[交通运输]公路既有桥梁检查、检测与评定.ppt

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1、既有公路桥梁日常检查、检测与评定,长安大学公路学院桥梁系 2008.,目 录,第一章 概述 第二章 既有公路桥梁的检查 第三章 既有公路桥梁的检测 第四章 既有公路桥梁的评定方法,第一章 概述,本讲稿是 依据交通部 公路养护与管理发展纲要（2001-2010） 公路桥涵养护规范（JTG H11-2004） 公路桥梁管理工作制度 要求进行的,第一节 国内外既有公路桥梁养护概述,既有公路桥梁暴露在大自然中，大气中含盐量，高温、潮湿，构成金属易腐蚀的环境。近年来又因工业的发展，加以车辆急剧增重，且排放高腐蚀废气，再加上地震、山林滥垦、河川滥采砂石，使桥梁耐久能力受到更严峻的挑战。因腐蚀、震灾、洪灾、

2、土石流等对桥梁寿命的威胁时有所闻。因此，养护检测体系相关技术：防蚀、防震、防洪技术的发展及桥梁维修、加固及其技术准则的制订，对桥梁安全耐久的确保具有重要的价值与意义。虽然各种桥梁病害原因至今已能大致掌握，但目前为止，国内工程界对一般桥梁维修加固技术的改良及开发仍有相大的提升空间。由洪灾、震灾及损坏修护中所得的经验与教训，各相关单位是否可作交流与共享，避免重蹈覆辙。以期最少的经费来保证坚固耐久的桥梁，则是桥梁维护管理中一个相当严肃且值得重视的国际性课题。,一、桥梁检查的目的,通过对桥梁的技术状况及缺陷和损伤的性质、部位、严重程度及发展趋势，弄清出现缺陷和损伤的主要原因，以便能分析和评价既存缺陷和

3、损伤对桥梁质量和使用承载能力的影响，并为桥梁维修和加固设计提供可靠的技术数据和依据。因此，桥梁检查是进行桥梁养护、维修与加固的先导工作，是决定维修与加固方案可行和正确与否的可靠保证。它是桥梁评定、养护、维修与加固工作中必不可少的重要组成部分。这就是国内外为什么十分重视桥梁检查工作的主要原因。,预防性维修及反应式维修养护策略,二、国外公路既有桥梁养护现状,1981年4月联合国经济合作与发展组织（OCED）主持召开了关于“道路桥梁维修与管理”的会议，会议提出了桥梁养护方面有待研究的六个问题： 如何正确评价现有桥梁的实际承载能力与安全度 如何及早检查发现桥梁产生的损坏及异常现象，正确地检定结构物的损

4、坏程度，从而采用合理的维修加固方法 桥梁损坏与维修加固的实际应用 桥梁维修加固新技术 桥梁设计与维修管理的关系（如何把维修加固中发现的问题，放到今后桥梁设计中进行考虑） 桥梁维修加固的展望。,1991年第二届混凝土耐久性国际学术会议上，METHA教授在其报告中指出：“当今世界，混凝土破坏的原因，按重要性递降顺序排列是：钢筋腐蚀、寒冷气候下的冻害、侵蚀环境下的物理化学作用”，“40年代以来，混凝土建筑工业的迅猛发展，通过硅酸盐水泥组成变化，导致坍落度大的混凝土拌合物易发生中和作用。用这种混凝土制作的构件强度能满足要求，但从钢筋保护和混凝土耐冻、耐腐蚀的角度看，则不满意，即当今更多的混凝土结构，比

5、50年前更不耐久。”,在旧桥检测方面，美国是目前世界上最发达的国家，其发展基本上代表了目前世界上的最新水平： 无损检测（NDE-NONDESTRUCTIVE EVALATION）是诸多检测方法中使用最普遍的，历史上的NDE技术主要有涡流仪，磁试验透入试验，X射线试验和超声试验，目前这些技术又有了新的发展：如声发射、磁分子和磁漏。 对混凝土进行探伤或半探伤检测的技术也已比较成熟：如拨拉（间接抗剪、抗拉强度）、拉伸（抗拉强度）、折断（抗折模量）、WINDSON试验（抗贯入）、TESCON试验（应力应变关系）、CORES试验（强度）、成熟度法（温度与时间关系）和渗透性试验（氯离子、电和气体渗透）等。

6、 目前正致力于研究用超导材料技术进行混凝土结构钢筋锈蚀度的检测方法。 在旧桥养护管理系统方面，美国、日本、丹麦等发达国家先后建立了完善的桥梁养护管理计算机系统，并通过系统研究形成了一套完整的旧桥检测、评定与技术改造体系。,三、我国既有公路桥梁现状,50年来，我国桥梁建设也取得了飞速发展，现有桥梁已超过了24万座。但据1999年全国桥梁普查资料，94%以上桥梁为中、小跨径桥梁，且大部分分布在技术标准低、通行能力差的县乡公路上，约有1/3处于三、四类的状况。除此而外，属荷载标准低、桥面宽度窄、不能满足通行要求的约占桥梁总长的15。我国公路桥梁的主要技术缺陷有七个方面 ：,缺陷一设计荷载标准偏低，承

7、载能力不足：早期建造的桥梁，特别是60年代、70年代建造的桥梁，设计荷载大多为汽-13、拖-60或汽-15、拖-80，还有相当一部分桥梁的荷载标准仅为汽-10、履带-50，甚至低于汽车-10级。随着交通量的增加和荷载等级的提高，原有桥梁已经无法满足现今交通的需要，有的桥梁已出现严重病害，有的桥梁有出现病害的可能。 缺陷二通行能力不足：桥面宽度不足；桥梁平面线形、纵断面线形标准太低。桥上通车净空或桥下通车净空不足。,缺陷三人为及自然因素引起结构的损坏：超出设计的洪水、泥石流、浮冰、冰冻、地震、强风、船舶撞击，河道不恰当开挖，桥梁基础下的岩溶、矿山坑道等，引起桥梁结构的局部损害。 缺陷四超期服役：

8、这一部分桥梁并不是太多，主要是建造时期较早，如50、60年代建造的桥梁，设计使用寿命一般只有3050年，这些桥梁目前仍在使用中。 缺陷五超负荷使用：这一部分桥梁按路线等级或者预期设计荷载等级来说，设计荷载等级并不低，但由于一些特殊原因，桥梁使用荷载大大超出设计荷载，致使桥梁长期在超重荷载作用下运营。,缺陷六设计、施工的先天不足：有些桥梁设计上不是很合理，结构构造处理不合理，桥梁在早期运营时其缺陷并不明显，运营一定时间后，病害逐渐显现出来。有些桥梁由于受施工质量、施工技术、施工手段等影响，存在一定的技术缺陷，随着运营时间的增加，其病害也逐渐在发展。 缺陷七养护维修或加固措施不当：有些桥梁的技术缺

9、陷则是由于养护维修不恰当引起的。如桥面维修增加过大的恒载，致使桥梁负担加重；桥面排水处理不当，桥面渗水；如支座维修不当，约束了承重结构的变形等。有些桥梁则是加固不当引起的。如加固施加的预应力大小或者位置不恰当，引起结构的二次病害； 如结构体系改变不合理，致使结构的关键部位应力超限等。,可喜的是：特别是改革开放以来，我国的桥梁工作者对公路旧桥的检测、评定、技术改造进行了大量的研究工作，并取得了一定的成绩。 在旧桥检测方面：我国在大量引进并相继开发了混凝土强度和缺陷超声波检测设备、智能化红外成像测试设备，智能钢筋及保护层测量仪和钢筋锈蚀电位测量设备等等先进设备。 在旧桥评定方面：交通部于1988年

10、颁布了公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)，该方法主要是基于荷载试验评定方法，其对旧桥承载能力的检算基本上是按现行的有关公路桥梁设计规范进行，并根据桥梁的调查、检算及荷载试验情况，采用旧桥检算系数Z1和Z2对检算结果进行适当的修正。近年来，国内外一些学者在旧桥承载能力评定方法方面曾做过大量的潜心研究，先后提出了“以计算为主的评定方法”、“基于桥梁质量检查的评定方法”、“动态法测定桥梁承载能力”及“荷载试验与计算分析相结合的方法”等多种方法。 公路桥梁承载能力检测评定规程（送审稿）,我国在旧桥的检测、评定与加固方面取得了飞速的进步。但同西方发达国家相比在以下五个方面仍存在着较大差距： 桥梁检测手段和

11、仪器设备的开发研制 桥梁检测、评定、加固的系统化及标准化 加固维修材料和工艺设备 对加固原理及计算方法的研究深度 相关技术标准、应用规程及施工指南的制定。综上，我们桥梁养护工作者仍需加倍努力，缩短差距，使我国旧桥养护早日走上可持续发展之路。,第二节 既有公路桥梁养护环节,一、公路旧桥养护的内容 为了保证桥梁经常处于完好的技术状态，满足承载能力和通行能力的要求，必须对桥梁进行及时的养护，桥梁养护的工作内容主要有以下几方面： 1)技术状况检查； 2)建立和健全完善的桥梁技术档案； 3)桥梁构造物的安全防范； 4)桥梁构造物的经常保养、维修和加固。,二、公路旧桥健康养护流程,公路旧桥健康养护流程主要

12、由五个重要环节构成： A观旧桥检查：对旧桥材料质量和工作性能等所作的一般调查，以目测为主。 B诊旧桥检测：对旧桥材料质量和工作性能等所作的更加精确的检测、试验等。 C断旧桥评定：对已建成桥梁的使用状况及承载能力等进行综合的评价。 D修旧桥维修：对已建成桥梁上危害桥梁正常运营的部分进行的小修小养工作。 E治旧桥加固：通过加强构件和对重大病害进行彻底整治来提高桥梁承载力的措施。,第二章 既有公路桥梁的检查,第一节 公路旧桥的三查（上） 旧桥检查依据规范应分为经常性检查、定期检查和特殊检查三类（简称三查）。 经常检查主要对桥面设施和桥台附属构造的技术状况进行日常巡视检查，及时发现缺损并进行小修保养工

13、作。 定期检查按规定周期，对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行定期跟踪的全面检查。主要检查各部件的功能是否完善有效，构造是否合理耐用，发现需要大、中修、改善或限制交通的桥梁缺损状况；同时检查小修保养状况。 特殊检查分为应急检查和专门检验（大部分工作归于旧桥检测，详见下一章）,桥梁检查分为经常检查、经常检查及特殊检查。经常检查频率最高，工作最为简单，但数据内容较少，没有定量指标，缺乏对桥梁的评价，仅为一基础性的检查工作。特殊检查难度较大且需委托有相应能力和资质的单位进行，不是大家的工作内容。因此定期检查应为桥梁检查与评定的重点工作内容，其难度、工作量适中，有定量指标，可以较为合理的对桥梁进

14、行评价。,一、经常检查（第一查）,（一）经常性检查又叫日常检查或例行检查，以直接目测为主，配合简单工具量测。由县级公路管理机构专职桥梁养护工程师（或技术员）负责，旨在确保结构功能正常，使结构能得到及时的养护和保养或紧急处理，对需要检修和一些重大问题作出报告。 （二）经常检查每月至少进行一次。（在诸如大风雨、暴雨和洪水等特殊自然现象发生之后，对暴露性建筑物还应进行更大规模的经常检查） （三）检查时，路段检查人员或桥工班或护桥人员进行扫视性检查，需当场填写桥梁经常检查记录表（下一页）,经常检查中检查人员应特别注意的问题如下： 桥面铺装是否平整，有无裂缝，局部坑槽、积水、沉陷、波浪、碎边，混凝土桥是

15、否有剥离、渗漏，钢筋是否锈蚀，桥头有无跳车。 排水设施是否良好，桥面泄水管是否堵塞和破损。 桥面是否清洁，有无杂物堆积，杂草蔓生。 伸缩缝是否堵塞卡死，联接部件有无松动、脱落、局部破损，支座是否完好 人行道、缘石、栏杆、扶手和引道护栏（柱）有无撞坏、断裂、松动。错位、缺件、剥落、锈蚀等。 河床是否受到冲刷而下切以至低于设计标高。 墩台的基础是否受到冲刷变形、下沉。 墩台是否受到船只或漂浮物撞击而受损。 翼墙（侧墙、耳墙）有无开裂、风化剥落和异常变形。 锥坡、护坡有无局部塌陷，铺砌面是否塌陷、缺损，有无垃圾成堆。灌木杂草丛生。桥头排水沟和行人台阶是否完好。 交通信号、标志、标线、照明设施是否完好

16、。,针对上部结构主要承重构件有结构有无异常变形。 针对下部结构桥位区段的冲淤变化； 基础是否受到各种原因引起的损坏及腐蚀； 墩台是否受到船只或漂浮物的撞击而受损。,重 点：,基础下沉：桥面线形变化,基础下沉：桥面护栏（栏杆）变化,基础下沉：梁端间距的变化,基础下沉,二、定期检查（第二查）,（一）定期检查的目的：通过对结构物进行彻底的、视觉的和系统的检查，建立结构管理和养护档案，是桥梁养护管理系统中，采集结构技术状况动态数据的工作。通过定期检查可以对结构的损坏作出评估，评定结构构件和整体结构的技术状况，从而可以确定特别检查的需求与结构维修、加固或更换的优先排序。 （二）定期检查由地（市）级公路管

17、理机构的专职桥梁养护工程师负责，制定桥梁年度定期检查计划，组织实施辖区内桥梁定期检查工作。县级公路管理机构的桥梁养护技术人员协同实施。负责的检查工程师应根据管辖区内登记的桥梁基本数据表(桥梁卡片)，制订出年度桥梁检查实施计划。 （三）定期检查人员必须事先准备和携带下列文件：桥梁检查清单。桥梁基本数据表。新建桥梁应根据技术档案事前登记好基本数据表，最近经过专门检验或维修(大、中修)、加固改善的桥梁，其内容必须事先登记在基本数据表内。桥梁定期检查记录表包括本次用的和上次(最近的)记录的检查数据表。本次用的表应事先将表头的基本数据填好。 （四）定期检查以目视观察为主，必要辅以测量仪器。市级检查组应配

18、备专用小型检查车（车顶装载伸缩人梯）。,（五）定期检查必须接近或进入各部件仔细检查其功能及材料的缺损状况，并在现场完成下列工作： （1）现场校核桥梁基本数据。 （2）当场填写“桥梁定期检查数据表”，记录各部件决损状况。 （下一页） （3）根据（2）作出技术状况评分（具体评定方法详见第三章） （4）实地判断缺损原因，估定维修范围及方式。 （5）对难以判断损坏原因和程度的部件，提出特殊检查（专门检验）的要求。 （6）对损坏严重、危及安全运行的危险桥梁，提出暂时限制交通的建议。 （7）根据桥梁的技术状况，确定下次检查时间。,（六）定期检查的时间：按桥梁的不同情况规定如下： 新建桥梁竣工接养一年后必须

19、进行定期检查； 一般桥梁检查周期不得超过三年； 非永久性桥梁每年检查一次； 桥梁技术状况在三类以上的，必须安排定期检查； 定期检查一般安排在有利于检查的气候条件下进行。,（七）定期检查的顺序与缺损位置描述规则 （1）定期检查顺序规定如下： 按路线里程增长方向和从右至左的顺序检查（注意防止漏检）。 从下往上顺序检查：首先检查下部结构和基础冲刷，同时检查上部结构的底面和侧面，然后顺序检查支座、箱梁内部，最后检查桥面系统。 桥梁主体结构检查完成后，检查调治构造物的状况。 在检查结构缺损状状过程中，同时校对桥梁结构的基本数据是否与实际相符。,（2）缺损位置描述规则如下： 先描述发生缺损构件所在的桥跨号

20、和墩台号。然后再在同一墩台或桥跨中按里程增长方向从右至左对相同类型构件顺序编号，起始号一般定为1。 给定构件的的缺损位置，可以用右侧面(R)、左侧面(L)、高桩号侧面(HX)、低桩侧面(S)、上面(UP)、底面(UD)等来描述损坏出现构件在哪一个面上。 对于构件任一面上的损坏位置，可以用“跨中”、“支点处”、“中部”、“端部”、“顶部”、“底部”等来详细描述。 拱桥中的拱肋、拱上建筑等亦可用次法编号,（八）定期检查的要点 桥跨结构应首先观察有否异常变形、声音、振动、摆动。如上部结构竖向曲线是否平顺，拱轴线变位状况，桥跨有无异常的竖向振动或横向摆动等；其次再检查各部件的技术状况，并查找异常原因。

21、 支座主要应检查其位移是否正常、功能是否完好，组件是否完好、清洁，有无断裂、错位和脱空现象；其固定端是否松动、剪断、开裂。 对于各种类型支座的检查，应注意的问题分别如下： 简易支座的油毡是否老化、破裂或失效 钢板滑动支座和弧形支座是否干涩、锈蚀。 摆柱支座各组件相对位置是否准确，受力是否均匀。 四氟板支座是否脏污、老化。 橡胶支座是否老化、变形。 盆式橡胶支座的固定螺栓有否剪断，螺母是否松动。 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。 活动支座是否灵活，实际位移量是否正常。 支座垫石是否破碎。,墩台与基础的检查应包括下列内容： 桥墩、台及与基础有否滑动、倾斜、下沉、

22、冻拔或冲撞损坏。 混凝土墩台及台帽有无冻胀、风化、腐蚀、开裂、剥落、空洞、露筋、变形等。 台背填土有无沉降、裂缝、挤压、受冲刷等情况。 空心墩的水下通水洞是否堵塞。 石砌墩台有无砌块断裂、通缝脱开、变形、砌体泄水孔是否堵塞，防水层是否损坏。 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。 基础下是否发生不许可的冲刷或淘空现象。 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，有无受到污水、咸水或生物的腐蚀。,钢筋混凝土和预应力混凝土桥跨结构的检查，包括下列内容： 混凝土有无裂缝、渗水、表面风化、剥落、露筋和钢筋锈蚀，有无活性

23、骨料硅碱反应引起的整体龟裂现象。 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。 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。 装配式梁桥应注意联结部位的缺损状况。如：组合梁的桥面板与梁的结合部位，及桥面板之间的接头处混凝土有无开裂、渗水；梁（板）接缝混凝土有无开裂和钢筋；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。,拱桥应主要检查主拱圈的拱脚、L/4、3/4 L、拱顶处和横向联系、拱上结构的变形，及混凝土开裂与钢筋锈蚀等缺损状

24、况。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固区的混凝土有无开裂、渗水，吊杆锚头附近是否有锈蚀现象。劲性骨架拱桥还要检查是否沿骨架出现纵向或横向裂缝。 A双曲拱桥的定期检查应特别注意： 拱脚有无压裂；拱肋L/4、3/4 L处、顶部是否开裂、破损、露筋锈蚀； 拱肋间横向联结拉杆是否松动、开裂、破损； 拱波与拱肋结合处是否开裂、脱裂 拱波之间砂浆有否松散脱落，拱波顶是否开裂、渗水等。 B圬工拱桥的定期检查应特别注意： 主拱圈有否开裂、渗水、砂浆松动、脱落变形；砌块有无断裂、脱落；拱脚是否开裂；腹拱是否变形；拱铰功能是否正常， 实腹拱的侧墙与

25、主拱圈间有无脱落，侧墙有无变形，拱上填土有无沉陷或开裂。 空腹拱的小拱有否变形、错位，立墙或立柱有无倾斜、开裂。 砌体表面有无苔藓，砌缝有否滋生草木。,钢桥的检查，应包括下列内容： 构件（特别是受压构件）是否扭曲变形、局部损伤。 铆钉和螺栓有无松动、脱落或断裂，节点是否滑动错裂。 焊缝及其边缘（热影响区）有无裂纹或脱开。 油漆层有否裂纹、起皮、脱落，构件是否腐蚀生锈。,吊桥和斜拉桥的检查，应包括下列内容： 主梁按相应的预应力混凝土或钢结构的要求进行检查。 索塔有无异常的沉降、倾斜，柱身、横系梁和锚固区有否开裂、渗水和锈蚀。 吊桥锚锭及锚杆有否异常的拔动滑移，锚锭混凝土有无开裂、渗水，锚（洞）室

26、内的锚杆、主索锚固段和散索鞍等部件是否锈蚀、断裂。 吊杆、拉索的两端锚固部位，包括索端及锚头、主梁锚固构造有否浸水、锈蚀和开裂，吊杆上端与主缆联结的索夹（箍）紧固螺栓有否松驰和锈死。 主缆、吊杆束和拉索的防护层是否破损、老化和漏水。 斜拉桥索颤震是否明显，减震措施是否失效。 吊桥的索鞍是否工作正常，有无锈蚀、辊轴歪斜、卡死等现象。主缆索有无明显挤偏现象。,钢管混凝土拱桥的定期检查应特别注意： 检查混凝土是否填充密实（通常可用敲击法检查） 钢管部分的检查参见检查相关内容 附属结构 A翼墙、侧墙、耳墙应检查其是否有开裂、倾斜、滑移、沉陷等降低或丧失挡土能力的状况。 B锥坡、护坡应检查其是否有冲刷、

27、滑坍、沉陷等现象，造成坡顶高度显著下降。土质锥形护坡表面覆盖草皮是否损坏，有无沟槽和坍塌现象。铺砌面是否开裂，有无勾缝砂浆脱落、隆起或下陷、灌木杂草丛生和下滑，坡脚是否损坏。埋置式桥台台前溜坡基础埋置深度是否足够，有无冲刷损坏。,桥面系构造的检查，应包括下列内容： 桥面铺装层:是否有坑槽、开裂、车辙、松散、不平、桥头跳车等现象；有无严重的裂缝（龟裂、纵横裂缝）；纵横坡是否顺适；防水层是否漏水。 伸缩缝：是否破损、结构脱落、淤塞、填料凹凸。跳车、漏水等。 人行道、栏杆：人行道有无开裂、断裂、缺损；栏杆是否松动。撞坏、锈蚀、变形。 排水设施（防水层）：桥面横坡、纵坡是否顺适，有无积水；泄水管有无损

28、坏、堵塞。泄水能力情况；防水层是否工作正常，有无渗水现象等； 桥上交通信号、标志、标线、照明设施是否腐蚀、老化需要更换，是否适用。 河床及调治构造物：河床是否变迁，有无漂浮物堵塞河道，调治构造物是否发挥正常作用，有无损坏、水毁等。,检查重点部位,（九）定期检查提交内容 桥梁定期检查后应提出下列文件： 桥梁定期检查数据表。每天检查的桥梁现场记录，应在次日内整理成每座桥梁定期检查数据表。 典型缺损和病害的照片及说明。说明应对缺损的部位、类型、性质、范围、数量和程度等加以阐述。 两张总体照片。一张桥面正面照片，在低桩号侧引道中心拍摄。另一张为桥梁立面照片，在桥梁右侧拍摄。 桥梁清单。 桥梁基本数据表

29、。定期检查完成后，应将本次检查的桥梁各部件技术状况评定结果登记在桥梁基本数据表内。,桥梁检查中应注意的问题,（1）检查工作在桥上、桥下都要进行，相比而言，桥下的检查工作更为重要； （2）检查工作须接近各个部件仔细进行，需创造条件使得检查工作可以进行（如检测车、支架或大型船只）； （3）钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥的检查重点为混凝土的开裂及钢筋的锈蚀； （4）对裂缝的描述须全面，包括裂缝发生的位置（桥梁检测部位的约定）、宽度（裂缝宽度观测仪）、长度（钢尺或皮尺）及发展情况（多次调查的情况对比及荷载作用下裂缝的变化情况）；,（5）钢筋的锈蚀情况的检查较为麻烦（除非钢筋已暴露于表面，否则间接测量只能

30、给出一个定性的指标）； （6）典型缺损和病害需拍摄照片并记录说明。缺损状况的描述应采用专业技术标准术语，说明缺陷的部位、类型、性质、范围、数量和程度。,第二节 既有公路桥梁的细部检查,为了周密检定桥梁结构的开裂、变形、腐蚀及其存在的缺陷，细部检查是不可忽视的环节。只有经过细部检查，才能更全面地发现旧桥各部位出现的病害。所以，除了掌握全桥历史发展、概况以及相关技术资料外，尤其应对各部结构的重点部位进行检定。从而更加有针对性的确定维修、加固计划。 混凝土桥梁病害的主要表现形式： 1、裂缝 2、变形（变位） 3、腐蚀,一、既有公路桥梁常见裂缝检查,桥梁结构在施工和营运使用过程中，常会出现各种不同形式

31、的裂缝。对于砖、石、混凝土结构物来说，产生裂缝几乎是不可避免的；在钢筋混凝土部分预应力桥梁中允许出现裂缝；在全预应力桥梁中也有出现裂缝的可能。裂缝检查首先应判断裂缝的类型，其次在判断其是否在允许范围内，是否需要维修或加固。,1、混凝土裂缝分类 （一）从安全性分类 1正常的工作裂缝：在设计控制范围内的裂缝 2非正常裂缝：超出规定范围的裂缝（公路旧桥裂缝限值见表） （二）从客观成因分类 1先天裂缝:由于设计不当，不可避免的在结构中产生的裂缝。 2原生裂缝:由于施工工艺不当，造成的结构中原本可以避免的裂缝。 3后天裂缝：正常使用荷载造成的累积损伤裂缝，及非正常荷载造成的突损伤裂缝。,各类公路旧桥裂缝

32、限值表,（三）从力学机理来分类 弯曲裂缝 剪切裂缝 局部承压及伴随的劈裂和崩裂 拼接缝的分离和扩展 差动裂缝(由于外部约束或内部变形反应滞后而造成的一种混凝土裂缝) （四）从产生根源上来分类 荷载和变位 成桥内力。 温度变化 材料时效(如收缩、徐变) 先天和后天的截面削弱 化学、物理作用(钢筋锈蚀；预应力筋锚头锈蚀；混凝土老化；酸碱腐蚀等),（五）从产生的时序来分类 A早期裂缝（在终凝之前产生的裂缝）一般在浇筑后第二天才能发现，主要有： 沉降缝（塑性混凝土沉降引起） 早期收缩缝 模壳变形缝 振动和荷载缝 B强度成长期裂缝 C使用期裂缝(包括突发性损伤裂缝和累计损伤裂缝两类),2、裂缝的检查及观

33、测 （一）裂缝检查与观测的内容包括： 1裂缝发生的部位、走向、宽度、分布状况以及大小和长度等； 2裂缝的变化发展情况。 （二）裂缝检查与观测的方法： A一般仪器：塞尺、手持式读数显微镜，长标距裂缝应变片、千分表引伸仪等 B现场观测裂缝变化发展情况的简单方法： 在裂缝两边设置小标杆，两杆间的距离用卡尺测量 ，或用读数放大镜直接测量裂缝的宽度。 设置两块金属板来量测，一块金属板盖过裂缝并与另一块刻有尺寸的金属板相接触，量测并记下裂缝变化的尺寸。,设标杆观测裂缝法,设金属板观测裂缝法,利用水泥浆或石膏做成薄片状的标记贴在裂缝处，或用玻璃片、较牢固的纸糊在裂缝上，观察其是否继续开裂。具体做法如下：在裂

34、缝的起点和终点划上与裂缝走向垂直的红油漆线记号，并把裂缝登记编号。观测并记下裂缝的部位、走向、宽度、分布状况和长度等。如有必要知道裂缝深度时，可用注射器在裂缝中注入有色溶液，然后开凿至显色为止，其开凿深度即为裂缝的深度。 在观测裂缝时，“要记录气温的情况，因为气温降低时，结构的外层比内层冷却的更快，因而表面收缩较快，这时裂缝显得的较大，当气温增高时则恰好相反。 裂缝调查实用方法-（裂缝记录展开图的概念 以板桥、梁桥为例） 观裂缝走向、部位、测量裂缝宽度。 摸摸裂缝两侧高差。 敲敲裂缝两侧混凝土，听声响。,3、 混凝土结构的裂缝分析 3.1 结构性裂缝（受力裂缝） 众所周知，混凝土的抗拉强度很低

35、，抗拉极限应变大约为 换句话说，混凝土即将开裂的瞬间，钢筋的应力只有 事实上，在正常使用阶段钢筋的应力远大于此值，所以说在正常使用阶段钢筋混凝土结构出现裂缝是避不可免的。因而，习惯上又将这种裂缝称为正常裂缝。实践证明，在正常条件下，裂缝宽度小于0.3mm时，钢筋不致生锈。为确保安全，允许裂缝宽度还应小一些。,新颁布的JTG D62-2004（以下简称）规定：钢筋混凝土构件计算的特征裂缝宽度不应超过下列规定的限值： 类及类环境 0.2mm 类及类环境 0.15mm 下图所示为钢筋混凝土简支梁的典型结构性裂缝分布示意图。,钢筋混凝土梁结构裂缝,钢筋混凝土梁跨中区段结构裂缝,钢筋混凝土梁支点区段结构

36、裂缝,照片一 所示的跨中截面附近下缘受拉区的竖向裂缝，是最常见的结构性裂缝。在正常设计和使用情况下，裂缝宽度不大，间距较密，分布均匀。若竖直裂缝宽度过大，预示结构正截面承载力不足； 照片二 所示为支点（或腹板宽度变化处）附近截面由主拉应力引起的斜裂缝。在正常设计和使用情况下很少出现斜裂缝，即使出现裂缝宽度也很小。若斜裂缝宽度过大，预示结构的斜截面承载力不足，存在发生斜截面脆性破坏的潜在危险，应引起足够的重视。 另外，钢筋混凝土墩柱受压构件由于纵向压力过大引起的纵向裂缝、预应力筋锚固区由于局部应力过大引起的劈裂裂缝等都属于结构性裂缝。,3.2 非结构性裂缝 混凝土的非结构性裂缝根据其形成的时间可

37、分为：混凝土硬化前裂缝、硬化过程裂缝和完全硬化后裂缝。非结构性裂缝的产生受混凝土材料组成、浇筑方法，养护条件和使用环境等等多种因素影响。 （1）收缩裂缝 在混凝土凝固过程中，由于多余水分蒸发，引起的混凝土体积缩小称为干缩。同时，水泥与水起水化作用逐渐硬化而形成的水泥骨架不断紧密，引起的混凝土体积缩小称为凝缩。收缩中以干缩为主，占总收缩量的8/109/10。收缩量随时间增长而不断加大，初期收缩较快，尔后日趋缓慢。普通混凝土在标准状态下的极限收缩变形约为(34)104。,当混凝土成形后，表面水份蒸发，这种水份蒸发总是由表及里逐步发展，截面内外温度不等，内外收缩量不一样。混凝土表面收缩变形受到混凝土

38、内部约束或其他约束限制时，即在混凝土中产生拉应力，引起混凝土开裂。尤其是混凝土早期养护不当，混凝土表面直接受到风吹日晒的影响，表面水份蒸发过快，产生较大的拉应力，混凝土早期强底低，很容易出现收缩裂缝。 收缩裂缝发生在混凝土面层，裂缝浅而细，宽度多在0.050.2mm之间。对板类构件多沿短边方向，均匀分布于相邻两根钢筋之间，方向与钢筋平行。对高度较大的钢筋混凝土梁，由于腰部水平钢筋间距过大，在腰部（或腹板）产生竖向收缩裂缝，但多集中在构件中部，中间宽两头细，至梁的上、下缘附近逐渐消失，梁底一般没有裂缝。大体积混凝土在平面部位收缩裂缝较多，侧面也有所见。收缩裂缝对构件承载力影响不大，主要影响影响结

39、构外观和耐久性。,（2）温度裂缝 钢筋混凝土结构随着温度变化将产生热胀冷缩变形，这种温度变形受到约束时，在混凝土内部就会产生拉应力，当此应力达到混凝土的抗拉强度极限值时，即会引起混凝土裂缝，这种裂缝称为温度裂缝。按结构的温度场不同、温度变形、温度应力不同，温度裂缝可分为三种类型： 截面均匀温差裂缝一般桥梁结构为杆件体系长细结构，当温度变化时，构件截面受到均匀温差的作用，可忽略横截面两个方向的变形，只考虑沿梁长度方向的温度变形，当这种变形受到约束时，在混凝土内部就会产生拉应力，出现裂缝。例如：连续梁预留伸缩缝的伸缩量过小，或有施工时散落的混凝土碎块等杂物嵌入伸缩缝，或堆集于支座处没有及时清理，使

40、伸缩缝和支座失灵等，当温度急剧变化时，结构伸长受到约束，上部桥跨结构就会出现这种截面均匀温差裂缝，严重者还可能造成墩台的破坏。,截面上、下温差裂缝 以桥梁结构中大量采用的箱形梁为例，当外界温度骤然变化时，会造成箱内外的温度差，考虑到桥梁为长细结构，可以认为在沿梁长方向箱内外的温差是一致的，沿水平横向没有温差。将三维热传导问题简化为沿梁的竖向温度梯度来确定，一般假设梁的截面高度方向、温差呈线性变化。 截面内外温差裂缝 水泥在水化过程产生一定的水化热，其大部分热量是在混凝土浇筑后3天以内放出的。大体积混凝土产生的大量水化热不容易散发，内部温度不断上升，而混凝土表层散热较快，使截面内部产生非线性温度

41、差。另外，预制构件采用蒸气养护时，由于混凝土升温或降温过快，致使混凝土表面剧烈升温或降温，也会使截面内部产生非线性温度差。在这种截面内外温差作用下，结构将产生弯曲变形，截面纵向纤维因温差的伸长将受到约束，产生温度自应力。对超静定结构还会产生阻止挠曲变形的约束应力。有时此温度应力是相当大的，尤其是混凝土早期强度比较较低，很容易造成混凝土裂缝。,混凝土温度裂缝有以下特点： 裂缝发生在板上时，多为贯穿裂缝；发生在梁上多为表面裂缝。 梁板式结构或长度较大的结构，裂缝多是平行于短边。 大面积结构（例如桥面铺装）裂缝多是纵横交错。 裂缝宽度大小不一，且沿结构全长没有多大变化。 预防温度裂缝的主要措施是合理

42、设置温度伸缩缝，在混凝土组成材料中掺入适量的磨细粉煤灰，减少水化热，加强混凝土养护，严格控制升温和降温速度。,二、钢筋锈蚀引起的病害,混凝土中钢筋产生锈蚀后，由于锈皮会吸湿产生化学反应而膨胀，其体积将增大24倍，从而胀裂砼保护层。 对于钢筋锈蚀，首先要分析是先锈后裂，还是先裂后锈。 1、先锈后裂 混凝土保护层碳化 钢筋外表砼保护层起保护钢筋作用的机理是因为砼保护层具有弱碱性，与钢筋表面产生一层钝化膜，从而保护钢筋不被锈蚀，俗称碱性保护。 但混凝土与空气中的二氧化碳CO2由水通过毛细孔与砼中气氢氧化钙起作用（化学反应）Ca(OH)2 CO2CaCO3 H2O转化为中性的碳酸钙和水使这部分砼由碱性

43、变成中性，也即PH值由原来的13降低到810，这就是混凝土碳化，当保护层全被碳化，也就是失去碱性保护，在钢筋表面不能继续生成钝化膜，当外界有腐蚀物质时，通过毛孔渗入到钢筋表面而锈蚀，从而胀裂砼保护层先锈后裂 。,氯离子锓蚀引起锈蚀 氯离子（Cl1）存在于盐中，如NaCl（氯化纳）CaCl（氯化钙），当砼中含有氯离子（Cl1）时，混凝土碱度虽然较高，钢筋周围的混凝土尚未碳化，此时钢筋也会出现锈蚀，这是因为氯离子半径小，活性大，具有很强穿透钝化膜的能力，氯离子首先吸附在钝化膜有缺陷处，使氢氧化铁反应成易溶的氯化铁，使钝化膜局部破坏，产生坑蚀。 氯离子来源： （1） 内渗型 50年代冬季施工常用氯盐

44、（氯化钙）掺加，防冻，造成钢筋锈蚀。 （2） 外掺型 化工厂、海边地区结构物、北方桥面化冰盐等 由氯离子引起钢筋锈蚀而胀裂砼保护层，也是先锈后裂类型。,2、先裂后锈 受力裂缝的裂缝宽度过大，外界腐蚀物质有直接通道而锈蚀筋。 酸雨腐蚀先腐蚀砼保护层继而锈蚀钢筋。 骨料膨胀引起砼裂缝后再锈蚀钢筋。 3、钢筋引起混凝土崩裂的形态 钢筋锈蚀引起裂缝形态一般是顺筋向的。对先锈后裂的混凝土构件，实际上在钢筋锈蚀早期，构件内部已有层离裂缝存在，但外部还尚未裂缝，此时可用小锤轻敲听声，有空壳声表示内部已有裂缝起壳，然后凿开检查。,箱内顶板钢筋锈蚀成片顶裂混凝土保护层,4、钢筋锈蚀的危害 1、粘结力减弱，降低承

45、载能力 2、钢筋截面减小，降低承载能力 3、钢筋锈蚀后易产生应力集中，增加脆性 4、预加应力钢筋锈蚀后，在高应力作用下会加快锈蚀，即所谓应力腐蚀现象。,第三章 既有公路桥梁的检测,第一节 既有公路桥梁的三查（下） 特殊检查（A应急检查B专门检验）主要根据桥梁破损状况和性质，采用适当的仪器设备，以及现场勘探、试验等特殊手段和科学分析方法，查明桥梁病害原因、破损程度和承载能力，依据桥梁技术状况评定标准确定桥梁的技术状况，以便采取相应的加固、改善措施。,A应急检查：当桥梁遭受洪水、流冰、漂流物、船舶撞击、滑坡、地震、风灾和超重车辆自行通过等自然灾害或事故后，应立即对结构作详细检查。查明破损状况，采取

46、应急措施，尽快恢复交通。其旨在查明缺损状况，以便采用应急措施，尽快恢复交通，通常由地(市)级公路管理机构的桥梁工程师主持。应急检查是一种扩大的日常检查，主要以视觉检查加经验判别。（同第一章所说述，在此不再赘述） B专门检验：对需要进一步判明损坏原因、缺损程度或使用能力的桥梁，要求针对病害进行专门的现场试验检测、检算与分析等鉴定工作，以便进行有效的养护。专门检验通常由省级公路管理机构的总工程师或授权的桥梁检查工程师主持，委托公路桥梁检测中心或具有这种能力的科研设计单位、工程咨询单位，签订专门检查合同后实施。承担专门检验的单位及负责检查的工程师应按合同规定的内容及时间，完成检查任务，并作出检查报告

47、。,一般在下列四种情况下旧桥需作特殊检查： 在地震、洪水。滑坡、超重车辆行驶。行船或重大漂浮物撞击之后；（A） 决定对单一的桥梁进行改造、加固之前；（A） 桥梁定期检查难以判明损坏原因、程度及整座桥的技术状况时；（B） 桥梁技术状况为四类、五类者。（B）,第二节 既有公路桥梁材料性能检测,第三节 既有公路桥梁的荷载试验,一、公路旧桥的静力荷载试验 公路旧桥的静力荷载试验（静载试验）将静止荷载作用于桥梁上指定位置，以便测试出结构的静应变、静位移以及裂缝等，从而推断旧桥结构在荷载作用下的工作状态和使用能力。一般以缓速行驶到桥上特定载重级别的车辆荷载作为静载，在某些情况下也可施加荷重（堆置铁块、水泥

48、、预制块件、水箱等）或者以液压千斤顶装置施力等方式来模拟车载，以达到试验目的。,二、公路旧桥的动力荷载试验 公路旧桥的动力荷载试验（动载试验）将动力荷载（行驶的汽车荷载等）作用于旧桥结构上，以便测出旧桥结构的某些动力特性，从而推断出旧桥结构在动载作用下受冲击、振动影响的特性。,第四章 既有公路桥梁的评定技术,第一节 既有公路桥梁评定概述 公路旧桥评定是对旧桥的使用功能(宏观)、使用价值(微观)、承载能力(微观)进行的综合评价。通过旧桥评定，可鉴定其是否仍具有原设计的工作性能及承载能力，进而为旧桥的维修、改造、加固提供决策性的意见。 公路旧桥评定是一个综合评价的问题，涉及到评定方法与评定标准(依

49、据相关标准、规范、试验结果及专家经验等所制定的分类等级)。桥梁状况评定，涉及到许多相关因素：一条线路包括许多桥梁；一座桥梁包括上部、下部和基础，每部分又包含许多基本构件；一个基本构件，因设计、施工、使用中的多种原因可能存在一种或多种缺损；可见，公路旧桥评定是十分复杂的。,一般来讲，对桥梁状况评定的基本要求应包括三个方面，即桥梁的安全性、耐久性和适用性。也就是说，对桥梁状况可以从使用价值、使用功能和结构承载能力等三个方面加以评价。使用价值评价，属于宏观评价的范畴。通常在对桥梁进行了直观和微观评价，确定桥梁在使用功能和承载能力的利用价值之后，还需从宏观技术经济的角度对旧桥在规划使用期限内的使用价值进行评估。 对桥梁在规划使用期限内的使用功能和承载能力的评价，分属于直观和微观评价的范畴，