桥涵工程检测技术--全桥检测部分

第一节 概 述

一、桥梁检测的目的及意义

交通运输事业的飞速发展，为公路桥梁建设提供了良好的发展机遇。截止到20世纪末，我国公路总里程达到140万公里，居世界第四位；高速公路总里程达到1.5万公里，居世界第三位。已建成永久性公路桥梁22.5万座，总长度达800万延米以上。在加快公路桥梁建设的同时，必须依靠科技进步，提高工程质量；另外，随着我国交通事业的不断发展，大量低等级公路被改建扩建，服役桥梁能否继续使用已成为公路建设决策部门的一件大事。

所以，无论对于新建桥梁还是在役桥梁，对其进行检测评价都具有十分重要的意义。

(1)桥涵施工完成后需全面检测进行质量等级评定，必要时还需要进行荷载试验，以对结构整体受力性能是否达到设计文件和标准规范的要求作出评价。

(2)对于新桥型结构、新材料、新工艺，必须通过试验检测鉴定其是否符合围家标准和设计文件的要求，同时为完善设计理论和施工工艺积累实践资料。

(3)对旧桥进行综合评定，为相应的技术改造或拆除改建的决策提供依据，对桥梁进行包括荷载试验在内的检测是必不可少的工作。

总之，桥梁检测对推动我国桥梁建设水平，确保桥梁工程施工质量，提高建设投资效益，保障人民生命财产安全，都具有十分重要的意义。

二、公路旧桥检测的内容

公路桥梁检测一般包含以下四方面的内容： (1)桥梁调查； (2)桥梁一般检查； (3)桥梁详细检查； (4)桥梁荷载试验。

三、桥梁检测工作途径

桥梁检测工作应按规定程序进行，其一般途径如下图15-1-1所示。

实地考查 收集资料 询问调查 确定检测目的 制定检测计划 建立检测组织 完成技术和仪器设备的准备 现场校核桥梁基本数据 桥梁佣金性观测点控制检测 缺损状况检查 缺损原因分析 估算维修范围与方式 详细检查要求 交通与改建建议

功能状况检测鉴定 材质状况检测鉴定 结构承载能力检算鉴定 确定荷载试验需求 静力荷载试验 动力荷载试验 桥梁检测评定 维修处治措施 加固完善方案 图15-1-1

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第二节 桥梁一般检查

一、桥梁调查

(1)对需要鉴定的桥梁应进行实地考察，以初步了解桥梁的技术状况和主要存在的问题。

(2)应全面收集有关桥梁设计、施工、监理和运营、养护、试验检测以及维修加固等方面的技术资料。

(3)应向相关人员调查了解桥梁病害史、使用中的特别事件、限重限速原因、交通状况、今后改矿建计划、水文、气候、环境等方面情况。

补充：桥梁有关技术资料的收集重点包括： (1)设计资料

① 设计计算书及有关设计图纸； ② 修改设计计算书及有关图纸； ③ 桥位地质钻探资料及图纸。 (2)峻工资料

① 工图纸及其说明书； ② 斟试验资料及施工记录； ③ 基与基础试验资料； ④ 工验收有关资料。 (3)维修、养护及加固资料

① 历史上通过重车的车型、载重及桥梁工作状况资料； ② 经常通过车辆的车型、载重及交通量；

③ 历次桥梁调查、维修、加固等有关资料、图纸、照片； ④ 过去所做桥梁加栽试验报告。 二、桥梁一般检查

桥梁一般检查是对结构及其附属设施的所有构件或部位进行彻底、视觉和系统的检查，记录所缺损的部位、范围和程度。

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1．桥梁一般检查的目的

桥梁一般检查以目测观察为主，辅以测量仪器，必须按照规范程序接近各部件，仔细检查其缺损情况，并完成以下工作：

(1)现场校核桥梁基本数据：

(2)录各部件缺损状况并作出技术状况评分； (3)判断缺损原因，估定维修范围及方式；

(4)难以判断损坏原因和程度的部件，提出详细检查(特殊检查)的要求： (5)对损坏严重、危机安全运行的桥梁，提出交通或改建的建议； (6)根据桥梁的技术状况，确定下次检查时间。

在进行大中型桥梁的一般检查时，应设立永久性观测点进行控制检测。大中型桥梁控制检测的项目及永久性观测点见表15-1-1。

桥梁永久性控制点和检测项目 表15-1-1

检测项目 检测点 墩、台身(距地面或常水位0．5～2m)、桥台侧墙尾部 1 墩、台身索塔锚碇的高程 顶面和锚碇的上、下游各1～2点 墩、台身(距地面或常水位0.5～2m内)上、下游两侧 2 墩、台身、索塔倾斜度 各1～2点 沿行车道两边(靠缘石处)，按每孔跨中、L/4、支点3 桥面高程 等不少于5个位置(10个点)。测点应固着于桥面板上 4 5 拱桥桥台、吊桥锚碇水平位移 在拱座、锚碇的上、下游两侧各一点 吊桥索卡滑移 在索卡处设l点 备注 ① 上下行分离式桥按两座桥分别设点; ② 倾斜度测点应用上下相距0．5～1 m的两点标记检测; 说明 ③ 永久性测点宜用统一规格的圆头锚钉和在铝板上用钢印编号，或靠地固着于被测部位上; ④ 所有测点的位置和编号，以及检测数据必须在桥梁总体图和数据表中注明，并归档。 2.桥梁一般检查的内容与要点 1)桥面系构造的检查

(1)桥面铺装层纵横坡是否顺适，有无严重的裂缝(龟裂、纵横裂缝)、坑槽、波浪、桥头跳车、防水层漏水。

(2)伸缩缝是否有异常变形、破损、脱落、漏水，是否造成明显的跳车。

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(3)人行道构件、栏杆、护栏有无撞坏、断裂、错位、缺件、剥落、锈蚀等。 (4)桥面排水是否顺畅，泄水管是否完好、畅通，桥头排水沟功能是否完好，锥坡有无冲蚀、塌陷。

(5)桥上交通信号、标志、标线、照明设施是否腐蚀、老化、失效，是否需要更换，是否适用。

(6)检查桥上避雷装置是否完善，检测避雷系统性能是否良好。

(7)桥上航空灯、航道灯是否完好，能否保证经常照明。结构物内供养护检修的照明系统是否完好。

(8)桥上的通信、供电线路及设备是否完好。 2)钢筋混凝土和预应力混凝土桥的检查

(1)梁端头、底面是否清洁，是否生长苔藓、杂草等植物，箱型梁的腹腔内是否有积水，通风是否良好。

(2)混凝土有无裂缝、挂白、表面风化、剥落、露筋和钢筋锈蚀，有无活性集料硅碱反应引起的整体龟裂现象。

(3)预应力钢束锚固区段混凝土有无开裂，沿预应力筋的混凝土表面有无纵向裂缝，有无严重碳化。

(4)梁(板)式结构主要检查梁(板)跨中、支点、变截面处、悬臂端牛腿或中间铰部位；刚构和桁架结构主要检查刚构固结处和桁架节点部位的混凝土开裂和钢筋锈蚀等缺损状况。

(5)装配式梁桥应注意联结部位的缺损状况。

①组合梁的桥面板与梁的结合部位，以及桥面板之间的接头处混凝土有无开裂、渗水；

②梁(板)接缝、跨巾、支点、变截面处、悬臂端牛腿或中间铰部混凝土有无开裂和钢筋锈蚀；

③横向联结构件是否开裂，连接钢板的焊缝有无锈蚀、断裂，边梁有否横移或向外倾斜。 3)拱桥的检查

(1)主拱圈的拱板或拱肋是否开裂。钢筋混凝土拱有无露筋、钢筋锈蚀等缺损状况。圬工拱桥砌块有无压碎，局部掉块，砌缝有无脱离或脱落、渗水，表面

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有无苔藓、草木滋生，拱铰工作是否正常。空腹拱的小拱有无变形、开裂、错位，立墙或立柱有无倾斜、开裂。

(2)拱上立柱(或立墙)上下端、盖梁和横系梁的混凝土有无开裂、剥落、露筋和锈蚀。中、下承式拱桥的吊杆上下锚同区的混凝土有无开裂、渗水，吊杆锚头附近有无锈蚀现象，外罩是否有裂纹，锚头夹片、楔头是否发生滑移，吊杆钢索有无断丝。用型钢或钢管混凝土芯的劲性骨架拱桥还要检查混凝土是否沿骨架出现纵向或横向裂缝。

(3)拱的侧墙与主拱圈间有无脱落，侧墙有无鼓突变形、开裂，实腹拱拱上填料有无沉陷。肋拱桥的肋问是否有横向联结开裂、表面剥落、钢筋外露、锈蚀等缺损。

(4)双曲拱桥还应注意检查拱肋问横向联结拉杆是否松动或断裂，拱波与拱肋结合处是否开裂、脱开，拱波之间砂浆是否松散脱落，拱波顶是否开裂、渗水等。

(5)薄壳拱桥应检查壳体纵、横向及斜向裂缝、系杆裂缝等。 (6)系杆拱还应检查系杆是否开裂，无混凝土包裹的系杆是否有锈蚀。 (7)钢管混凝土拱桥裸露部分的钢管及构件检查参见钢桥检查有关内容，同时还应检查混凝土是否填充密实，通常可用敲击法，以手锤敲击四周依次延及全拱，判断管内混凝土是否填充密实、黏附良好。

4)钢桥的检查

(1)构件(特别是受压构件)是否扭曲变形、局部损伤。 (2)铆钉和螺栓有无松动、脱落或断裂，节点是否滑动错裂。 (3)焊缝边缘(热影响区)有无裂纹或脱开。

(4)油漆层有否裂纹、起皮、脱落，构件有无腐蚀生锈。

(5)钢箱梁腹腔等封闭环境的湿度是否符合要求，除湿设施是否正常工作 5)跨线桥与高架桥的检查

跨线桥、高架桥的结构检查同其他一般公路桥梁。跨线桥还应检查通道内有无积水，机械排水的泵站是否完好，排水系统是否畅通，高架桥还应检查防抛网、隔音墙是否完好。跨线桥和高架桥下的道路面是否完好，有无非法占用情况等。

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6)支座的检查

(1)支座组件是否完好、清洁、断裂、错位、脱空。

(2)活动支座是否灵活，实际位移量是否正常，固定支座的锚销是否完好。(3)支承垫石是否有裂缝。

(4)简易支座的油毡是否老化、破裂或失效，垫层厚度是否满足位移要求。 (5)橡胶支座是否老化、开裂，有无过火的剪切变形和压缩变形，各层加力钢板之问的丰胶层外凸是否均匀。

(6)四氟板支座是否脏污、老化，四氟乙烯板是否完好，橡胶块是否滑出钢板。

(7)盆式橡胶支座的固定螺栓是否剪断，螺母是否松动，钢盆外露部分是否锈蚀，防尘罩是否完好。

(8)组合式钢支座是否干涩、锈蚀，固定支座板的锚栓是否紧固，销板或销钉是否完好。

(9)摆柱支座各组件相对位置是否准确，受力是否均匀；辊轴支座的辊轴是否出现不允许的爬动、歪斜；摇轴支座的辊轴是否倾斜。

(10)钢筋混凝土摆柱支座的柱体有无混凝土脱皮、开裂、露筋，钢筋及钢板有无锈蚀。

7)墩台与基础的检查

(1)有否滑动、倾斜、下沉或冻胀。 (2)台背填土有无沉降、裂缝或挤压隆起。

(3)混凝土墩台及帽梁有无冻胀、风化、腐蚀、开裂、剥落、露筋等。 (4)石砌墩台有无砌块断裂、通缝脱开、变形，砌体泄水孑L是否堵塞，防水层是否损坏。

(5)墩台顶面是否清洁，有无泥土杂物堆积、滋生草木，伸缩缝处是否漏水。 (6)基础下是否发生不许可的冲刷或掏空现象。扩大基础的地基有无侵蚀；桩基顶段在水位涨落、干湿交替变化处有无冲刷磨损、颈缩、露筋，有无环状冻裂现象，有无受到污水、皎、咸水或生物的腐蚀。必要时，对大桥、特大桥的深水基础应派潜水员潜水检查。 8)调治构造物的检查

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包括结构是否完好，功能是否适用，桥位段河床是否有明显的冲淤及漂浮物堵塞现象

桥梁检查中常见的各种缺损均应在现场用油漆等将其范围及日期标记清楚。发现三类以上桥梁和有严重缺损和难以判断损坏原因和程度的桥梁，应做影像记录，并附病害状况说明。

3.桥梁一般检查后应提交的文件

(1)典型缺损和病害的影像记录及说明。缺损状况的描述应采用专业标准术语，说明缺损的部位、类型、性质、范围、数量和程度等。

(2)两张总体照片。一张桥面正面照片，一张桥梁上游侧立面照片。桥梁改建后应重新照一次。如果桥梁拓宽改造后，上、下游桥梁结构不一致，还要有下游侧立面照片。

(3)一般检查报告。该报告应包括下列内容： ①桥梁的小修保养情况；

②桥梁的表观缺损情况与主要存在问题；

③需要大中修或改建的桥梁计划，说明修理的项目，拟用的修理方案，估计费用和实施时间；

④详细检查(特殊检查)的需求，说明检验的项目和理南； ⑤需桥梁交通的建议报告。

三、一般评定

全桥总体技术状况等级评定，可采用考虑桥梁各部件权重的综合评定方法。也可按重要部件最差的缺损状况评定，或对照桥梁技术状况评定标准进行评定。 1．桥梁各部件技术状况的评定方法

(1)根据缺损程度(大小、多少或轻重)、缺损对结构使用功能的影响程度(无、小、大)和缺损发展变化状况(趋向稳定、发展缓慢、发展较快)等几个方面，以累加评分方法对各部件缺损状况作出等级评定。评定方法见表15-1-2。 桥梁部件缺损状况评定方法 表15-1-2

缺损状况及标度 程度 缺损程度及标度 小大 组合评定标准 8

少多 轻度严重 标度 无，不重要 缺损对结构使用功能的影响小，次要 程度 大，重要 以上两项评定组合标度 趋势稳定 缺损发展变化状况的修正 发展缓慢 发展较快 最终评定结果 -1 0 +1 +2 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 完 良 较 较 差 危 好 好 好 差 的 险 桥梁技术状况及分类 一 二 三 四 五 类 类 类 类 类 注：“0”表示完好状态，或表示没有设置的构件部位，当缺损程度标度为“0”时，不再进行叠加；“5”表永危险状态，或表示原末设置，而调查表明需要补设的部件。

+1 1 2 3 0 0 1 2 0 1 2

(2)重要部件(如墩台与基础、上部承重构件、支座)以其中缺损最严重的构件评分；其他部件，根据多数构件缺损状况评分。

(3)推荐的各部件权重见表15-1-3。各地区也可根据本地区的环境条件和养护要求，采用桩基评估法修订各部件的权重。

推荐桥梁部件权重及综合评定方法 表15-1-3

部件 1 2 3 4 5 部件名称 翼墙、环墙 锥坡、护坡 桥台及基础 桥墩及基础 地基冲刷 权重 1 1 23 24 8 桥梁技术状况评定方法 (1)综合评定采用下列计算式： Dr =100- ∑R r w r /5 式中：Ri——按表15-1-2方法对各部件确定的评定标度(0～5); Wi——各部件权重，∑wi=100; Dr——全桥结构技术状况评分(0～100),评分高表示结构状况好, 9

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 支座 上主要承重构件 选一般承重构件 桥面铺装 桥头与路基连接部 伸缩缝 人行道 栏杆、护栏 灯具、标志 排水设施 凋治构造物 其他 3 20 5 1 3 3 1 1 1 1 3 1 缺损少。 (2)评定分类采用下列界限： Dr≥88 一类 60≤Dr <88 二类 40≤Dr <60 三类 40> Dr 四类、五类 Dr≥60的桥梁，并不排除其中有评定标度Ri≥3的部件，仍有维修的需要 10

2．桥梁技术状况评定等级

桥梁技术状况评定等级分为一类、二类、三类、四类、五类。桥梁总体及部件技术状况评定标准见表15-l-4。由于篇幅关系，本书只给出部分表格，其余详见规范《公路桥涵养护规范》(JTG Hll—2004)中“桥梁技术状况评定标准”.

桥梁技术状况评定标准(部分) 表15-1-4

项目 类别 一类 完好、良好状态 1．重要部件功能与材料均良好。 2．次要二类 三类 四类 较好状态 较差状态 坏的状态 危险状态 1．重要部件功能良好，材料有局部(3％以内) 轻度1．重要部件材料有较多(10％以内)中等缺损，裂缝宽超限值，或出现轻度功能性病害，但发展缓慢，尚能维持正常使用功能2．次要部件有人量。(10％～1．重要部件材料有大量(10％～20％) 严重缺损，裂缝宽超限值，裂缝间距小于计算值，风化、剥落、露筋、锈蚀严重，或出现中等功能性病害，且发展较怏，结构变形小于或等于规范值，功能明显降低。2．承载能力比设计降低1．重要部件出现严重的 功能性病害，且有继续扩 张现象，关键部位的部分材料强度达到极限．出现部分钢筋断裂、混凝土雕 杆失稳变形的破损现象， 变形火于规范值，结构的强度、刚度，稳定性和动力响应不能达到平时交通安全通行的要求。2承载能力比设计能力降低25％以上必须降低通行荷载与车速，或封闭交通。3．要通过特殊检查，确定处置对策 部件功 缺损或污能总体评定 良染，裂缝宽小于限值。 2．次要部好，材料有少量(3％20％)严重缺损，10％～25％，必要时限功能降低，进一步恶化将不利于重要部件和影响正常 交通。 3．承载能力比设计 降低10％以内，桥面行车不舒适。 4．需要进行中修 速或限载 通过。 3．要通过特殊检查，确定大修、加固或更换构件的措施。 以内) 件有较多轻度缺损或污染： 3．承载能力和桥面行车条件符合设(10％以内)巾等缺损或污染3．承载能力和桥面行车条件达到设计指 11

计指标。 4．需进行小修、保养 标。 4_只需日常清洁保养 1．墩台各部分完好。2．基础及地基状况良好 墩台与基础 1．墩台部分基本完好。2．3％以内的表面有风化麻面，短细裂缝，缝宽小于限值，砌体灰缝脱落1墩台3％一10％的表面有各种缺损，裂缝宽1．墩台10％～20％的表面有各种缺损，裂缝宽而密，剥落、露筋、1．墩台不稳定、下沉。倾斜、滑动、冻起现象严重，变形大于规范值，造成上部结构和桥面变形过大，不能正常行车。2．墩台、基桩出现结构性裂缝，裂缝有开合现象。3．基底冲刷面达20％以上，冲刷深度大于设计值，地基失效，承载能力降低，桥台岸坡滑移 超限值，有风化、锈蚀严重，砌体大面积剥落、露筋、锈蚀现象：砌体灰缝脱落，局部变形等。2．出轻微的下 沉、倾斜滑动等现象，发松动、变形。2．墩台出下沉倾斜、滑动、冻起现象，台背填土有沉降裂缝或挤压隆起，变形发展较快，变形小于等于规范值。3．基础冲刷。 展缓慢或趋向 大于设值，基底冲空面稳定。3．基础有局部冲蚀现象．桩基顶段被磨损 在10％～20％内。桩基顶段被侵蚀、露筋、颈缩，或有环状冻裂、木桩腐朽。蛀蚀严重 3．表面长有苔藓、杂草，4．基础无冲蚀现象 12

类 项 别 目 一类 二类 三类 l钢座固定螺栓松动，锈蚀严重。2．橡胶支座开始老化。3．混凝土支座有剥落、露筋、锈蚀现象 四类 1．钢支座的主件出现断裂。支座错位、变形、破损严2．橡胶支座出现老化开裂。重，已失去正常支撑功3．混凝土支座出现碎裂。能，使上下部件结构受到1．各部分清沽，1．支座有尘土完灯，位置正确。2．活动支支座 座伸 缩与转动正常 动面 干涩 堆积、略有腐蚀。2．支座滑4．活动支座坏死，能活动。异常约束．造成支撑部位5．支座匕下错位过大，有倾倒脱落的危险 的缺损和桥面的不平顺 1．结构完好．无1．结构基本 完1．结构3％～10％的表面有各种缺损，裂缝宽1．结构10％一20％的袭面有各种l缺损，重点部位出1．结构永久变形大于规范值。 2．重点部位出全截面开裂，部分钢筋屈服或断裂，混凝土压碎。主拱圈出现四铰不稳定结构。 3．受压部件有严重的横向扭曲变形。 4．结构的振动或摆动过大，行车和行人有不安全感。 5．承载能力比设计降低25％以上 渗水，无污染。 好。 2．次要部位有少量短细裂纹，裂纹宽度小于砖石混泥土上部结构 限值 2．3%以内的表面有风化、麻面、短细裂缝．裂缝宽小于限值，砌缝灰浆脱落。 3．上下游侧表面有水迹污染，砌缝滋生草木 超限值，有风化、锈蚀、现接近全截面的开裂，裂缝剥落、露筋，桥面板裂缝渗水。 2．石砌拱桥砌体灰缝宽超限值，间距小于计算值，顺主筋方向有纵向裂缝，钢筋锈蚀和混凝土剥落脱落，局部松动、外鼓。 严重．桥面开裂渗水严重，3．横向连接件断裂、脱焊或松动，边梁或边拱肋有横移或外 倾迹象 砌体有较大松动、变形。 2．结构存在永久变形，变形小于或等于规范值，桥面竖向呈波形。 3，支座脱落，桥面呈锯齿状 四、混凝土旧桥常见病害

各种桥梁在制造及运营期问都可能产生不同的缺损(亦称缺陷)。普通钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土是桥梁结构中常用的材料，在制造和运营期间可能产生裂缝、保护层剥落、露筋、蜂窝、麻面、防水层及伸缩缝失效等。它们的危害程度与缺损的类型、发展性质及出现的部位有关，有时对结构的耐久性及载重等级影响较大。了解混凝土的病害特征，加强日常养护、维修，有利于提高桥梁耐久

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性。现将混凝土旧桥的常见病害归纳如下： 1．裂缝

裂缝是钢筋混凝土桥梁及圬工拱桥中普遍存在的一种缺陷和主要病害。一般裂缝有两种类型：一种是由于桥梁结构承载力或刚度不足，在荷载作用下产生的裂缝，通常有纵向裂缝和横向裂缝两种；另一种是施工时由于质量缺陷而出现的裂缝，这种裂缝通常产生在钢筋混凝土桥梁中及石拱桥的灰缝部位。由于裂缝是桥梁的重大病害之一，因此，不管是哪一种裂缝，只要裂缝的宽度和数量超出规范允许的范同和限度，都会导致结构恶化，影响到桥梁的承载能力和使用寿命，应该引起高度重视，及时进行修补。 1)裂缝成因

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。混凝土开裂的原因很多，但归纳起来基本上是以下四个方面的原因：设计考虑不周、材料使用不当、施工质量达不到要求及外界环境的不良影响。为了提高混凝土结构的质量，在表15-1-5中，列出了混凝土结构裂缝形成的主要原因，以便从各方面努力，减少裂缝的产生。

混凝土结构裂缝形成的主要原因 表15-1-5

类别 永久荷载 荷载 可变荷载 2 3 荷载及计算 4 构造、设计、计算 5 6 材料施工 水泥 混凝土 集料 8 9 10 11 12 大体积混凝土水化热高 材料不合格或级配不良 含泥量过高，清洗不充分 碱集料反应 混凝土中的外加剂不当或过量 7 使用计程序或输入数据不妥，计算有误 水泥质量不好、凝结、膨张不正常 断面急变，各部分比例不当 载货量增大，超载 结构形式或桥形布置不合理 序号 1 原因 超过设计荷载 14

浇筑 使用环境 湿度与温度 支架 模板 钢筋 养护 混凝土 振捣 拌和 运输 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 接头 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 化学作用 33 34 混凝土的质量不好，有沉缩或泌水现象 混凝土的收缩 拌和料拌和不均匀 混凝土运输时间过长、水分蒸发过多 浇筑顺序不当 浇筑速度过快 振捣不密实、不均匀 硬化前受振动或过早受力 养护初期急剧干燥、失水 养护初期受冻 接头处理不当 钢筋质量欠佳或数量不够 保护层厚度不足或厚度过大 模板刚度不足，变形过大 漏浆或渗水 过早拆模 支架间距过大或产生不均匀沉降 温度或湿度急剧变化 构件两面温湿度相差过大，内外温差过大 酸或盐类的化学作用 碳化引起的钢筋锈蚀 氯化物引起的钢筋锈蚀 2)梁式桥的常见裂缝

桥梁裂缝是桥梁缺陷的集中表现，也是桥梁中最常见的病害。大量的工程实践和理论分析表明，钢筋混凝土构件基本上都是带缝工作的。在桥梁结构中，当受拉区的应力超过混凝土或砂浆的实际抗拉强度时，必然会出现裂缝。只是一般的裂缝很细很短，对结构的使用没有大的危害，混凝土有了细小裂缝，钢筋才能发挥作用。裂缝宽度的限值应满足《公路桥涵养护规范》(JTG H11—2004的相关要求，裂缝限值见表15-l-6。

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裂缝限值表 表15-1-6

结构类型 裂缝部位 主筋附近竖向裂缝 腹板斜向裂缝 钢筋混凝土梁 组合梁结合面 横隔板与梁体端部 支座垫石 梁体竖向裂缝 预应力混凝土梁 梁体纵向裂缝 拱圈横向 砖、石、混凝土拱 拱圈纵向 拱波与拱肋结合处 墩台帽 0.20 0.30 墩台 墩台 0.25 0.35 0.40 有冻结作用部分 0.20 0.30 0.50 0.20 0.30 0.20 0.30 0.25 0.35 0.40 0.20 裂缝高小于界面高一半 裂缝长小于1/8跨长 允许最大缝宽(mm) 0.25 0.30 0.50 0.30 0.50 不允许 原 因 不允许贯通结合面

当裂缝宽度在限定值以内时，大气中的湿气、水分一般是难于大量渗透到钢筋上，因而钢筋不会遭到严重锈蚀，结构的耐久性也不会因此而受到明显影响。当裂缝超过规范要求时应进行修补，以保证结构的耐久性。

在预应力混凝士梁中，裂缝的危害性更大，湿气、水分渗透到钢丝上，引起钢丝锈蚀。南于钢丝的直径比钢筋的直径小得多，因而锈蚀对钢丝的影响比钢筋厉害得多。因而在预应力混凝土梁中对裂缝控制更加严格。对于潮湿的空气中含有较多腐蚀性气体时，缝宽的亦应要求严格一些：由于裂缝的影响而降低结构的承载能力，在桥梁实践中是司空见惯的事。

梁式桥中能出现的裂缝很多，下面主要通过钢筋混凝土简支梁(板)桥，介

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绍梁式桥常见的裂缝。

(1)梁(板)受拉区的竖向裂缝 简支梁(板)的竖向裂缝，是由正弯矩引起的，一般在梁(板)的跨中附近，从梁(板)的受拉区边缘，大致与主筋垂直的方向向上延伸。缝宽度一般在0.03～0.2mm之间，裂缝之间的最小间距为0.05～0.2mm。

对于连续梁，除了跨中附近有自下而上的竖向裂缝外，中问支点附近会出现白上可下的由负弯矩引起的竖向裂缝。

上述裂缝主要是梁(板)受荷载作用产生的弯f#1裂缝。根据桥梁荷载试验的实际观察，在较大的加载下，原来延伸较长的裂缝，长度和宽度都有缓慢的增加。卸载之后，这些裂缝的定度基本上可以恢复到原来的状态。

竖向裂缝，是钢筋混凝土梁式桥中不可避免的。一般认为，只要这类裂缝在梁(板)侧面的延伸长度达不到计算截面的中性轴，而其最大宽度又在0.2mm的范围内，当属正常裂缝。对于图中的正弯矩裂缝，一般可不进行处理，但对负弯矩裂缝，因易受雨水的影响，即使裂缝小于0.2mm，亦应采取防水措施，避免因雨水侵蚀而加速钢筋锈蚀。当桥台沉陷时，连续梁中墩顶部的负弯矩裂缝，更应给予足够的重视。

(2)斜裂缝 梁式桥中的斜裂缝有两种：一种是由主拉应力引起的梁腹板上的斜裂缝；另一种是由于斜截面抗弯能力较弱所引起的斜裂缝。

第一种斜裂缝多发生在梁支点附近的腹板上，主要是由主拉应力过大而产生的。裂缝一般从端横隔板内侧开始，沿45。～60。方向的斜线向上攀升。裂缝的宽度是两头小而中间大，在到达梁的上下缘之前就消失了。因为梁的上下缘一般都有较多的纵向主筋(或纵向钢束)，它有抑制斜裂缝的作用，因而斜裂缝在到达这些主筋或钢束之前，一般都会消失。

上述裂缝产生的原因是：在车辆荷载作用下，在靠近支点的腹板上，剪力大而弯矩小，由于产生的主拉应力超过了混凝土的抗拉强度，则在梁的腹板中出现斜裂缝，这类裂缝在预应力钢筋混凝土梁中特别危险，可以明显降低梁的承载能力。

造成斜裂缝宽度较大的主要原因是斜筋(或箍筋)不足，对于预应力钢筋混凝土梁，则往往是斜向钢束起弯过早，梁端缺少斜向钢束所致。在前一个时期，有

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一些预应力梁(主要是连续梁)，梁端出现了比较严重的斜裂缝，给修复加固造成了较大的困难，今后必须予以重视。

第二种斜裂缝，又称弯剪斜裂缝，是由于斜截面抗弯能力较弱所引起的。它与主拉应力产生的斜裂缝有明显的不同，弯剪斜裂缝与由梁中正弯矩产生的竖向裂缝相似，裂缝是由梁底向腹板延伸，裂缝的宽度是下面大、上面小，而不像主拉应力所产生的斜裂缝是中间大、两头小。

(3)钢筋锈蚀引起的顺筋裂缝 由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物侵入，钢筋周同氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生腐蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长2～4倍，导致保护层混凝土开裂，沿钢筋纵向产生裂缝，其最大延伸长度可达到梁跨度的一半，裂缝宽度可达4mm，危害极大。钢筋引起的顺筋裂缝。

3)拱式桥的常见裂缝

拱式桥的形式很多，但裂缝较多而又有代表性的，当数双曲拱桥。拱桥中有共性的裂缝，双曲拱桥基本上都有，而双曲拱桥中的有些裂缝其他拱桥就没有。下面以双曲拱桥为例，介绍拱式桥中常见的裂缝。

(1)拱桥的径向裂缝拱桥径向裂缝经常发生在拱脚和拱顶两个部位，其方向与拱轴线垂直。

拱脚附近的径向裂缝是由负弯矩引起的。E宽下窄，垂直于拱轴线向下延伸。当拱背布置有纵向钢筋时，从拱脚截面上缘开始，可出现几条大致平行的裂缝。裂缝宽度最大的一条在拱脚，向1/4跨方向逐渐减小。如裂缝宽度超过0.25mm时，应视为不正常裂缝。当拱背无钢筋时，裂缝的宽度往往较大，但缝数较少。

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。

拱圈的径向裂缝是拱桥中最常见的裂缝。建造拱桥时，应提高质量，采取有效措施，避免产生裂缝。但在已建成的拱桥中，拱脚、拱顶出现了径向裂缝是，不要看得过于严重，只要拱脚、拱顶处的径向裂缝没有到达截面的中性轴，不会明显降低拱的承载能力，并无垮塌的危险，一般可以(或者通过加同)继续利用。

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拱圈有径向裂缝，未经论证，不能作为拆除拱桥的理由。

下面分析产生径向裂缝的主要原因。 ①截面整体性差；

②温度下降、混凝土收缩和墩台变位的影响。

(2)拱圈的纵向裂缝拱圈宽度较大(8～10m以上)的圬丁拱桥和双曲拱桥中，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，严重时有贯通全桥、将拱圈“一分为二”之势。当拱圈宽度很大(≥20m时)，还可能出现第二条纵向裂缝。

产牛这种裂缝的主要原因是：

①拱圈截面的形式不够合理，截面不能适应热胀冷缩变化规律； ②横向联系比较薄弱，荷载横向分布很不均匀； ③拱圈的砌筑质量不符合要求。

(3)拱肋与拱波结合面上的环向裂缝拱肋与拱波结合面上的环向裂缝，仅发生在双曲拱桥中。环向裂缝的最大宽度一般是在拱脚和拱顶，从拱脚和拱顶向l/4跨裂缝逐渐减小以至消失。不同部位的环向裂缝由不同的原因所形成。拱脚附近的环向裂缝主要是由肋、波之间的抗剪能力很弱、拱脚剪力较大所引起的，而拱顶附近的环向裂缝，则是由于拱肋受拉时产生了径向拉力，而肋波间抗拉能力很小所产生的。

早期采用矩形拱肋的双曲拱桥，肋、波、板的结合面非常薄弱，特别是采用无支架吊装施工时，在吊装过程中施工人员需要在拱肋上来回行走，使拱肋顶面不清洁甚至沾上了油污，截面实际抗剪和抗拉的能力都很小，因而这个结合面上很容易出现环向裂缝。严重时拱肋与拱波完全脱开，使按组合截面计算的主拱圈变成了叠合截面，大大地降低了桥梁的承载能力，其后果比较严重。

后期采用倒T形拱肋的双曲拱桥，肋、波、板结合较好，只要桥台无明显变位，施工时又能保证质量，采用这种截面形式可以避免肋波之间出现环向裂缝。

4)裂缝评定

对于旧桥，试验荷载作用下绝大部缝宽度应不大于表15-1-6规定的允许值。当结构具有足够的承载能力但裂缝宽度超过表中规定时应采取防护措施以保证结构的耐久性。当结构裂缝发展严重或裂缝仍在继续发展时，应从上部构造

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本身和地基基础两方面查明原因，对桥梁采取有效的加固措施。

2．桥面系常见病害

桥面系直接承受车辆荷载，最容易产生病害，也是设计时最容易忽略的部位。桥面系不但影响着桥梁的美观，还决定着桥梁的耐久性，尤其是对于预制梁的上部结构，桥面铺装的损坏、伸缩缝的损坏都会引起梁体的损坏，引起单梁受力甚至破坏。现将桥面系的几种常见病害介绍如下。

1)桥面铺装层损坏

对于沥青类铺装层所产生的缺陷，主要有泛油、松散、露骨、裂缝、壅包、车辙、拉断和脱落等；对于水泥混凝土铺装层所产生的主要缺陷是磨光、裂缝、脱皮及松散破碎等。。

2人行道构件损坏

人行道构件损坏主要包括人行道铺装的开裂、破损及缺失等。 3栏杆或防撞墙损坏

栏杆或防撞墙损坏主要包括栏杆的断裂、混凝土脱落、剥落及钢管锈蚀等。 4)伸缩缝损坏失效

伸缩缝的损坏主要包括伸缩缝的缺失、软性填料的老化脱落、钢板断裂及钢板和角钢的焊缝破裂等。

3．上部结构常见病害 1)上部主要承重构件破损

上部主要承重构件破损主要表现在由于钢筋锈蚀严重，T梁腹板下缘、翼缘底部、空心板底面及拱肋底部由于钢筋锈蚀引起纵向通长裂缝，并引起混凝土大面积涨鼓、钢筋保护层剥落；承重构件混凝土表面侵蚀严重，呈现疏松、风化现象。

2)上部一般承重构件破损

上部主要承重构件破损主要表现在横隔梁缺失；横隔梁钢板连接处混凝土剥落，钢板外露或连接磺隔粱钢板锈蚀损坏。

4．下部结构常见病害

下部结构的常见病害表现在：墩台表面裂缝；混凝土表面侵蚀、蜂窝麻面现象；基础外露、侵蚀严重等。

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五、桥梁承载能力检算 1．遵循的规范

桥梁的承载能力检算，主要应按照交通运输部颁布的《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)，《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61—2004)，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设汁规范》(JTG D62—2004)，《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)及其他有关规范(以下简称“规范”)进行。也可应用已被科研证实能挖掘桥梁潜力的、可靠的分析计算方法。

2．检算荷载的采用

一般应按桥梁所存路线近期载重要求(汽车与人群、平板挂车、履带车)，应按交通输部颁布的《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)的荷载等级进行检算。

当桥梁需要临时通过特殊重型车辆荷载，且重型车辆产生的荷载效应大于该桥近期要求达到的标准荷载等级的荷载效应时，可按重型车辆的载重要求直接检算桥梁。

3．承载能力检算

为了充分利用旧桥，如按规范要求布置挂车或履带车检算桥梁承载能力不能通过时，也可采取车辆的运行路线(如加大车轮边缘与路缘石的间距)、车间距、车速等措施进行承载能力检算。

4．检算要点

根据桥梁的实际状况，参考以往的设计计算资料，着重进行结构主要控制截面、结构薄弱部位的检算。除结构裂缝发展严重，刚度显著降低的旧桥外，一般可不必检算桥梁的刚度。多孔桥结构相同、跨径相同的孔，应选择受力最不利与损坏较严重的孔进行检算。

检算时应以实际调查的结构各部尺寸及材料强度为依据，若实际调查值与设计值相差不大时，仍可按设计值进行检算。如质量问题严重的构件，应根据检查资料进行强度折减。

梁式桥桥面铺装混凝土与梁体结合较好时，可考虑其参与共同受力。组合梁桥如接合面产生开裂、错位等现象应对其组合截面进行适当的折减。

钢筋混凝土梁桥缺乏主梁配筋资料时，可参考同年代类似桥梁及图纸进行承载能力估算。最好以仪器探测的主筋尺寸、位置及数量作为检算依据。

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砖石及混凝土拱桥主拱圈如已开裂，应检算开裂处的局部受力，当裂缝高度超过截面中性轴时，内力计算时开裂处应作为铰接点处理。

拱桥拱上建筑的联合作用应予以考虑。可根据拱上建筑的类型，完好程度及所检算的截面位置等区别对待。

当墩、台发生不均匀沉降、滑移或倾斜时，应对地基承载能力进行检算，并检算对超静定上部结构内力的影响。

计算永久荷载时，应采用桥梁经养护、维修、加固后的实际恒载重量。

第三节 桥梁详查

一、桥梁详细检查的目的

仅通过桥梁普查，并不能够对旧桥材料状况及结构整体耐久性进行评定，尤其对那些原始设计资料不足的旧桥。所以在旧桥检测中还需要对桥梁结构采用一些专门的技术和检测设各进行深入而细致的检测，其中包括通过无损和半破损的技术来检测混凝土的强度、确定混凝土中钢筋分布和保护层厚度、混凝土内部缺陷的超声法检测、钢筋锈蚀电位的检测及钢结构的无损检测等。

二、详细检查包括的内容

(1)结构材料及缺损状况的检测。主要包括结构缺损程度检测、材料物理与力学性能检测和材料腐蚀状况及化学性能测试等。

(2)结构功能状况检测。主要包括结构固有模态参数测定、结构几何彤态测量、横载变异状况调查及墩台基础变位调整等。

公路旧桥常见的检测项目见表15-2-1所列。

公路旧桥常见检测项目 表15-2-1

序号 1 2 3 常见检测项目 桥梁结构重力变异状况调查 桥梁几何形态参数的测定 结构构件表观状况详细检查 10 11 混凝土碳化深度测量 混凝土结构巾钢筋分布状况及保护层序号 9 常见检测项目 混凝土电阻率的检测 22

厚度的检测 4 5 6 7 8 结构构件材质强度检测 结构构件内部缺陷与表层损伤的测定 裂缝深度检测 钢筋锈蚀电位测量 混凝土中氯离子含量的测定 12 13 14 15 桥梁结构模态参数的测定 索结构索力的测定 桥梁基础与墩台变位情况的调查 地基与基础的检验

三、详细检查后做出的鉴定

详细检查应根据桥梁的破损状况和性质，采用仪器和设备，进行专门的检测与检验，针对桥梁现状进行检算分析，形成结论性鉴定意见。

(1)桥梁结构材料缺损状况。包括对材料物理、化学性能、材料损坏程度及缺损原因的测试鉴定。

(2)桥梁结构承载能力。包括对结构强度、稳定性和刚度的验算分析与荷载试验需求确定。

(3)桥梁防灾能力。包括桥梁抗洪水、抗流冰能力以及地质灾害影响的检测鉴定。

桥梁材料缺损状况鉴定，可根据鉴定要求和缺损的类型、位置，选择表面测量、无破损检测技术和局部取试样等可靠有效的方法，试样应在有代表性构件的次要部位获取；桥梁结构承载能力鉴定，一般采用在详细检查的基础上通过结构检算分析，必要时结合荷载试验的方法；桥梁抗灾能力鉴定，一般采用现场测试和检算的方法，特别重要的桥梁可进行模拟试验。

四、详细检查的报告包括的内容

(1)概述检查的一般情况。包括桥梁的基本情况，检查的组织、时间、背景和工作过程等。

(2)目前桥梁技术状况的描述。包括现场调查，检测项目及方法、检测数据与分析结果、桥梁技术状况评价等。

(3)结构材料缺损状况鉴定、桥梁结构承载能力鉴定、桥梁抗灾能力鉴定情

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况等。

(4)详细阐述检查部位的损坏程度及原因，并提出结构部件和总体的维修、加固或改建的建议方案。

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