中交二公局工程检测技术有限公司 陕西省西安市 710069
摘要：为确保运营桥梁始终处于正常工作状态，提高桥梁寿命，该文根据桥梁各组成结构的部位与检查要点，使用无损检测技术，对某等截面钢筋混凝土连续箱梁桥进行损伤测定与评估，阐述了此类桥型常见的病害并对其成因进行系统分析。结果表明：该桥技术评定为4类，已对桥梁的结构安全构成重大威胁。主梁多处出现结构裂缝，下部结构开裂及支座变形严重，附属设施出现不同程度的破损。建议对该类桥梁采取补强、修复、更换支座等措施，以满足结构承载力和设计要求。
关键词：连续箱梁桥；小曲线半径；常见病害；成因分析
引言
我国公路桥梁建设取得令人瞩目的成绩，相关数据显示，目前我国公路桥梁数量已经超过80万座。由于我国公路交通的不断发展以及桥梁长期服役期间的自然老化，已有较多桥梁存在设计荷载标准低，承载力不足，桥宽不够，桥梁构件破坏严重等现象，因此这些桥梁技术状况相对较差、存在严重的安全隐患[1]。桥梁在交通工程中发挥着举足轻重的作用，而其耐久性不足造成结构劣化的现象一直是社会关心的问题，桥梁的养护管理也越来越受到重视[2]。我国在役桥梁中，尤其是建造于上世纪八、九十年代，由于技术成熟，受力明确，中小跨径钢筋混凝土连续梁桥数量较多，箱形截面由于其抗扭刚度大，抵抗正负弯矩等特点在连续梁桥上“物尽其用”。桥梁病害多发生在钢筋混凝土连续箱梁桥，影响结构寿命，阻碍连续箱梁桥的发展，也使得对该类桥型在运营期间检修加固的研究成为一种趋势。
对于桥梁常见病害与养护管理方面问题，近年来国内外学者进行了大量的研究。比如：贺栓海等[3]提出了用粘结钢板的方法加固钢筋混凝土梁式桥的分析与设计方法，根据有关试验结果，提出正截面强度、接触面应力的分析方法并用于设计中。牛彩红[4]系统阐述了公路桥梁伸缩缝常见病害的成因，并提出了相应的养护管理措施。王健[5]等结合杭州湾跨海大桥水泥混凝土桥面铺装车辙病害的调查数据，运用单轴贯入试验和汉堡车辙试验，得出流变型车辙产生的原因是由于材料抗剪强度不足导致的。张翼强等[6]进行了钢筋混凝土桥梁常见耐久性病害和裂缝病害分析，提出相应的病害预防治理措施。通过橡胶支座的整改方法[7]、采用碳纤维布的加固技术[8-10]或对高速公路桥梁上部结构、下部结构及附属设施的典型病害进行分析，对其维修和日常养护管理提出建议[11-13]。
综上所述，既有文献对钢筋混凝土在役梁式桥常见病害及成因进行分析，提出部分加固措施虽取得一定的成效，但是仍然存在一些不足，有的方法若使用不当还会导致不良后果。故针对某等截面钢筋混凝土连续箱梁桥，特别是小曲线半径梁，系统阐述了该类桥梁上部结构、下部结构及附属设施典型病害并对成因进行分析，采用合理支座形式，为同类桥梁的运营养护管理提供参考和依据。
1工程概况
某桥梁跨径组成为7×18m。桥梁上部结构采用等截面钢筋混凝土连续箱梁，梁高均为1.2m。横断面为双箱截面，左右幅均为单箱单室直腹板箱型截面中间设1米的现浇段，上设置中央防撞护栏。箱梁均采用C40混凝土。下部结构为柱式桥墩，肋板台。桥面为10cm厚水泥混凝土铺装。该桥于1999年11月建成通车。设计荷载为汽—超20级，挂-120，桥面净宽为18.5m=0.5m（护栏）+8.25m（行车道）+1.0m（中央分隔带）+8.25m（行车道）+0.5m（护栏）。地震基本烈度为Ⅶ度。
桥墩台编号为0号～7号，其中，0号桥台为肋板式桥台，下设4根φ120的钻孔灌注桩。1号～6号墩均为双柱式桥墩（左、右幅桥各一根），墩柱直径为1.3m，高8.693～11.128m；7号墩为四柱式桥墩（左右幅均为双柱），内侧墩高为11.711m，外侧墩高为11.634m。桥墩桩基均采用150cm的钻孔灌注桩。1号～6号采用QZ-5000GD支座，桥台及7号墩采用D350×66四氟板支座。桥台伸缩缝处采用GDF—MZL—80型伸缩缝。
2病害调查
检测单位对该桥进行外观检查，发现主梁底板、翼缘板、腹板均存在多道裂缝，且主梁底板、翼缘板裂缝发生的部位均处于结构受力的典型位置；桥墩墩柱顶部环向裂缝，最大裂缝宽度为0.51mm；部分支座发生剪切变形，已经失去使用功能。桥面铺装、伸缩缝、护栏、泄水管等附属构造均有不同程度的损坏。根据荷载试验及结构承载能力评定，该桥的技术状况等级为4类，已对桥梁的结构安全构成了较大的威胁，严重影响了正常使用的要求，需要对桥梁进行加固、维修。
1 主梁
（1）箱梁各个部位均出现裂缝：底板横向贯通裂缝密集，最大缝宽0.27mm；墩顶位置处翼缘板下缘横向开裂，最大缝宽为0.28mm；腹板的竖向裂缝，最大缝宽为0.43mm。
（2）箱梁梁底多处混凝土破损，钢筋外露并锈蚀；箱梁翼缘板渗水，并伴有水渍。
2 支座
梁底预埋钢板锈蚀严重，支座钢构件锈蚀，杂物堆积。橡胶支座剪切变形严重，失去正常的使用功能。
3 下部结构
（1）1-1墩柱、4-1墩柱、6-2墩柱均有1条环向裂缝，1-2墩柱有2条环向裂缝，宽度范围在0.18～0.51mm,缝呈两端窄，中间宽的形态。
（2）0号桥台左、右台帽出现水渍、混凝土蜂窝麻面、右侧抗震挡块断裂等病害。
4 附属构造
（1）桥面铺装30%面积磨光露骨，其上布满坑洞，其中个别较大较深；接缝处铺装层混凝土均微剥破损。
（2）伸缩缝锚固区混凝土出现横向贯通裂缝，伸缩缝破损，内沉积物堵塞、失效。
（3）钢栏杆有两处损坏，护栏局部混凝土蜂窝麻面、剥落、裂缝、露筋锈蚀，其中中间护栏混凝土剥落、露筋锈蚀较严重。
（4）泄水孔杂物堵塞；泄水孔水篦子缺失；泄水管生锈。
3 病害分析
根据桥梁病害的分布情况，对桥梁病害产生的原因进行分析，其原因在于：
（1）箱梁底板横向裂缝由跨中向桥跨两端由密到疏分布规律，部分裂缝延伸至箱梁腹板。墩顶部位翼缘板下缘的横向开裂，这种裂缝都是由于跨中底板下缘，支点处顶板上缘拉应力过大而产生。根据现状计算结果表明第一联箱梁的抗弯承载力不满足规范要求，支点处计算裂缝最大宽度为0.22mm，跨中处计算裂缝的最大宽度为0.23mm，与实际检测到的箱梁裂缝宽度较为吻合，可以推断该种裂缝属于受力裂缝。
（2）由于第一联平面位于R=150 米的缓和曲线上，中间墩采用独柱墩(单幅桥梁)，固定支座，桥墩类似两端固端约束的杆件，在外荷载的作用下，支座不允许其正常变位，导致墩柱的纵、横向弯矩过大，从而使墩柱顶产生水平裂缝。墩柱的水平开裂是由于独柱墩采用固定支座所致。
（3）对于小半径曲线桥梁，支座布置形式通常采用以下布置形式：①全部采用抗扭支承；②两端设抗扭支承，中间设置单向铰支承；③两端设抗扭支承，中间为单向铰支承或抗扭支承；该桥在联端采用四氟滑板支座，中间墩均采用固定球形支座，此种支座布置形式不同于常规设计，而本桥下部结构为柔性墩柱，在外荷载的作用下上、下部结构的纵、横向位移均较大，支座与上、下部结构变位不协调，导致支座发生剪切变形的现象严重。
4小结
（1）基于外观检测和耐久性评定，等截面钢筋混凝土箱梁桥的各个部位均出现不同程度的损坏，结构的力学性能劣化，承载能力不足，耐久性降低，已严重影响了桥梁的正常使用，并可能带来安全隐患。
（2）位于曲线半径较小的线形上的桥梁，墩柱顶端出现了较多的水平裂缝，表明未充分考虑曲线梁桥的弯扭耦合作用，选取合理的桥面宽度与支撑形式，能有效的释放由于自重与活载偏载产生的组合扭矩作用。
（3）主梁运营期间出现较多结构裂缝，裂缝分布符合结构力学特征，设计时要考虑城市桥梁活载日益加重的因素，相应部位的抗裂性冗余度要富裕。对桥梁定期进行外观检测，加强养护与维修，符合桥梁长寿命安全运营理念。
参考文献
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