桥梁养护业务知识——10警报！空心板病害不容忽视！
2018-10-12 本文已影响127人
养护部贾大花
空心板梁桥形成致命病害的早期病害特征：
1、桥面铺装铰缝处纵向裂缝；
2、空心板底铰缝勾缝处出现钙化吸附或钟乳状悬挂物或勾缝处长期渗水；
3、板底勾缝脱落，相邻板错台严重（非设计构造及施工安装原因）；
4、支座脱空或失效；
5、重车过桥时，单板明显下挠。
当一孔空心板桥出现上述病害中的1~2种时，需要桥梁管理者高度重视！！病害继续发展很容易出现断板危险！！！
简支空心板结构大量应用于桥梁结构中，今天我们来讲解一下空心板梁的常见病害。声明：本次讲解均基于简支结构空心板梁进行。连续结构空心板不在此列，类同问题可参考进行！
在日常巡查过程中，桥面的下列病害有可能预示着空心板梁桥“生病了”，应立即通知桥梁养护工程师，对桥梁进行检查！！！
1．桥面沿铰缝出现沿纵向的裂缝、坑槽和塌陷
纵向裂缝、桥面塌陷
桥面沿纵向发展的坑槽和塌陷
沿纵向发展的坑槽坑槽
现象描述：桥面铺装层沿空心板铰缝的纵向开裂是该类桥梁结构病害的代表性表现形式，在行车道板范围内空心板铰缝上方的桥面铺装层规律性的出现车辙和纵向贯通裂缝，严重时形成一条破碎带。该类病害一般表现为行车道内汽车轮迹线附近空心板间铰缝上方桥面的纵向开裂；病害程度严重的，其纵向开裂遍布整幅桥面的每条空心板铰缝上方，在行车道汽车轮迹线附近加剧，形成局部的网裂，产生桥面铺装破碎、松散与塌陷现象，最后造成桥面铺装层局部的纵向沟槽。此类桥面铺装层的纵向开裂病害通过一般的灌缝或挖补等养护措施，不会阻止其病害的发展和程度的恶化。
病害成因：这种病害主要是由于空心板铰缝损坏、单板沉陷造成的，伴随有支座损坏、铰缝勾缝脱落等现象，站在桥下，有车辆通过时，能够听到“咯吱咯吱”的声音，这是铰缝内混凝土互相摩擦发出的声音，说明铰缝已经损坏开裂，严重者伴随有铰缝渗水现象。
如不重视，未及时作出处理，有可能发生下面的严重事故！
2.桥面局部坑槽伴有凹陷
局部坑槽并伴有凹陷
局部坑槽伴有凹陷
现象描述：桥面局部出现坑槽并伴有凹陷。此类桥面铺装层的纵向开裂病害通过一般的灌缝或挖补等养护措施，不会阻止其病害的发展和程度的恶化。
病害成因：分两种。
一、坑槽出现在桥墩上方，这是可能是由于其中支座损坏，梁板不均匀下沉，导致桥面现浇层剪坏，或者施工造成的原始缺陷即相邻两孔空心板间存在错台，导致桥面现浇层剪坏。
二、坑槽出现在顶板上方，这很有可能是顶板局部凹陷损坏，可能原因是由于顶板配筋不足、顶板厚度不足、顶板局部混凝土振捣不密实或离析等原因造成局部承载能力不足，在车辆的长期碾压下，顶板局部发生凹陷开裂。通常这种病害还伴有防水层损坏、板内积水、底板局部渗水泛白、板间错台等现象。这种情况不及时处理，可能会发生下面的危险。
提醒各位注意，局部的普通坑槽（并未伴有凹陷、顺桥向发展等情况）并不预示着桥梁主要结构的病害。
已修补好的普通坑槽
3、桥面下沉（开车经过像坐过山车）
桥面下沉
桥面下沉
桥面下沉
现象描述：明显的变形，像过山车，看上图。
成因分析：1、梁板断裂；2、支座损坏、梁板下沉；3、墩台倾斜，甚至已经不在了！！
裂缝：空心板的裂缝主要有板底纵向裂缝、横向裂缝，腹板竖向裂缝、支座附近腹板斜向裂缝。
记录内容：裂缝位置、长度、宽度、走向、典型裂缝深度、照片。
在此我们集中介绍一下便于养护技术人员使用的裂缝观测方法：
方法1：记录裂缝末端位置。
具体操作：找准裂缝末端，然后用色笔做好端部标记，并记录日期，定期对裂缝端部进行观测，查看裂缝端部是否超出标记继续开展。见下图。这种方法适用于裂缝长度较短且操作不便处的构件。
方法2：贴石膏饼方法。
具体操作：调制稠度适中的石膏粉浆体，于待观测裂缝处做一厚度约3-5mm的圆形或矩形石膏饼，或于裂缝处涂上一层重塑软膏饼，定期观察膏饼是否开裂，来确定裂缝的发展情况，见下图。这种方法适用于裂缝宽度较小且操作不便处的裂缝观测。
方法3：定期定点观测裂缝宽度
具体操作：选定一个位置，做好标记，定期使用裂缝宽度仪对裂缝宽度进行观测，观察裂缝宽度是否有所发展。见下图。
接下来逐一介绍一下常见裂缝的成因及处置措施。
一、跨中附近底板横向裂缝
底板横向裂缝
底板横向裂缝
现象描述：底板在跨中附近的位置沿桥梁横向开裂。
病害成因：1、截面抗弯承载力不足；2、混凝土收缩；3、铰缝破坏、长期单板受力。
处置措施：1、钢筋混凝土空心板，当裂缝宽度小于0.15mm时，应当加强观测；当裂缝宽度继续变大或大于0.25mm时，应及时上报！！2、预应力混凝土空心板，当底板出现横向裂缝时，应及时上报！！当出现多条横向裂缝或宽度较大时，应立即上报！！
在这里啰嗦一句，为什么钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的处置措施不一样呢？答案是：钢筋混凝土结构在设计的时候，其基本原则就是“允许底板带裂缝受力”，钢筋混凝土由于未设置预应力，作为简支结构的钢筋混凝土空心板结构，底部拉应力主要依靠受拉主筋承担，而设计中假设混凝土在受拉区被认为是不承担拉力的，所以简支钢筋混凝土空心板底板混凝土出现裂缝是允许的，当然裂缝宽度不应超过限值！而预应力混凝土空心板在设计时是增设了预应力的，通常设计为全预应力结构（即全截面不出现拉应力，而拉应力是导致裂缝出现的直接原因），所以当预应力混凝土空心板出现裂缝时，说明承载能力不足或因超载等其他原因导致底板拉应力超标，所以应立即上报！
二、跨中附近腹板竖向裂缝
现象描述：腹板在跨中附近的位置沿桥梁竖向开裂。
病害成因：1、车辆荷载作用；2、跨中过大下挠；3、抗弯能力不足；4、混凝土保护层厚度不足；5温度作用等。
处置措施：1、钢筋混凝土空心板，当裂缝宽度小于0.15mm时，应当加强观测；当裂缝宽度继续变大或大于0.25mm时，应及时上报！！2、预应力混凝土空心板，当跨中附近出现竖向裂缝时，应及时上报！！当出现多条竖向裂缝或宽度较大时，应立即上报！！
三、底板纵向裂缝
现象描述：底板沿桥梁纵向开裂。
病害成因：1、底板混凝土厚度不足；2、底板混凝土振捣不密实；3、施工期间养护不到位；4、混凝土保护层厚度不足等。
处置措施：1、钢筋混凝土空心板，当裂缝宽度小于0.15mm时，应当加强观测；当裂缝宽度继续变大或超限时，应及时上报！！2、预应力混凝土空心板，当裂缝宽度小于0.10mm时，应当加强观测；当裂缝宽度继续变大或超限时，应及时上报！！
四、支座附近腹板斜向裂缝
现象描述：腹板在支座附近的位置沿斜向开裂（角度约45°）。
病害成因：1、收缩裂缝；2、抗剪承载力不足；3、混凝土保护层厚度不足等。
处置措施：1、钢筋混凝土空心板，当裂缝宽度小于0.15mm时，应当加强观测；当裂缝宽度继续变大或超限时，应及时上报！！2、预应力混凝土空心板，当支座附近腹板出现斜向裂缝时，应及时上报！！
除裂缝外，空心板梁桥还常见如下病害：
一、板间铰缝开裂、渗水、泛白吸附、勾缝混凝土脱落
铰缝开裂、渗水、勾缝脱落
板底微裂缝、渗水、泛白吸附
铰缝错台、渗水，钙化吸附
记录内容：位置，范围，渗水、泛白吸附处数，照片等
病害成因：1、超重车辆的长期冲击作用，板间铰缝出现细小裂缝；2、施工时铰缝混凝土质量差，振捣不密实，桥面铰缝处出现细小裂缝，雨水顺桥面铺装的细小裂缝渗透到梁板勾缝处；3、板梁刚度较弱，板底勾缝施工较差，振动导致勾缝脱落；4、桥面雨水顺板间铰缝处渗出，长期形成泛碱甚至钙化吸附。
处理措施：仅板间底面勾缝混凝土脱落，应注意加强观测；当勾缝混凝土脱落，伴有渗水、泛碱，桥面出现较明显反射纵向裂缝，甚至重车过桥时出现单板受力时，应采取交通管理措施，并立即上报！！
二、板间错台
记录内容：板号、位置、错台高度、照片
病害成因：1、铰缝破坏，板梁单板受力，相邻板变形不一致；2、安装时存在错台；3、板的张拉应力控制不均匀反拱相差较大；4、支座损坏等。
处理措施：当板间未出现明显渗水现象，且板本身未出现受力裂缝时，以观测为主；当板间渗水现象明显或铰缝对应桥面出现纵向裂缝，单板受力现象明显，应采取交通管制措施，并立即上报！！
三、混凝土剥落
混凝土剥落、露筋
记录内容：位置、范围、面积、照片；
病害成因：1、混凝土表层施工质量不良；2、磕碰；3、钢筋锈胀引起混凝土剥落。
处理措施：及时修补。露筋部分首先对钢筋进行除锈、阻锈处理，而后修补表层混凝土。
四、露筋
记录内容：位置、根数、长度、照片；
病害成因：1、混凝土保护层厚度不足；2、施工中钢筋定位偏差或钢筋被移位；3、磕碰导致表层混凝土剥落等。
处理措施：及时对钢筋进行除锈、阻锈处理，修补表层混凝土。
五、空腔积水
记录内容：板号、照片等
现象描述：常见混凝土底板存在渗水、泛白、钙化吸附等现象，严重者存在钢筋锈蚀、混凝土剥落的现象。
危害：内部积水量大，增加梁体所需承载的恒载重量；冬季内部积水冻胀，造成板底开裂等；长期浸润钢筋，造成钢筋锈蚀、锈胀，进而危及结构安全等。
处理措施：发现问题及时上报。
最后介绍一个不起眼但非常重要的构造设计——泄水孔。
板底的泄水孔，施工中常常被忽略，但它的作用巨大：1、排出空腔内的积水，大家知道水是混凝土和钢材最大的敌人，排出积水的功效不言而喻；2、降低板结构内外温差，有助于减少温度不均匀分布引起的混凝土裂缝。
