(3)组合式预应力补强拉杆加固法组合式预应力补强杆加强法既布置有水平补强拉杆，又布置有下撑式补强拉杆的组合式预应力加固方法，见图5-32所示。下撑式预应力补强拉杆水平预应力补强拉杆图5-32组合式预应力补强拉杆加固钢筋混凝土梁组合式预应力补强拉杆的加固法既具有下撑式预应力补强拉杆可同时提高抗弯、抗剪强度的优点，又可在必要时将通常安设的两根拉杆增加到四根（两根为水平拉杆），从而可更大幅度地提高承载能力。上述加固方法的采用，可根据具体情况进行选择。从补强的内力种类来看，当梁板跨中公路养护网www.yanghu123.com 5.3维修与加固127受弯强度不足而斜截面上抗剪强度足够时，可考虑采用水平的预应力拉杆及其他两种拉杆。当梁板支座附近斜截面抗剪强度不足时，则应采用下撑式和组合式预应力拉杆。从要求补强的数量大小来看，承载力增加较小时可采用水平的或下撑式拉杆，要求补强加固后承载力能提高较大时，宜采用组合式补强拉杆。5.3.8增设纵梁加固法（拓宽改建）在墩台地基安全性能好、并有充裕承载能力的情况下，可增设承载力高和刚度大的新纵梁，如图5-33所示。当基础承载力不足时，必须同时对基础采取加固措施。新增主梁与旧梁连接，共同受力，从而达到提高桥梁承载力的目的。当新增主梁位于两侧时，则兼有加宽的作用。为保证新旧混凝土能够共同工作，必须注意做好新旧梁之间的横向连接。横向的连接方法，如：企口铰接、键槽联接、焊接及钢板铰接等，使新增主梁与旧梁牢固联接，可提高主梁之间的横向连接刚度，有利于荷载的横向分布。Φ16@150新增加强层8cm原桥面8cmΦ12@120新增边梁加宽图5-33增设纵梁加固法5.3.9碳纤维布加固法碳纤维材料的出现和成功应用于土木工程的加固与补强，使土木工程加固技术研究更上了一个台阶。碳纤维是一种新型建材，因其质轻、耐腐蚀、片材很薄、抗拉强度高而被广泛应用，见图5-34。碳纤维布（板）加固法亦被视为梁式桥加固补强、提高承载能力，尤其是当高度受限制时的首选加固方法，其施工工艺也很简单。图5-34碳纤维布（左）和碳纤维板（右）1.碳纤维材料及相关粘结材料加固混凝土构件所用的碳纤维布，是由碳纤维长丝经编织制成的柔软片材。碳纤维复合材料是以碳纤维为增强材料，以合成树脂为基体复合而成的一种工程材料。用于土木工程结公路养护网www.yanghu123.com 128第5钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护构的碳纤维以聚丙烯腈（PAN）纤维为原料经高温碳化而成，碳纤维原丝沿纤维方向的抗拉强度可达普通碳素钢的十几倍。用于桥梁加固的碳纤维产品主要是碳纤维片材，即碳纤维布和碳纤维板，见图5-34示。按碳纤维丝布置方向又可分为单轴向和双轴向（0°/90°、45°/-45°）碳纤维布，可用于不同受力状态的混凝土构件的补强加固，如弯曲、剪切、扭转等受力构件。碳纤维布的抗拉强度一般为3550Mpa，弹性模量为2.35×105MPa。根据碳纤维布的品质不同，其厚度在0.11~0.43mm，幅宽为20~100cm，卷材长度为50~100m。粘结材料是将连续纤维状的碳纤维结合在一起，同时又与混凝土表面粘合的系列粘接材料。它主要包括三类材料：底层涂料、整平材料和浸渍树脂。(1)底层涂料（底涂胶）在处理好的混凝土表面上，涂一层很薄的底层胶，既可以浸入混凝土表面，强化混凝土表面强度，又可以改进胶接性能，从而使混凝土与碳纤维布之间的粘接性得以提高。因此要求底涂胶必须具有很低的粘度，以及与混凝土良好的粘结性能，以便于涂刷在混凝土表面后，胶粘剂能渗入混凝土结构中。为保证性能，应尽量避免使用溶剂型胶。(2)整平材料（找平胶）碳纤维布只有与所加固补强的混凝土表面紧密接触，才能产生良好的补强效果。但混凝土表面的锐利突起物、错位和转角部位等可能使碳纤维布产生损伤，并引起强度降低。混凝土表面小的模板错位及混凝土气孔很难通过基底处理一道工序彻底清理。因此，在涂敷的底层涂料指触干燥后，必须用找平胶进行找平，同时将矩形断面直角打磨后补成圆弧状。找平胶应具有优良的力学性能，以及良好的施工性能与触变性能。在施工过程中，找平胶应易于操作，且不随时间的延长出现明显的变形，防止胶的滴挂，一般的普通环氧树脂的粘接强度和强韧性都达不到找平胶的要求，不应调配使用。(3)浸渍树脂（粘贴主胶）浸渍树脂在粘结材料中起着至关重要的作用，它连接底胶与碳纤维布。它的粘度应控制在一定范围，有利于浸渍树脂顺利地将碳纤维布粘附于混凝土表面，经过碾压，使浸渍树脂很容易浸透碳纤维布，形成一个复合性整体，共同抵抗外力作用。浸渍树脂不仅应具有良好的渗透性以利于浸透碳纤维布，同时还应具有一定的初粘力，防止粘贴的碳纤维布塌落而形成空洞或空隙。并且本身应具有良好的触变性，易于施工且不会发生明显的滴淌现象。另外，胶粘剂与碳纤维的相容性和粘接力必须极好，才能满足碳纤维布和混凝土形成预定的复合材料。(4)防护材料（罩面胶）罩面胶主要是为了施工表面的美观和保护碳纤维布。只要求材料能涂敷在碳纤维布表面，并不脱层，不掉落，能长期在冷热干湿的空气中稳定，防止复合材料紫外线直接照射。它的选择范围较大，丙烯酸体系，聚氨脂体系、不饱和聚脂体系、有机硅、有机氟体系等都适合。碳纤维布加固补强施工过程中，胶是一层一层叠加上去复合而成的，与混凝土直接接触的只有底涂胶，找平胶与底涂胶、碳纤维布粘贴主胶粘接，而粘贴主胶与底胶、找平胶、碳纤维布和罩面胶相连。因此不同胶粘剂之间的相容性、粘接性问题应予以充分考虑。一般来讲，同一类型的胶粘剂粘接相容性较好，不同类型的胶粘剂相容性就需做预先的实验加以论公路养护网www.yanghu123.com 5.3维修与加固129证。2.碳纤维布加固补强特点(1)不增加恒载及断面尺寸碳纤维布的自重仅为200~300g/m2，设计厚度为0.111~0.167mm，加上环氧树脂系列的粘结材料的自重也很轻，对整个结构重量及桥下净空的影响微乎甚微，可忽略不计。同时，碳纤维布可以多层粘贴。根据补强的要求，碳纤维布可以在一个部位重叠粘贴，充分满足补强的要求。这一优点更是传统补强方式所难以比拟的。(2)可适应不同构件形状，成型很方便斜、弯、坡及异型结构的补强，采用传统的方法，施工难度极大，采用碳纤维补强法，因碳纤维布的随型性极强的特点，可以随结构外形变化任意施工，从而降低施工难度，减少施工成本，缩短施工工期，产生巨大的社会及经济效益。(3)施工简便特别是当箱梁内部的作业的空间受到限制时，碳纤维布加固方法是可选择的一种方法。该法工艺简便，无需大型设备、模板、夹具及支撑、操作起来简单易行，因而施工时所需工作面小，在作业空间受限制时，该优点是其它加固方法无法比拟的。(4)采用碳纤维布加固补强，对原结构不产生新的损伤碳纤维布加固补强系采用环氧树脂系列的粘结材料进行粘贴，不需要设置锚固螺栓及凿混凝土等，因而不会对已经损伤的结构产生新的破坏，更可避免钻孔时与结构内原有钢筋和预应力索发生冲突而引起新的问题。(5)能有效地封闭混凝土的裂缝碳纤维布（片）粘贴在混凝土的表面，不仅封闭了混凝土的裂缝，其高强高模量的特性还约束了混凝土结构裂缝的生成与扩展，改变了裂缝的形态，使宽而深的裂缝变成分散的细微裂缝，从而提高了混凝土构件的整体刚度。(6)碳纤维布（片）具有优良的耐化学腐蚀性碳纤维布（片）是一种复合材料，几乎无腐蚀性和磁性以及具有较好的耐热性，不仅能经得起水泥碱性的侵蚀，而且当应用于经常受盐害侵蚀等腐蚀性环境时，其寿命也较长。因而碳纤维布加固法，在不利环境下较其它方法更显出其优异性。(7)不影响结构的外观碳纤维布（片）的厚度很薄，粘贴固化后其表面还可以涂刷一层与原有结构外观颜色一致的涂料，而不影响结构的外观。3.碳纤维布加固补强受力性能碳纤维布加固补强的力学特性如下：与传统的其它加固方法相比，采用碳纤维布加固旧桥能最小程度的改变原有结构的应力分力，保证在设计荷载范围内与原结构共同受力；将抗拉性能优良的碳纤维布用粘结材料粘贴到梁体底面或箱梁内壁上，使其与原结构一起参与受力，即碳纤维布可以与原结构内布置的钢筋一道共同承受拉力，以提高旧桥的承载公路养护网www.yanghu123.com 130第5钢筋混凝土及预应力混凝土梁养护能力；沿桥梁的主拉应力方向（或与裂缝正交方向）粘贴碳纤维布，两端分别设置锚固端，据此可约束混凝土表面裂缝、防止裂缝隙再扩展，从而达到提高构件抗弯刚度、减少构件挠度、改善梁体受力状态的目的；目前可用于旧桥结构加固用的碳纤维有单向碳纤维布、单向碳纤维交织布、双向碳纤维交织布及单向碳纤维层压材料等，要根据不同的结构部位和受力特性方向等，选择相应的碳纤维材料进行加固；碳纤维布加固混凝土构件，在提高其受弯承载力的同时还可能影响受弯构件的破坏形态。当碳纤维布用量过多时，构件的破坏形态将由碳纤维被拉断引起的破坏转变为混凝土被突然压碎破坏。与此同时，由于碳纤维为完全弹性的材料，它与钢筋的共同工作会减弱钢筋塑性能对构件延性的影响。碳纤维布用量过多，构件延性将有所降低。因此，碳纤维布用于钢筋混凝土梁式桥的加固补强时，应根据实际情况合理使用；由于碳纤维布加固后在最后破坏时的突然性（拉断或剥离等脆性破坏），其承载力极限状态不能按普通钢筋混凝土的定义，一般应按碳纤维抗拉强度的2/3进行抗弯承载力计算；试验研究证实，碳纤维布能够提高混凝土梁抗剪承载力，其作用机理与箍筋类似，同时还能明显改善构件的变形性能，增强构件的变形能力；碳纤维布与混凝土基层界面，可分为两个界面区，即混凝土基层与粘结树脂界面区、粘结树脂与碳纤维布界面区。粘结性的本质是接触面间的相互作用，宏观上表现为液态聚合物浸润表面后形成的机构锁结，微观上表现为分子扩散后相互缠结作用，或化学键作用、或静电吸引作用，或其复合作用。公路养护网www.yanghu123.com 第6章圬工拱桥养护圬工拱桥通常是指采用抗压能力强的圬工材料（石块和素混凝土）砌筑拱肋的拱式桥梁。较老的圬工结构多用砂浆将单块石料砌筑而成。几乎没有抗拉强度。石块可以从天然石料中切割下来或由其它材料人工合成。过去常用石灰砂浆砌缝，因为石灰砂浆比水泥砂浆软，能使荷载均匀地通过砌缝分配。上海市的地基特点决定了圬工结构的适用限制，现有的圬工拱桥一般跨度小、承载等级较低、桥龄较长，是养护的重点。6.1病害及原因圬工拱桥退化的主要原因有：¨砌块的损坏或砌缝的损坏；¨基础沉降引起的开裂或不相连结构部分的相对位移以及开裂；¨砌块和砌缝的磨损；¨来自于生物的侵蚀。1.砌块和砌缝的损坏砌块和砌缝的损坏可能是由于渗水通过结构时将水泥或粘接材料冲刷掉了。水可能来自基础和填料毛细作用的结果，或从路面通过填料直接渗漏下来。破损也可能是由于湿干状态反复作用造成的。从背后填料或基础毛细吸上来的水中溶解了土中的盐份。砖石和砂浆吸上来的水流过墙面，溶解了墙中的盐类，然后水流过与空气直接接触的任何一个墙面，当水份蒸发之后，溶解在水中的盐就结晶成晶体盐，结晶盐会造成墙面的侵蚀剥落。如果这个问题未经过检查而持续了很长的时间，则大量的墙体材料就会流失掉。因此石灰砂浆比水泥砂浆更容易出现这类问题。2.开裂或位移(1)影响因素如果开裂或位移是最近出现的则是非常重要的，区分这些裂缝与桥梁的稳定性和承载能力是否相关是非常重要的。圬工桥台、挡土墙或翼墙，由于过度沉降或基础不均匀沉降极易出现开裂。影响圬工拱桥稳定性的因素包括：①桥墩和桥台的横向不均匀沉降——会引起拱圈沿纵向开裂，并使拱圈沿纵向断开；②桥墩和桥台基础的位移和沉降——会引起拱圈横向开裂和路面的沉降。表示拱圈已断成几段；③桥墩和桥台的侧向沉降——会引起拱圈对角线方向的开裂，这种裂缝从拱圈一侧的公路养护网www.yanghu123.com 132第6章圬工拱桥起拱点开始一直扩展到拱顶；④主拱圈的挠曲变形——会在L/4附近的拱上挡土墙处开裂；⑤由于填土的侧压力引起的拱上挡土墙的外倾，特别是当车辆荷载作用在靠近护墙的位置时——会引起沿拱圈边缘的纵向开裂；⑥翼墙的移动——会引起开裂，如果靠近路面会使路面遭到破坏。(2)拱圈的径向裂缝拱圈的径向裂缝是拱桥中最常见的裂缝，经常发生拱顶部位，其方向与拱轴线垂直。拱顶附近的径向裂缝是由正弯矩引起的。裂缝下宽上窄，沿竖直方向向上延伸，裂缝宽度拱顶较大，向1/4跨方向逐渐减小以至消失。这种裂缝还会引起拱顶下沉。圬工拱桥产生径向裂缝的主要原因有：截面整体性差、荷载等级增大、温度变化、混凝土收缩及墩台水平变位。(3)拱圈的纵向裂缝拱圈宽度较大(8～l0m以上)的圬工拱桥中，常见拱圈出现纵向裂缝，这种裂缝通常在桥面中线附近顺跨径方向延伸，严重时会贯通全桥。产生这种裂缝的主要原因是：①拱圈截面不合理，过宽而不能适应热胀冷缩；②横向联系比较薄弱、荷载横向分布很不均匀；③拱圈的砌筑质量差，不能有效的错缝。3.砌块和砌缝的磨损磨损主要发生在拱脚处，带有冲刷颗粒的水会对软石料造成磨损，如果这种水流流过墩台的表面，这种磨损会变得特别重要。4.生物侵蚀拱上填料，台后填料或挡土墙后面的填料中会有充足的水和养份可供大量植物的生长。苔藓和滕蔓等附在砖石墙面时会对墙面产生化学侵蚀。生长在缝隙中的根和茎会形成边界力，这个力会破坏石块与石块之间的联接。在石块上打洞的软体动物也会通过其分泌物侵蚀石块。公路养护网www.yanghu123.com 6.2一般性养护1336.2一般性养护圬工拱桥的养护工作主要内容有：①保证圬工表面的清洁、完整，并预防表面的风化；②保证排水设施的完整和处于完好状态；③检查各部分所发生的损坏。如裂缝、空洞、变形、位移等，并修理表面轻微损坏，检查的重点内容有：¨暴露的表面是否退化、侵蚀和碎落¨圬工材料间的接缝是否张开、开裂或移动¨挡土墙、耳墙、桥台和拱桥拱肩之间填充材料的排水是否通畅¨垃圾和植被是否堆集¨拱圈的顺直和几何形状是否异常圬工拱桥一般性养护工作的具体措施有：(1)灰缝及石料的保养砖、石拱桥要注意灰缝的保养，如有脱落或植被生长，应及时清除脱落灰浆或灰缝内的植被及根系，同时除去受影响的石灰砂浆，换上新的弱石灰混合砂浆，这样尽可能多的保护了石头。重新勾缝最好在冬天进行，如果在热天，则应每天隔2-3小时轻微喷一些水。(2)排水设施的养护如发现堵塞的排水孔或管，或者排水口附近的翼墙有凸出的变形（该变形有可能是排水不畅造成的），应使用较小直径的钢钎及时疏通。(3)圬工拱桥检查中如发现拱圈有变形，侧墙有异样，应查明原因，加以修理与加固。拱桥的变形情况可以采取在主要受力部位用砂浆勾缝，观察有无裂缝来确定。公路养护网www.yanghu123.com 134第6章圬工拱桥6.3维修与加固6.3.1圬工拱桥的维修圬工拱桥的维修工作主要是修理拱圈和拱上结构砌体的个别损伤部分，如裂缝、局部变形等，以恢复损伤结构的整体作用。圬工拱桥的维修工作主要有：¨压浆法修补裂缝¨修理防水层¨增加圬工拱桥的横向刚度¨拱圈面层风化修复1.压浆法修补裂缝砖、石拱桥由于种种原因，容易产生裂缝，且圬工拱桥一经开裂，往往容易发展，危及桥梁的使用与安全，这时可用压注水泥砂浆或其它化学浆液的方法进行修补。但处理受力裂缝时，压浆法修补裂缝必须和相应的加固措施结合，以达到标本兼治的效果。压力灌浆的方法在本手册4.1.3中已有详细叙述。2.修理防水层为防止渗漏、砖、石拱桥均应做防水层。如发现没有防水层或防水层损坏失效时，应挖开拱上填料重做防水层，同时设置好桥面的排水系统，再在桥面上加铺黑色路面，防止桥面水渗漏入圬工砌体内。3.增加圬工拱桥的横向刚度圬工拱桥横向刚度较小，纵向产生裂缝时，应采取增加横向联系的维修措施，可采取下列方法：①在无横隔梁的桥中，先探明原主梁钢筋的位置，在不破坏钢筋的情况下，钻孔、穿横向钢拉杆，将主梁联成整体；②在有横隔梁的桥中，若横梁刚度不够，同上款，增设横向钢拉杆或钢筋混凝土横隔板。③采用钢纤维混凝土浇筑整体桥面板，增强桥梁整体性；④若肋拱因横向刚度不足，肋间结构产生断裂或两肋分离，除对裂缝给予贴粘钢板、勾缝补强处理外，还应在肋的四分点至拱顶的区段内增设预应力钢筋混凝土横系梁，以加强两肋间的横向刚度。如圬工桥梁纵向裂缝超过规定的限值时，可采用在拱顶、1／4跨处和拱脚附近各加一道横向横杆，以防止纵向裂缝发展，并应立即查明原因以采取进一步的加固及防治措施。4.拱圈面层风化修复拱圈内腹及其两侧出现大面积的严重风化剥落、表层松散老化和灰缝脱落时，应进行全公路养护网www.yanghu123.com 6.3维修与加固135面修复，可采用在拱圈内壁挂钢丝网，并喷射水泥砂浆的维修方法。首先清除受侵蚀的拱圈面层，去除剥落松散的表层和退化的砂浆，并用水冲净，当其处于潮湿状态且无水珠时，在灰缝内嵌入水泥砂浆或环氧砂浆，再利用水泥喷枪喷1～3cm厚的M10以上水泥砂浆。喷浆可分2～3次进行，每隔一至二日喷一层，必要时在拱内圈设置钢丝网，并增厚喷射高强水泥砂浆的厚度到4～5cm以增强喷涂层强度。5.圬工拱桥维修的注意事项圬工拱桥的修复宜采用与原桥相同的建桥材料，青砖、料石、素混凝土、混凝土预制块等不宜掺杂使用。圬工拱桥由于拱圈变形、受力不均、基础不均匀沉陷、墩台位移致使跨径变化，或施工不当等原因致使拱圈产生裂纹、变位、碎裂等病害时，必须根据病害产生的原因分别采用合适的维修加固措施，具体如下：①肋脚与墩台帽接触的顶面、两侧产生轻微裂纹（缝）时，可用环氧砂浆灌浆勾缝；严重的、或有继续发展的趋势，则用粗钢筋、型钢锚入墩台帽内，且锚入长度要有足够深度，将钢筋或型钢用环氧粘结剂粘附于拱肋脚顶面、侧面，其长度不小于50cm，外用环氧混凝土覆盖，并在拱脚段加强横向联结。如墩、台帽面层出现被肋脚压碎现象时，可将肋脚两侧横向锚入短节粗钢筋，并浇筑梯形混凝土扩大肋脚断面。②拱顶附近出现一道贯穿拱宽的裂缝，且裂缝两侧有明显的高差，则应作为墩台下沉的问题进行处理。同时可在缝内先压注水泥砂浆或其他化学浆液，再用水泥砂浆勾缝作为临时处理措施。当裂缝继续发展，可暂在拱腹内浇筑一层较厚的锚杆钢丝网水泥混凝土内衬。同时应查明裂缝产生的原因，采取相应的措施处理。③拱顶区段出现1～2道贯穿拱宽的裂缝，缝的两侧无明显的高差，但拱顶有较小的下降，则应作为墩台水平滑移或转动的问题进行处理。可在拱脚处加设顺桥向预应力拉杆，用环氧树脂类化学浆液处理裂缝，减轻桥孔上的静载。此法仅适用于不通航河道上的桥梁。④拱顶上凸且拱腹出现贯穿全拱宽的较细小裂纹和压碎裂纹，属墩台滑移和台后土压力过大所致，此时需减轻台后土压力，增加桥孔上的净重以及用钢筋混凝土加厚拱顶和拱脚断面等措施，使拱圈基本归位后再用环氧树脂类化学浆液处理裂缝，并加以勾缝。⑤如墩台及基础情况基本正常，仅拱圈出现不同程度的碎裂、边角断裂、脱落等破坏现象，属于材料退化、施工质量欠佳或超载所致，应更换为轻质填料，增强桥面铺装的纵横向刚度以减轻或分摊负荷，并及时修复破损的拱圈，同时限制载重。⑥拱圈出现顺桥方向的裂缝，墩、台帽或帽梁亦断裂、多系墩台基础上下游的沉降不均所致，应以处理基础为主。先将裂缝处理并配合在帽梁、墩台两侧加设顺水流方向的体外预应力钢筋，张拉后用砂浆加以覆盖。也可在拱圈的跨中的1／4处加设三道（或多道，视具体情况而定）钢板箍（钢板宽6～8cm）或钢拉杆，用螺栓在拱底及拱侧钻孔锚固，并注意将锚固点设在拱圈厚度1／3处，锚固孔用膨胀水泥公路养护网www.yanghu123.com 136第6章圬工拱桥砂浆填塞。⑦干砌拱圈个别拱圈石压碎或小区段外凸，可将变异部分挖出，清除修补面上的附着杂屑并冲洗干净后压入不低于C30混凝土。四分点区段有轻微外凸拉直时，可在该区段内钻出几个梅花形孔洞，压入1：2水泥砂浆充填拱背，拱腹进行局部勾缝。当拱顶段出现下沉时，除钻孔压浆充填拱背处，在拱腹的一定长度内还宜铺挂一层钢丝网并喷涂2～5cm厚的水泥砂浆，这些措施应与拆除重建进行技术经济比较。⑧侧墙产生水平方向的分离，则应开挖拱腔，将填料改为轻质填料或半刚性材料以及加厚侧墙断面。如在垂直方向产生位移，则可能是拱圈发生了较大变形，或跨径增大，在做好相应处理措拖后对侧墙裂缝进行灌浆勾缝。⑨拱的拱圈石、灰缝出现间断裂缝，或个别拱圈石有下坠趋势时，可用水泥砂浆嵌入缝并勾缝，对即将坠落的拱圈石两侧用环氧砂浆嵌入勾缝。若已设有伸缩缝，则可通过切锯排除其中阻塞物体。如系墩台下沉变位而引发拱圈破坏则应以处理墩台为主。6.3.2圬工拱桥的加固圬工拱桥的加固主要有桥面与填料区加固、拱圈加固、墩台加固和拱桥拓宽改建等。1.桥面与填料区加固当地基承载能力较低或桥台不够稳固时，可采用减轻拱上建筑自重的办法对拱桥进行加固改造，以降低对下部构造的要求，同时也可减轻主拱圈的负担。在选择改造方案时，可以考虑以下几种方法:①采用轻质的拱上填料、纵向穿孔等方法，减轻拱上建筑的重量，对拱顶下沉过多或拱顶正弯矩过大可收到明显的效果。②改造拱上建筑。将拱式拱上建筑改为轻型的梁板式拱上建筑。③改变结构体系。将简单体系拱桥（无铰拱或两铰拱）改为钢筋混凝土刚架拱或桁架拱。用上述方法减轻拱上建筑的重量时，应当注意拱中轴向力减小而恒载弯矩增加造成偏心力矩过大的问题，重视在施工时拱中弯矩的变化，切忌在施工过程中因某些截面受力过大造成桥梁在施工中垮塌。2.拱圈加固主拱圈是拱桥的主要承重结构，加强主拱圈是拱桥加固中最常用的方法。根据加固部位的不同，可采用下列加固方法：由拱圈下部加固和由拱圈上部加固两种。(1)由拱圈下部加固对于跨径较小的拱桥，采用搭架施工的办法在拱腹用20cm厚钢筋混凝土加固，布置主筋（纵向钢筋）和横向分布钢筋，主筋延伸到台前，通过锚固筋与桥台联成整体。为了减轻重量，也可用环氧砂浆代替图6-1中的钢筋混凝土，用环氧砂浆将钢筋粘贴在拱腹上。环氧砂浆厚度一般为15～20mm，包括钢筋在内的全部厚度为6cm左右。环氧砂浆是以环氧树脂和砂浆组成的胶结料，它与圬工材料和钢材的粘结力大，抗拉、抗压性能好。配合比一般为公路养护网www.yanghu123.com 6.3维修与加固137环氧树脂:聚铣胺树脂:丙酮:水泥:砂（重量比）＝l:0.8:0.2:3:6。20图6-1由拱圈下部加固丙酮作为稀释剂，其用量可根据气候条件作适当调整，在气温高或干燥时，丙酮用量可适当增加，反之则应适当减少，以混合料和易性好、便于操作为准。用钢筋混凝土或环氧砂浆也可以加固拱圈，在进行加固前，要对加固部位人工凿毛，也可用手提砂轮机装钢丝球打磨，然后用高压水或吸尘器弄干净。加固钢筋可先焊接成钢筋网，钢筋网要紧贴拱肋，以减少环氧砂浆的厚度。主筋的两端应伸人拱座内，保证有足够的锚固长度。这种加固方法可以明显增强拱肋承受正弯矩的能力。用钢筋混凝土或环氧砂浆加固拱肋或拱圈，均需搭设支架。如果采用锚喷混凝土加固，则可不用搭设支架。(2)由拱圈上部加固由拱圈上部加固的方法，无需搭设支架，且可显著增大拱脚区段的截面刚度。在受力方面，有变截面无铰拱的特性，与等截面无铰拱比较，变截面无铰拱拱脚的负弯矩随拱脚刚度的增加而增大，对拱顶的正弯距有“卸载”的作用，这种加固方法有利于改善拱脚、拱顶两个控制截面的受力状态，提高拱桥的承载能力。其施工工艺如下：¨开挖拱背填土，露出主拱圈，并清除泥土，洗净拱背；¨放样。在钻孔之前，现场施工技术人员先按图放样，标定钻孔位置；¨用电锤或凿岩机钻孔，钻头直径应在22mm以上，注意按图施工，钻孔的位置和斜度都要准确；¨清孔。用水清洗孔眼，清除孔中的粉尘和碎渣。清孔后用水泥砂浆填满孔眼，并在初凝之前插好锚固钢筋；¨洗刷拱背。为使新老混凝土有较好的粘结，应用钢刷将拱背混凝土表面刷洗干净，并用水冲洗。对于光滑的混凝土表面，还应进行人工凿毛；¨绑扎钢筋。刷洗后，可绑扎分布钢筋和主筋。钢筋位置应正确并防止在浇筑混凝土时移动。全部绑扎好之后可再冲洗一次拱背；¨用水泥浆刷在拱背上，然后再浇筑C30混凝土。注意混凝土的密实度和拱背的外形；¨混凝土的养护。浇完混凝土之后应注意洒水养生，务使混凝土表面经常处于湿润状态。洒水养护时间不得少于7天。公路养护网www.yanghu123.com 138第6章圬工拱桥3.墩台加固圬工拱桥的墩台的位移对结构的影响很大，对于出现水平推移的墩台，必须进行加固，否则会导致拱圈的失效及坍塌。主要方法有设置水平拉杆法和桥台顶推法。(1)设置水平拉杆法为防止拱脚位移及降低拱脚水平推力，可采取钢拉杆加固法，提高拱的承载能力，当然也可以在拱圈跟部凿开混凝土，外露钢筋后焊接钢拉杆铆座，装置拉杆螺栓铆固拱脚。采用钢拉杆的加固措施，使桥下净空大幅度降低，将会影响通航，故仅用于一般不通航河道上的桥梁。(2)用顶推法消除桥台的变位在软土地基上建造的拱桥，常因桥台变位过大而影响上部结构的正常使用，此时，可用顶推法消除桥台的变位，解决因桥台变位产生的病害。图6-2直接顶推拱脚加固用顶推法消除桥台的变位时，可以采用直接顶推拱脚的方法（见图6-2）。此法是在顶推端的拱脚部位，用高强钢筋混凝土浇筑一道包围整个主拱圈的刚性横梁，使主拱圈在顶推过程中及顶推以后受力均匀，同时也便于安放千斤顶，在顶推前，应使拱脚与拱座完全脱离，推力由安在拱脚的的千斤顶传递。同时还要拆除第一孔腹拱，使拱上建筑与桥台脱离，其主要施工流程如下：¨千斤顶的合力中心应与拱脚截面（如为组合截面，则为换算截面）的重心轴重合，以利于在顶推过程中释放拱脚负弯矩、减少拱顶正弯矩，达到较理想的受力状态；¨拆除第一孔腹拱之前，应用钢拉杆将支承该孔的腹拱墩拉住，使其能承受腹拱的恒载单向推力；¨顶推施工应缓慢进行，保证千斤顶同步作业，逐级顶推；¨必须保证顶推后桥台不再发生变位，此法才能奏效。对于尚未稳定的桥台，在用顶推法消除桥台的变位之前，应先加固桥台，或在设计顶推施工时，将加固桥台一起考虑。用顶推法消除桥台的变位时，也可从台后采用顶管法顶推（见图6-3）。具体操作时可以一端推，也可以两端推。采用此法的前提必须是桥台已稳定，否则桥台会再次位移，导致顶推不成功甚至失败。公路养护网www.yanghu123.com 6.3维修与加固139图6-3台后采用顶管法顶推加固4.拱桥改建及拓宽圬工拱桥只有在不得已的情况下，才采用改建的方法进行维修。改建的情况有两种：¨局部拆砌，纠正变形部位；¨墩台完好，但需要提高荷载等级，而拱圈损伤严重、利用价值不大时，可采取全部拆除，重新按新标准砌筑拱圈的方法进行改建。在拆除时应注意安全，并对称地拆除，以防受力不均而产生塌桥事故。圬工拱桥可以利用下列两种方法来加宽：①直接靠着原有拱圈建造一个新的拱圈，以加宽桥梁的行车道。加宽部与老拱圈之间可留出一条3~4cm的空隙，以防新老拱圈变形沉降不一而引起拉裂。加宽时，还须将老桥侧墙拆除，于是两个拱圈便共同支持一个拱上结构。两个拱圈缝隙处要用软的防水层遮盖起来。同时，施工时往往还须采用前面所述的加固法加固旧拱圈。②设置挑出悬臂盖梁的方法加宽旧石拱桥。挑出悬臂要进行设计验算并布置钢筋。悬臂上一般不仅可布置人行道，而且也可布置部分车行道。靠设置挑出悬臂来加宽桥梁时，必须验算原有桥台的承载力，必要时，还须同时加固旧墩台。在拱上铺设有足够宽度的钢筋混凝土板进行加宽，这种方法适用于跨径较小的拱桥；或者基础和下部结构都很坚固，但拱圈不能承受由于加宽而产生的额外荷载的桥梁。当基础承载能力不足时，可通过相关加固措施来满足公路养护网www.yanghu123.com 第7章钢结构梁养护钢结构梁跨度大、重量轻、承载高、施工方便、施工方便等优点，被广泛的应用于桥梁上部结构，如钢板梁、钢箱梁、钢桁架梁、钢拱结构等。本章主要讨论钢结构梁的主要损伤退化形式及其养护和维修加固方式。钢结构梁所遭受的主要损伤退化形式有：¨防腐涂层的失效¨钢构件腐蚀¨钢构件开裂¨异常变形¨连接松动7.1防腐涂层7.1.1概述钢桥防锈就是防止钢材在大气环境中发生锈蚀。防锈系统（措施）的应用可防止锈蚀的形成，并延缓锈蚀的发展。目前，成熟的钢材防锈系统有：①提供一种耐久的防护层，以阻止氧气和水汽接触钢材（如油漆、包裹、电镀）；②阻止对钢基材的侵蚀（防腐底漆）；③根据原电池原理，提供一个牺牲阳极装置（富锌油漆、电镀）；④由外部装置提供附加电流来抑制阳极反应（阴极防护）；⑤安装除湿机，吸入潮湿空气，加热蒸发。桥梁中钢构件的防护系统一般采用油漆方式。当构件由更多的单个小构件组成时，如栏杆可采用电镀，大部分面积难于油漆，可采用阴极防护。油漆老化的主要原因是紫外线照射。油漆退化还与所处环境、材质、构造形式相关。例如在箱梁、板梁的下翼缘、边梁上翼缘的下面、桁架下弦杆的节点处、上弦杆的顶面，在铆钉头部、焊接部位，还有在梁端四周都会发生。当油漆老化时，它会变脆，敲击时会变为碎片。油漆防护系统的破坏程度的增长形式依次是：粉化、龟裂、开裂、爆皮、锈斑，油漆层最终沿锈蚀部位全部开裂、剥落。7.1.2防腐涂层恶化的种类和原因钢结构防腐涂层的恶化因素可以分为内部和外部因素，见表7-1所列。在钢桥上所涂涂料的涂层恶化，由内外部因素长期作用和桥梁形式等因素的组合所引起，其产生的方法和程度不同，并且要在现场确切地判断其恶化程度也较困难。在表7-2中列出了钢桥防腐涂层的各种恶化现象和原因。公路养护网www.yanghu123.com 7.1防腐涂层141表7-1涂层恶化因素内部因素外部因素紫外线水分调漆料（干性油与树脂）的化学组织结构温度与湿度颜料的影响海盐微粒大气污染物质表7-2油漆退化现象及其原因油漆退化现象主要原因颜料的种类；变色涂层原来的颜色变化。紫外线、热、酸、碱和污染物影响；铅元素防锈涂料在硫化氢气体中（变黑）。有机颜料与紫外线的影响；退色有光泽色颜料变淡，失去本来颜色的状态。硫化氢气体（对淡色影响较多）。构成涂层表面的展色剂风化、失去粘结颜料颜料和展色剂的种类；白垩化的力，表面出现白粉状化合物，逐渐消耗下紫外线、热和风雨的影响。去的状态。涂层下的水分或浸透的水分膨胀，当它比涂涂层下面含锈；膨胀层的粘结力和凝聚力等大时，就将涂层像船水份及粘在被涂面的溶水性物质。帆那样膨胀起来。开裂随涂层脆化，由于应变和冲击产生裂缝。厚涂料；（大裂缝小裂纹为涂层表面的轻微裂纹。涂层干燥不充分；及小裂纹）大裂缝为达到被涂底面的裂缝。涂料系列（涂层的硬度有关）。涂涂料的种类；涂上层涂料的间隔时间（长期放置）。涂层的粘结性能降低，从底面或从涂层的层剥离大气污染物质（SO2等）间剥离的状态。风向、温度、湿度和结露的影响；焊接处附近残留碱性物质。因碱性引起的涂层桥面板漏水；由于从桥面板混凝土裂缝处漏水，其附近的恶化混凝土的碱性；涂层局部剥离或生锈的状态。（主要在涂料的粘结性；（在边梁部位及梁端部位较多）桥面板漏基体表面不良。水处附近）7.1.3涂层退化的检查仅从外观观察掌握涂层退化的发展过程较难实现，而使用脚手架对钢桥油漆整体详细检查，在经费等方面存在困难，有些钢桥涂层的退化部位数年得不到治理，某些部位集中地发生锈蚀，以致在结构应力方面形成危险状态。油漆退化往往被看作对桥梁通行车辆的使用功能没有直接的关系，因而遭到漠视。但钢桥养护管理经验表明，及早检查，发现其退化情况，采取适当的措施，则可以大幅度地减少维修费用。一般对钢桥涂层的检查有3个层次：养护人员日常巡查、定期检查涂层和特殊检查。公路养护网www.yanghu123.com 142第7章钢结构梁养护1.日常巡查巡回检查是采用目视及简单工具调查并发现缺陷的方法，一般以城市次干道以上钢结构桥梁的涂层恶化状态为检查重点，包括对栏杆、钢梁、桁架腹杆、排水附属物和桥面板局部等状态的检查。发现缺陷或异常，确定有无详细检查的必要。巡回检查之内容为检查涂层是否变色，是否有膨胀、剥离和锈蚀等现象。2.定期检查根据涂层退化的状况及部位进行定期检查，可分为常规定期检查和结构定期检查，具体实施如表7-3所列：表7-3涂层的定期检查项目常规定期结构定期目视检查划格试验对于膨胀、开裂和剥离，除了用肉眼观察外，从桥梁检测支架或船只等处目视（或用望远镜）还应用放大镜（8～10倍）观察可能漏掉的小方法近距离观察裂纹对于锈蚀状态，依据点锈、臌包锈和板锈等表象，破开涂层进行检查，以区分点锈与涂层下夹有砂粒和灰尘等异物的情形田园、城市道路地区，规定每年一次从上一次涂刷经过七年后周期河流上、海滨工业地区和强列污染地带，规定不到七年，但当巡回检查发现恶化显著每年二次常规定期检查的重点部位巡回检查发现恶化的部位梁端四周（伸缩接缝附近）下翼缘上面及角隅部位；重点箱梁和板梁的下面箱梁和桥墩等里面的漏水和积水部位的四周；部位边梁上翼缘下面由火灾引起的热影响部位的四周；桥面板漏水部位四周由撞击等磨损的部位；焊接部位的四周。3.特殊检查在受到火灾和撞击等意外灾害时，应随即进行详细检查。检查频率不特别规定周期，按需要进行。可参照结构定期检查的内容，但在火灾时，从涂层的受热变化现象决定必须替换的受热恶化涂层的范围较为困难。对于判断为涂层缺陷者，其变色、炭化、膨胀、皱纹、开裂、剥离和烧掉等，可从外观上查明，也可做试验确定，将其残存程序较少部位按受热恶化引起的缺陷涂层处理。7.1.4涂层维修依据涂层检查进行综合评定结果，对于需要修补的涂层，在补修之前要查明其退化原因，并判断其原因是由外部还是内部因素引起。以便在修补时确定底层涂层的处理程度、新旧涂层的适合性、涂料种类等，同时还应兼顾现场作业的可行性，制定有效的修补计划。公路养护网www.yanghu123.com 7.1防腐涂层1431.选定修补方法修补大致可分为全面和局部两种方法。选择时应考虑涂层的退化状况、经历年数和环境等。(1)全面重新涂刷为了使防锈效果长期地保持下去，常倾向于在出现初期退化时，全面重新涂刷。当然选择时要考虑经费预算。(2)部分重新涂刷只将部分退化显著的部位重新涂刷。例如，由于混凝土桥面板裂缝漏水，对下面钢构件涂层受到侵害的部位，还有伸缩接缝附近由于同样原因使得涂层退化部位的重新涂刷。此外，还有梁下缘等处。应调查钢桥涂层年数和活层范围等，以便研究比较，再行确定维修方案。2.涂层基底处理(1)清底方式的选择在重新涂刷时要确切判断旧涂层的退化程度和生锈状况，选定与实际状况相称的清底方式，必须处理到将来再次涂刷时也不会发生问题的程度，可按表7-4选定适当的清底方式：表7-4基底处理的类别和适用的清底标准旧涂层状态处理程度处理工法适用的清底标准腐蚀特别显著部位（桥面将腐蚀物和旧涂层喷砂法第一种板龟裂、由该处漏水等原等完全除掉，显露出基因引起的腐蚀部位之类底，并把它清理干净。的小范围严重生锈）兼用旋转钢丝刷和旋涂层恶化，腐蚀太重的状将旧涂层及锈除掉，显盘喷砂机等动力工具以第二种态。露出底地，并把它清理及刮刀、钢丝刷和砂纸干净。等手工工具。涂层几乎全部是完好兼用旋转钢丝刷和旋有效的活性涂层，但看出留着活性涂层，但除掉盘喷砂机等动力工具以第三种部分损伤和生锈等现象。锈和破坏的涂层等处。及刮刀、钢丝刷和砂纸等手工工具。涂层是活性涂层，但变除掉表面的粉化物及色和白垩化附着物等较污秽，并把它清理干使用钢丝刷和砂纸。第四种多的状态。净。在处理基底时，必须充分掌握清底方式的内容。下面叙述其概要：¨第一种清底方式主要适用于在工厂作业。在现场采用喷砂法会产生环境污染和阻碍交通等问题；¨第二种清底方式，采用喷气式钢凿、真空管式除垢器、旋盘式研磨机和旋转钢丝刷等动力工具，清除恶化涂层和锈等。在使用动力工具有困难的角隅部位、缝隙部位和铆钉头等处，则使用锤子、敲打棒、刮刀、细凿子、搔子和金钢石等手工工具进行处理；¨第三种清底方式，使用手工工具和动力工具等，在不太损伤活性涂层的条件下，除公路养护网www.yanghu123.com 144第7章钢结构梁养护掉损坏的涂层和锈，并清除污垢和附着物等；¨第四种清底方式，使用钢丝刷、砂纸和有机溶剂等，在不损害涂层（底涂）条件下，除掉涂层表面的粉化物和附着物等。(2)基底处理与涂料的适应性重新涂刷使用的涂料无论怎样好，若不把被涂刷的钢材表面处理得适应于所使用的涂料，则不能充分发挥其效果。因而有必要在判断基底处理可能达到的程度之后，再选定涂料。并且应该注意“由于底漆的防锈效果、湿润性、干燥时间和别种涂料的关连性等因素，解决基底适合与否”的问题。在表7-5中，列出了清底程度和可以涂刷的涂料。表7-5清底方式类别与相关涂料系列清底方式可能使用的涂料氯乙烯系列第一种氯化橡胶系列环氧系列酸醛系列第二种酞酸系列氯化橡胶系列酞酸系列第三种酸醛系列油性胶系列第四种油性系列3.涂料系列的选定涂料可大致分为底层用涂料、中层用涂料和表层用涂料。在涂料重叠涂刷时，各层之间所要求的机能大致如下：①最下层（底层涂料），要与钢本身牢固地粘结，以发挥较大的防锈效果；②中层涂料，补助底层涂料的防锈效果，帮助底层涂料密结；③最上层（表层涂料），它要对涂层所处的外部条件具有较大的抵抗力，在保护底层的同时呈现出必要的色彩和美观等，及较好的耐候性能。上、下层涂料是否适合，可以参照表7-6选用。表7-6涂料相互组合适合情况上层涂料酞酸树脂酚醛系环氧树脂氯化橡胶油性系列涂料下层涂料系列涂料列涂料系列涂料系列涂料油性系列涂料○○△×△酞酸树脂涂料○○○×△酚醛树脂涂料△○○×△环氧树脂涂料△△△○×氯化橡胶系列涂料××××○注：表中符号“○”表示适当的组合；符号“△”表示在一定条件下所涂涂料可能相互组合；符号“×”表示所涂涂料不可行或不适当的组合。公路养护网www.yanghu123.com 7.2锈蚀1457.2锈蚀7.2.1概述锈蚀是影响钢桥健康状况的最主要因素。锈蚀引起构件截面减小，承载力下降，尤其是因腐蚀产生的“锈坑”将使钢构件的脆性破坏的可能性增大。除了影响安全性之外，还严重地影响着钢构件的耐久性，使其维护费用昂贵。锈蚀是钢材和外界介质相互作用而产生的损坏过程。当钢材暴露在空气、水汽、工业烟尘以及其它化学和污染物的环境当中产生化学反应或电化反应而使其性能退化的过程。生锈和腐蚀在这种情况下含义是一致的。只有当钢材没有保护层或其外保护层磨损掉了，钢材才会腐蚀和生锈。锈蚀有两种类型：¨化学腐蚀：化学腐蚀是指钢材直接与大气或工业废气中含有氧气、碳酸气、硫酸气或非电介质液体发生表面化学反应而产生的腐蚀；¨电化学腐蚀：电化学腐蚀是由于钢材内部有其它金属杂质，它们具有不同的电极电位，在与电介质或水、潮湿气体接触时，产生原电池作用，使钢材腐蚀。在实际桥梁工程中，绝大多数钢材锈蚀是电化学腐蚀或化学与电化学腐蚀同时作用的结果，只要有氧气和水汽的存在就发生腐蚀。两块钢材之间的表面状态与环境的变化，以及水汽电解作用会在两者之间建立一个电解电池反应。不同的金属相接触或相接通，也会形成电解电池，从而导致腐蚀的发生。通常情况下，钢材所产生的铁锈形成了一个很差的表面防护，不能起阻止腐蚀继续发生的保护膜作用。铁锈要比其母材的体积大，当铁锈在裂缝中膨胀时，就会导致局部屈曲。铁锈不具有其母材的强度，且呈脆性，因此铁锈取代原有金属后导致结构承载力的丧失。强烈的腐蚀会产生局部的锈坑，会增加对刻痕敏感的钢构件发生脆性破坏的可能性。钢材腐蚀发展速度依赖于众多的环境和材料参数。耐候钢，含有少量的合金元素，从而使其能适应外部环境，并在钢材表面产生附着锈层而减小进一步的腐蚀。这层防护膜的形成可以防止氯化物的侵蚀。在普通碳钢表面的铁锈开始是细颗粒状的。但随着锈蚀的发展，铁锈变得易剥落并且分层显露出锈坑。锈蚀过程的发展导致钢材截面积的损失。对于钢构件的锈蚀，重要的是评价它的大小、位置和所取的形式。进一步地，应评定由于锈蚀引起结构有效截面的损失和识别锈蚀原因。钢结构同圬工、混凝土和其它结构材料的连接应给予特别注意。衬垫和摩擦面需要予以特别关注，其接触面不可见。对于耐候钢质量检查的内容包括锈蚀保护膜的附着和不透水性。7.2.2钢结构锈蚀处理措施1.锈蚀程度的分级钢桥锈损程度一般可分为五级，如表7-7所示。2.锈蚀病害的治理对于锈蚀，如果不甚严重一般采取除锈、重新涂装的办法，包括旧漆膜处理、表面处理、涂层选择、涂层施工。如果已经出现到达E级，即出现基本金属锈蚀，断面出现削弱，则仅重公路养护网www.yanghu123.com 146第7章钢结构梁养护表7-7钢桥的锈蚀分级锈蚀程度症状描述A级良好构件基本没有锈蚀，涂层漆膜还有光泽；构件可有少量锈点。构件基本没有锈蚀，面漆有局部脱落，底漆完好；个别构件有少量锈点，或构B级局部锈蚀件边缘、死角、缝隙、隐蔽部分有锈蚀。构件局部腐蚀，面漆脱落面积达20%左右，底漆也有局部锈透，其基本金属C级较严重完好，应进行维护准备工作。构件锈蚀面积达40%左右，面漆大片脱落，但基本金属没有破坏，应立即进D级严重行维护工作。基本金属已有锈蚀，应立即测量构件断面削弱程度，计算是否需要更换或采取E级特别严重加固等措施。新涂装是没有用的，必须采取外贴钢板补强截面的方法。这里主要介绍针对A～D级锈蚀的处理方法。(1)旧漆膜处理漆膜处理方法有碱水清洗（5%~10%NaOH溶液）、火喷法、涂脱漆剂、涂脱漆膏（配方：碳酸钙6~10份，碳酸钠4~7份，水80份，生石灰1~15份混成糊状，或清水1份，土豆淀粉1份，50%浓度氢氧化钠水溶液4份，边搅拌边拌和，再加10份清水搅拌5~10min）等。(2)钢材表面处理表面处理是保证涂层质量的基础，表面处理包括除锈和控制钢材表面的粗糙度。除锈可以采用手工工具处理、机械工具处理、喷砂处理、化学剂处理（酸洗、碱洗等等）。桥梁钢结构主要采用喷砂，并辅以手工和机械工具除锈。¨手工除锈：是古老而简便的常用方法，即用铲刀、刮刀、钢丝刷、砂轮、砂布和手锤、靠手工敲铲、砂磨除去钢材表面旧漆膜和铁锈、油污和积灰。它操作方便，不受结构尺寸条件所限；但劳动强度大、效率低、质量难保证。采用此法必须强调质量要求。¨机械除锈：即采用风动和电动工具——磨光机、风枪（敲铲）、风动针束除锈机。它比手工除锈的质量和效率都有提高，劳动强度也小一点。¨喷砂除锈：质量可靠、除锈比较彻底。喷砂是利用空气压缩机将石英砂喷射于钢材面上除去黑皮和铁锈，也可以用钢砂、钢丸喷射（投射）于钢材面上，效果更好，且能减少砂尘弥漫。喷砂除锈质量虽好，但劳动条件较差。除锈是涂层防腐的最主要一关，处理质量十分关键。表面除锈的质量标准有：美国SSPC；英国为BS4232；德国DIN18364；瑞典为SIS等，国际上常用瑞典标准。SIS标准将表面处理方法分为两类，St表示手工或电动工具处理，手工除锈之前应清除表面污垢油脂，铲除厚锈；Sa表示喷砂处理。还将处理程度分0（未处理表面）、1（轻度处理表面）、2（中度处理表面）、2.5（近完整处理表面）、3（完整处理表面）五级，并制定标准彩色样品图作对照。手工除锈表面处理不宜低于St3级，只有对附着力强的油漆涂层允许放宽到St2级；喷砂除锈在无腐蚀性环境下不低于Sa1级，一般除锈处理要达到Sa2级，重腐蚀环境下表面除锈处理最低要达到Sa2.5级。公路养护网www.yanghu123.com 7.2锈蚀147表7-8SIS标准规定及要求除锈方法等级操作要求St1用钢丝刷清理用铲、刷、磨工具将疏松氧化皮、浮锈及污污垢除去后，再处理后表面具有淡手工或电St2用毛刷、压缩空气等将表面清理淡的金属光泽动工具处理后表面具有较St3同上处理，但更为彻底明显的金属光泽Sa1采用快速轻度喷砂，将疏松氧化皮、浮锈及油污垢异物除去采用中度喷砂，除去绝大部分氧化皮、浮锈及油污垢异物，处理后表面呈金属Sa2再用毛刷、压缩空气将表面清理灰色采用较彻底喷砂，完全除去氧化皮、锈和油污垢异物，再用处理后表面呈近似喷砂Sa2.5毛刷、压缩空气彻底将表面清理，仅允许有极少量点锈或纹灰白色金属面锈存在不留任何异物，处非常彻底喷砂处理，完全除去氧化皮、锈和异物，再用毛刷、Sa3理后表面呈均匀白压缩空气彻底清理表面色金属光泽经表面处理之后的钢材，将产生凹凸面，称为表面粗度。表面粗度与采用的表面处理方法和喷砂材料有关，粗度影响涂层漆膜防腐蚀的能力。粗度大，有助于涂层膜的附着性，但将减薄钢材表面凸点之间的涂层厚度，容易产生针孔，减小了涂层的防锈能力；反之，如粗度小，将降低涂层的附着性，喷砂材料愈细，表面粗度愈均匀，除锈率也愈好。(3)涂层选择涂层选择包括涂层材料品种选择、涂层结构选择和涂层厚度确定。涂层材料品种选择取决于使用条件，在一般大气条件下及工业大气侵蚀下，可选用防锈漆；在有腐蚀性介质环境中应选用防腐漆；并要求涂层有较好的耐候性能。涂料（油漆）分为底漆和面漆。中涂漆成分介于两者之间，现较少使用，而直接将面漆涂刷于底漆之上。底漆中含粉料多，基料少，成膜粗糙，与钢材表面的粘结附着力强，与面漆结合性好，面漆中粉料少，基料多，成膜有光泽，既能保护底漆和抵抗大气及有害介质作用，又有美观之效果。目前的趋势是，使用更多的合成树脂来提高涂层的抗蚀能力。涂料品种繁多，性能用途各异，在选择时应重视底漆和面漆的配套使用。底漆的功能主要是使漆膜与基层结合牢固，表面又易被面漆附着，它渗水性要小，底漆要有防锈性能好的颜料和填料，防止锈蚀发生。此外，尚有简化钢材基层处理方法，即在带锈钢铁表面上直接涂刷带锈底漆（或叫不去锈涂料）。带锈底漆有稳定型和转化型两大类，第二种底漆涂刷在钢铁表面能抑制锈蚀的发展，且能逐步将铁锈转化为有益的保护物质，节省除锈繁重劳动，是受欢迎的。但实际上因锈层不一，所以转化反应效果不一，不是用量不足就是过剩，影响底漆的附着力。对于已有钢结构的维修，由于旧漆膜和锈蚀面的存在，情况更为复杂，故带锈底漆效果尚有待进一步研究和总结。面漆的主要功能是保护下层底漆，所以面漆要有良好的耐气候作用抗风化、不起泡、不易粉化和渗透性小等；此外，面漆尚应与底漆有良好的结合性能，配套使用。表7-9是常用防锈面漆性能和适用范围，供选择时参考。公路养护网www.yanghu123.com 148第7章钢结构梁养护表7-9常用防锈面漆名称型号性能适用范围配套要求耐候性和附着力较好（C04-42较先涂1~2道C06-1铁红醇C04-42适用于室内外醇酸磁漆C04-2好），漆膜坚韧，有较好光泽酸底漆，再涂C06-10醇酸C04-2钢结构和机械强度底漆2道，后涂面漆灰醇酸磁适合大型室外先涂F53-1红丹酚醛防锈耐候性强，比C04-42年限长1~2漆“66”灰钢结构表面用漆或F53-9防锈漆2道，再C04-45倍，透水、透气性低，漆膜呈现美色户外面漆，如桥梁、涂该面漆3道，漆膜总厚术花纹，坚韧漆高压线塔用漆度>200μm附着力较好，光泽好，耐候性较适用于室内钢酚醛磁漆F04-1与红丹防锈漆等配套使用C04-42差，漆膜坚硬结构过氯乙烯适合于防工业磁漆G52-1耐候性、耐酸碱性良好，附着力较与G06-4或X06-1配套使大气，适用于过氯乙烯G52-2差，配套得好可以弥补用室内外钢结构清漆附着力好，耐盐水性能良好，有一适合于防工业环氧耐酸与X06-1和H06-1配套使H52-3定耐酸，碱腐蚀能力，漆膜坚韧耐大气，适用于漆用久室内外钢结构适合于防工业环氧硝基耐候性良好，有较高机械强度，耐大气，适用于H04-2与环氧底漆配套使用磁漆油性好湿热气候室内外钢结构适用于防潮和纯酚醛磁漆膜坚硬，耐水性，耐候性和耐化F04-11干湿交替处钢各种防锈漆可配套使用漆学性均比F04-1好结构适用于室内外灰酚醛防耐候性较好，有一定耐水性和防锈与红丹或铁红类防锈漆配F53-2钢结构，多作锈漆能力套使用面漆用适用于室内钢耐水、耐腐蚀性能良好，耐候性能结构作防潮、沥青清漆L01-6底漆兼作面漆不少于2道差防水、耐酸保护层L50-1适用于沥青耐酸L50-1室内钢结构防漆L50-1附着力良好，耐酸性腐蚀，加铝粉腐蚀，加铝粉底漆兼面漆一般涂1~2道铝粉沥青(加铝后耐候性能改善后可用于室外漆粉)耐酸气钢结构防腐适用于钢烟囱醇酸烟囱C83-1耐候性较好，有一定耐热性表面和一般的底漆兼面漆一般涂2道漆耐热构件适用于钢烟囱黑酚醛烟短时间内能耐400℃高温而不易脱底漆兼作面漆一般涂1~2F83-1表面和一般的囱漆落道耐热构件公路养护网www.yanghu123.com 7.2锈蚀149面漆的色彩除应体现桥梁结构的特点，还应与环境相协调。对于已有钢结构涂层的维修处理，涂料选择尚要考虑到与旧漆膜的结合性。涂层使用耐久年限，除了表面处理影响外，很大很程度上还与涂层结构是否合理有关；在设计涂层上要按10~15年来考虑涂刷周期，4~6年钢结构表面要重做防护涂层是不太经济的。法国埃菲尔铁塔涂刷普通红丹底漆平均13年一次，德国门斯登桥平均16年涂刷一次。所以除重视涂层选料外，并注意合理的涂层结构、重视施工操作工艺，是能够保持较长维修周期的。涂层结构是放弃过去一般采用的“一底两面”不变结构。涂层结构油底漆、腻子、２道底漆（或中涂层）和面漆组成。¨第一层底漆是保证可靠的粘结，起防锈、防腐、防水作用；¨第二层腻子是起平整表面的作用；¨第三层２道底漆是在较高要求工程中采用，起填补腻子细孔的作用；¨第四层面漆是保护底漆，并使表面获得要求的色泽，起装饰效果；¨第五层罩光面漆，有时为了增加光泽和耐蚀等作用，在面漆外再涂一层罩光清漆或面漆。钢结构中全面统刮腻子是很少的，一般采用２道底漆和２～３道面漆结构，底漆道数增加可起填平基层作用，也可保证漆膜总厚度。漆膜厚度影响防锈效果，增加漆膜厚度是延长使用年限的有效措施之一。一般应不小于125μm，腐蚀性环境中漆膜应加厚。漆膜厚度很难准确控制，故重要工程对各层漆膜厚度应通过实验测定。(4)涂层施工涂层质量与作业中操作有很大关系，一般涂刷中要注意下列事项：¨除锈完毕应清除基层上杂物和灰尘，在8h内尽快涂刷第一道底漆，如遇表面凹凸不平，应将第一道底漆稀释后往复多次涂刷，使其浸透入凹凸毛孔深部，防止孔隙部分再生锈。¨避免在5℃以下和40℃以上以及太阳光下直晒，或85%湿度以上情况下涂刷，否则易产生起泡、针孔和光泽下降等。¨底漆表面充分干燥以后才可涂刷次层油漆，间隔时间一般为8~48h，第二道底漆尽可能在第一道底漆完成后48h内施工，以防第一道底漆漏涂引起生锈；对于环氧树脂涂，如漆膜过度硬化易产生漆膜间附着不良，必须在规定时间内做上面一层涂料。¨涂刷各道油漆前，应用工具清除表面砂粒、灰尘、对前层漆膜表面过分光滑或干后停留时间过长的，适当用砂布，水砂纸打磨后再涂刷上层涂料。¨一次涂刷厚度不宜太厚，以免产生起皱、流淌现象；为求膜厚均匀，应做交叉覆盖涂刷。¨涂料粘度过大时才使用稀释剂，稀释剂在满足操作需要情况下应尽量少加或不加，稀释剂掺用过多会使漆膜厚度不足，密实性下降，影响涂层质量。稀释剂使用必须公路养护网www.yanghu123.com 150第7章钢结构梁养护与漆类型配套。¨一般来说，油基漆、酚醛漆、长油度醇酸磁漆、防锈漆用200号溶剂汽油、松节油；中油度醇酸漆用200号溶剂汽油与二甲苯（1：1）混合剂；短油度醇酸漆用二甲苯；过氯乙烯漆采用溶剂性强的甲苯、丙酮。稀释剂用错会产生渗色、咬底和沉淀离析缺陷。¨焊接、螺栓之连接处，边角处最易发生涂刷缺陷与生锈，所以尤其要注意不产生漏涂和涂刷不均，一般应加涂来弥补。¨涂刷过程中出现的缺陷及处理方法列于表7-10中。表7-10涂层缺陷原因及处理方法缺陷现象原因处理与防范（1）调整涂刷量（1）一次涂刷量太多太厚垂直面之部分面（2）调整粘度（2）油漆粘度太低流痕积流下，结成厚（3）用砂纸磨粗（3）光滑涂面上涂刷膜（4）换挥发快的稀释剂（4）稀释剂挥发太慢（5）泻流部分磨平后重涂（1）油漆粘度太高，稀释剂溶解（1）适当调低粘度，使用规定的稀释剂桔子产生桔皮状凹凸力不好，或挥发太快（2）避免高温或曝晒，有一良好施工环境皮皱皮（2）温度或气温太或曝晒（3）调整漆厚，用优良油漆（3）漆刷太厚，油漆质量不好（4）砂纸磨平后重新涂刷（1）使用粗短毛刷施工，刷毛过（1）改用优良漆刷硬（2）选用流展性好油漆或配合少量树脂凡立随漆刷运行方向刷纹（2）油漆本身流展性不良（展性水或调薄剂留下凹凸刷纹油分过少）（3）用同一油调薄、先刷一度（3）被涂刷物粗糙，吸漆性强（4）用砂纸磨平重涂（1）强劲搅拌油漆，未待空气进（1）不激烈搅拌；搅拌后待气泡消除再涂刷涂料混入空气留出即予涂刷（2）使用挥发较慢的稀释剂，控制施工温度气泡在漆膜中变成小（2）稀释剂挥发太快或被涂刷物（3）适当调稀泡温度太高（4）用砂纸研磨或除去漆膜重涂（3）油漆粘度太高（1）被涂面上有灰尘，水及油分（1）表面处理干净附着（2）防止油、水混入油漆中针孔涂面有针状小孔（2）油漆中有油、水分存在（3）换挥发慢的稀释剂（3）稀释剂挥发太快（4）待底层完全干透后，再做上层涂层（4）底层漆未干透（5）用砂纸磨后重涂刷（1）避免下雨天或温度高时施工，用挥发性（1）空气湿度太高，空气中水分慢的稀释剂凝结于涂面发白混浊涂层发白混浊现（2）油性或环氧类油漆干燥慢，应避免傍晚白化（2）夜间气温下降，水分凝结于象施工涂面上（3）被涂物温度升高后再施工（3）被涂物温度较气温低（4）长时间放置还粘，除去涂膜重涂公路养护网www.yanghu123.com 7.2锈蚀151（1）基层面上有油、酸、碱、盐（1）清除杂质，处理好基层等未清除干净漆膜呈现发粘现（2）控制操作时间，干后再刷下道发粘（2）头道未干，就刷二道象（3）已刷漆面应避免水汽，煤气作用（3）煤气作用或水汽冷凝于漆表（4）长时间放置还粘，除去漆膜重涂面（1）调整用量（1）稀释剂用量大多（2）充分搅拌均匀颜色涂面之颜色浓淡（2）油漆搅拌不匀（3）不做过厚涂层，不用劣质漆刷分离不匀（3）涂层厚度不均匀（4）两色以上调和时要充分搅拌，做适应性（4）调色不均匀试涂（5）用砂纸研磨后重涂刷（1）上层漆溶剂太强，渗入底漆（1）不过分调稀（2）底层漆与上层漆配套不当（2）避免异种漆叠涂剥离底层漆剥离（3）底层漆与上层漆涂刷间隔太（3）待底层充分干燥后，再涂上层短（4）用砂纸，砂轮磨粗后再涂层（4）在过分光滑的金属面上涂层（5）除去剥离漆膜，打磨后重涂（1）快速喷刷一层薄膜，使稀释剂快速挥发，底层漆颜色被上（1）有机类红色颜料及沥青层上然后再涂刷上层油漆吐色层漆溶化，透出做浅色面漆（2）待底层干透再做上层面漆（2）未干底层漆膜上做上层涂层（3）再加一层油漆（1）气温太低、温度太高或不通（1）改善涂刷环境干燥漆层在规定时间风场所施工（2）完整表面处理不良内不干（2）涂面上有水分或油迹（3）按标准厚度施工（3）过分厚涂（4）经长期暴露还不干，除去漆膜重刷（1）避免过分厚涂（1）涂膜太厚（2）待下层干透后再涂上层（2）下层油漆未干涂层面部产生裂（3）发生气候变化时，停止施工龟裂（3）温度急剧下降纹（4）慎重选择涂层材料，避免异种油漆叠加（4）上层与下层涂层配料配套不涂用当（5）应除去龟裂漆膜重刷涂层失光（1）做加层涂刷油膜及光漆膜失去光泽呈（1）粗糙基上涂刷（2）做均匀涂层泽不部分无光泽（2）涂膜厚度不匀（3）做加层涂层至出现均匀光泽均（1）因生锈抬起漆膜（1）做好表面处理与防锈涂层漆膜产生气泡、起泡（2）被涂面有水分或涂料器具内（2）做好表面处理与器具处理浮肿现象有水分存在（3）要除去起泡漆膜，重做涂层公路养护网www.yanghu123.com 152第7章钢结构梁养护7.3开裂7.3.1概述大量研究表明，在低应力工作状态下的钢桥事故多数与结构中存在的缺陷或裂纹有关，往往发生在低温季节。钢桥中的裂纹主要是由于疲劳产生的，在一定的条件下会导致脆性断裂。脆性断裂一般是在没有明显征兆和无塑性变形的情况下贯穿全构件的开裂破坏。脆性断裂可能会发生在易受疲劳构件的细部出现初始疲劳裂纹之处。导致疲劳裂纹的基本因素有：¨应力循环次数，与交通状况及桥梁构造型式相关；¨应力幅，与活载大小相关；¨构造细部的疲劳强度。疲劳引起的裂纹经常出现在拉应力较集中的部位、焊接的搭件上或焊缝端点上。裂纹可能会由于超载、车辆的撞击或由于腐蚀使截面抗力减小从而产生或加剧。另外由于制造细节的低质量造成的应力集中和使用较差断裂韧性的材料也是其中的因素。材料的韧性决定开裂发生前容许裂纹的大小。焊接要比螺栓连接和铆接更易于开裂。将焊缝表面打磨光亮平整有助于提高其抗疲劳特性。一旦在焊接接头处出现裂纹，它会沿连续路径发展到整个构件，从而可能导致脆断。螺栓连接和铆接同样会发生疲劳裂纹，但是某一构件上的裂纹不会传到其它构件上去。由于撕开作用以及各连接件间的锈胀力作用，栓接和铆接接头也易于开裂或撕裂。由于灰尘、杂物的覆盖，裂纹可能很难发现，在检测之前应对可疑处的表面进行清理。通过对大批公路铁路钢结构梁调查，发现有以下疲劳损伤最为常见：(1)正交异性钢桥面板：纵肋与横梁连接处易于发生疲劳开裂，尤其在连续梁中墩处更危险，因为此处局部拉应力与主梁拉应力相叠加。它的寿命取决于：¨纵肋制造精度；¨焊缝质量；¨横梁与纵肋的刚性；¨作为主梁上翼缘的拉应力大小。(2)横梁与主梁腹板连接处：横梁与主梁腹板一般都采用刚性连接，在活载作用下连接角处产生交变弯矩，因此引起疲劳裂纹。(3)风致涡激振动引起的疲劳损伤：斜拉桥拉索、拱桥吊杆、桁架桥风架等长细构件自身固有频率较低，在风作用下可能产生横向涡激振动，会在根部产生疲劳损伤。(4)扭曲引起的疲劳裂纹：现场调查发现，由于横梁弯曲导致主梁腹板扭曲，腹板与上翼缘连接处产生很高的循环应力。下并联连接板在竖向加劲处的空隙部位容易造成腹板扭曲，并产生很高的循环应力。主梁腹板的竖向加劲随主梁一起扭转，由于加劲部分刚度较大，因而引起加劲端部发生折角而开裂。(5)主梁腹板受压区的呼吸疲劳：主梁腹板受压区由于制造误差会有一定的初始偏心，在压力作用下会发生鼓胀，从而引起周围焊缝开裂。(6)主梁受拉翼缘贴板端头开裂：与那些平行于应力方向的裂纹相比，垂直于应力方向的裂公路养护网www.yanghu123.com 7.3概述153纹是非常严重的。但无论是哪种情况，都要充分重视钢材中的裂纹，因为有些平行于应力方向的裂纹也会由于某种原因而转化为垂直裂纹。任何裂纹都要仔细观察，并记录其在构件和结构上所处的位置、裂纹的长度、宽度（若可能量测的话）和方向。7.3.2开裂原因分析就断裂力学的观点而言，钢结构的疲劳破坏是从裂纹起始、扩展到最终断裂的过程。疲劳裂纹的扩展近似沿最大主应力的垂直方向，其扩展速率呈指数增长，早期增长较慢，占疲劳寿命的大部分。由于这个原因，在结构中较早地对裂纹进行探测比较困难。一般认为疲劳失效通常起始于高应力区，如几何突变处、受拉残余应力区和尖锐的不连续处（按裂纹处理）。在循环应力作用下，疲劳裂纹始于此处并逐步扩展。最终失效发生在剩余截面不能承受荷载峰的情形时。疲劳破坏与静力强度破坏是截然不同的两个概念。它与塑性破坏、脆性破坏相比，具有以下特点：①疲劳破坏是钢构件在反复交变应力作用下的破坏形式，而塑性破坏和脆性破坏是钢结构在静载作用下的破坏形式。②疲劳破坏经历了裂缝起始和扩展的漫长过程，最终破坏有两种可能，即韧断和脆断，而脆性破坏往往是无任何先兆的情况下瞬间突然发生。③就疲劳破坏断口形貌而言，一般具有明显的疲劳区和瞬断区。疲劳区记载了裂缝扩展和闭合的交替过程，颜色发暗，表面有较清析的疲劳纹理，呈沙滩状或波纹状。瞬断区真实反映了当构件截面因裂缝扩展削弱至临界尺寸时脆性断裂的特点，瞬断区晶粒粗亮。疲劳是一个十分复杂的过程，从微观到宏观，疲劳破坏受到众多因素的影响，尤其是对材料和构件静力强度影响很小的因素，对疲劳影响却非常显著，例如构件表面缺陷、应力集中等。影响钢结构疲劳破坏的主要因素是应力幅、循环次数和构造细节，而与钢材的静力强度应力无明显关系，尤其是焊接钢结构。(1)应力幅△σ应力幅△σ为每次应力循环中最大应力σmax与最小应力σmin之差，即：△σ＝σmax－σmin应力幅可分为常幅和变幅，常幅指所有应力循环内的应力幅保持常量，不随时间变化；变幅指所有应力循环内的应力幅随时间随机变化。另外，除应力幅△σ外，应力比ρ＝σmin/σmax也是标志疲劳应力水平的特征参量。对于焊接接头，影响疲劳强度的主要因素是应力幅△σ而不是σmax。原因如下：焊接由于在焊缝及其附近主体金属内通常存在残余应力，有时其数值高达屈服点fy值，故在反复荷载作用下的实际应力循环，最大拉应力是从fy开始，即σmax=fy，然后下降△σ到fy－△σ。因此无论是何种应力幅，都可用△σ＝σmax－σmin表示其应力幅，且只要它们的应力幅相等，不论其平均应力水平有无差异，名义最大应力是否大小一样，其疲劳强度均相同。(2)循环次数N公路养护网www.yanghu123.com 154第7章钢结构梁养护应力循环次数是指在连续反复荷载作用下应力由波峰到波谷的循环次数。在不同应力幅作用下，各类构件和连接产生疲劳破坏的应力循环次数不同，应力幅愈大，循环次数愈少。当应力幅小于一定数值时，即使应力无限次循环，也不会产生疲劳破坏，即低于通称的疲劳极限。(3)构造细节应力集中对钢结构的疲劳性能影响显著，而应力集中程度与构造细节密切相关。疲劳裂纹常常起始于下列细节部位：¨焊缝的根部或焊趾¨构件的截面突变、倒角¨冲孔或钻孔、刻槽等；¨剪切边或切割边¨高接触压力下的表面¨张紧索的根部焊接常常造成下列缺陷，如：气孔、夹渣、咬肉、未焊透等，并在钢构件中形成较高的焊接残余应力，使得某些焊接细节具有较低的疲劳强度。复杂接头：复杂接头由于传力路径变化，常常导致较高应力集中，它们对极限状态影响很小但对疲劳强度影响很大。如果疲劳控制设计，那么接头形状应该保证光滑和简洁，以便应力能够精确计算控制，制造与检测能满足规范要求实施。除了上述细节设计因素外，疲劳裂纹也可能由冶炼、制造和施工等其它原因引起：①材料不连续（如空洞、偏析、夹渣、分层、裂纹等）或焊接缺陷；②由机械损伤而形成的刻痕或擦痕；③构件锈损处；④环境：在某些热和化学环境中，如果表面没有防护，疲劳强度要降低。7.3.3钢构件开裂的防范从影响疲劳性能的三个因素可知，应力幅△σ及循环次数N与外来作用相关，因此，限制过桥交通量和车辆重量能够防止疲劳开裂。另外，对于结构钢，疲劳抗力曲线（S－N曲线）斜率一般为3.0，应力幅减少10％时，可提高桥梁使用寿命30％，因此对桥梁进行有效的管理与限载是防范疲劳开裂的最有效措施。影响疲劳性能的另一个因素是细节分级，因此，减小应力集中也可以提高和改善疲劳性能。依靠精心的选材、设计、制作、安装和使用，再加上焊接之后的一些特殊工艺措施，可以达到提高和改善疲劳性能的作用。7.3.4疲劳裂纹的修补在裂纹较小或活载应力较小的地方，不需要采取措施。断裂力学裂纹分析将决定裂纹是否可忍受或应该加以修补。在某些情况下，可以通过在裂纹端部钻孔来阻止其进一步扩展。然而，孔洞必须有足够公路养护网www.yanghu123.com 7.3概述155大的直径，而不是重新引起新的裂纹，《城市桥梁养护技术规范》规定不小于板厚。加螺栓盖板可以用来恢复开裂断面的截面积，以及减少活载应力。开裂也可由重新焊接加以修补。但应在咨询专家意见之后才能进行。通常在现场结构上实施，完成起来比原焊接要困难得多。一个好的修补办法不会是预先能够已知的。尽管能够采取象锤击和烘烤技术来消去不良应力，但是，低劣的重焊仍可能诱发再次开裂。公路养护网www.yanghu123.com 156第7章钢结构梁养护7.4异常变形7.4.1异常变形的类型与原因钢材虽有强度高、韧塑性好，尤其是冷弯性能好的特点，但板厚与构件尺寸相比显得很小，组合形成的桥梁结构是薄壁结构，它受外力作用时容易产生各式各样的变形。如果再加上原材料以及加工、制作、安装、使用过程中的缺陷和不合理的制作工艺等因素，钢结构的变形问题就更加突出。因此，对钢结构异常变形的检查和评估应引起足够的重视。1.钢结构变形类型钢构件的变形可分为整体变形和局部变形两类：整体变形是指整个构件的外形和尺寸发生变化，出现弯曲、畸变和扭曲等；局部变形是指结构构件在局部区域内出现变形。例如，构件凹凸变形、端面的角变位、板边褶皱波浪形变形等。整体变形与局部变形在实桥结构中有可能单独出现，但更多的是组合出现。无论何种变形都会影响到结构的美观，降低构件的刚度和稳定性，尤其是附加应力的产生，将严重降低构件的承载力，影响到整体结构的安全。2.钢结构变形成因分析钢结构的形成和使用过程为：材料→构件→结构→服役。其间发生变形的原因可以概括如下：(1)钢材的初始变形钢结构所用的钢材常由钢厂以热轧钢板和热轧型钢供应。热轧钢板厚度为5～120mm；热轧型钢包括角钢、槽钢、工字钢、H型钢、钢管、C型钢、Z型钢，其中冷弯薄壁型钢厚度在2～6mm。钢材由于轧制及人为因素等原因，时常存在初始变形，尤其是冷弯薄壁型钢，因此在钢结构构件制作前必须认真检查材料，矫正变形，不允许超出钢材规定的变形范围。(2)加工制作中的变形包括冷加工产生的变形、制作与组装带来的变形、焊接变形三种：¨冷加工：剪切钢板产生变形，一般为弯扭变形，窄板和厚板变形大一点；刨削以后产生的弯曲变形，窄板和薄板变形大一点。¨制作与组装：由于加工工艺不合理、组装场地不平整、组装方法不正确、支撑不当等原因，引起的变形有弯曲、扭曲和畸变。¨焊接：焊接过程中的局部加热和不均匀冷却使焊件在产生残余应力的同时还将伴随发生焊接残余变形，通常有纵向和横向收缩变形、弯曲变形、角变形、波浪变形和扭曲变形等。焊接变形产生的主要原因是焊接工艺不合理、电焊参数选择不当和焊接遍数不当等。焊接变形应控制在制造允许误差限制以内，否则应予矫正处理。(3)运输及安装过程中产生的变形运输中不小心、安装工序不合理、吊点位置不当、临时支撑不足、堆放场地不平，尤其是强行安装，均会使结构构件变形明显。(4)服役期间产生的变形钢构件在使用过程中产生的异常变形一般是由于弯曲、压曲、扭曲、拉伸或这些变形任公路养护网www.yanghu123.com 7.4异常变形157意组合而成的变形。永久弯曲变形可能发生在荷载作用的方向并且经常与弯曲杆件有关，但车辆的撞击力会使任何杆件发生永久弯曲变形。永久压曲变形通常是沿垂直于荷载作用方向产生的，通常与受压杆件有关。主梁、板梁以及箱梁的腹板和受压翼板可能会因压曲产生局部永久变形。杆系可能会因为超载的超应力，或温度膨胀造成压曲。也可能由于撞击损伤而造成屈曲，组装在一起的杆件或薄板也会因此而压曲。压曲有的可能只产生弹性变形，应力移去后会恢复原状。有的产生塑性变形造成永久改变。当超静定杆件压曲时，其承受的荷载会转移到其它构件上而造成其它构件的超载。永久扭曲变形表现为梁沿其纵向轴线的扭转。并且往往是在横向偏心荷载作用下产生的。永久轴向变形往往是沿杆件的轴向产生，一般与受轴向拉伸荷载有关。桥梁使用不当和维护管理不善引起永久变形的主要方面有：①超载：桥梁自重增加，支座坏死不能自由伸缩而使温度内力增加，支座沉陷引起恒载内力变化、过桥车辆加重或者桥面路况不佳造成冲击力加大等，都会使得构件受力超出正常范围。②车船撞击：薄壁钢结构截面易于遭受车船的撞击引起永久变形，严重时还会降低结构承载能力。这些可能由超高车辆在桥下通过时对下翼缘或下弦杆的撞击造成，或在桥面上车辆对主梁和桁架的撞击。涨潮时易发生船撞或闷船事故，造成下平联变形甚至断裂。③屈曲：屈曲是指结构或构件丧失了整体稳定性或局部稳定性，可能失稳前变形很小，呈现出脆性破坏的特征，这种破坏的突然性使得失稳破坏更具有危险性。④锈蚀：严重锈蚀将引起构件截面削弱，致使受力偏心，发生永久弯曲变形。板间锈胀造成板件永久鼓包变形。⑤火灾。7.4.2异常变形的处理办法1.变形处治原则①钢结构杆件变形偏差值超出表7-11中限值时应进行矫正处理。②碳素结构钢在环境温度低于－16℃，低合金结构钢在环境温度低于－12℃时，不得进行冷矫正。③碳素结构钢和低合金结构钢在加热矫正时，加热温度应根据钢材性能选定，但不得超过900℃。低合金钢在加热矫正后应缓慢冷却。④当构件变形不大时，可采用冷加工矫正和热加工矫正；当变形较大又很难校正时，应采用加固或更换构件方法修复。⑤桥梁结构中的受力构件不得采用热矫正方法。2.异常变形的处理方法异常变形的处理方法有冷矫正法、热矫正法和更换或加固，现介绍如下：(1)冷矫正法公路养护网www.yanghu123.com 158第7章钢结构梁养护表7-11钢梁杆件变形容许限值序号变形类别容许限值1竖向弯曲弯曲矢度小于跨度的1/1000弯曲矢度小于自由长度的1/5000，并在任何情2横向弯曲况下不超过20mm上盖板局部垂直弯曲板梁Bf