鋼管混凝土拱橋的病害及防護措施

汪 波，王華偉，蔣昌平

(浙江省嘉維交通科技發(fā)展有限公司)

興建橋梁不僅合理地應(yīng)用了地面空間資源，也有效緩解了地面交通運行的壓力，促進了區(qū)域交通流動水平的上升。鋼管混凝土拱橋是比較先進的橋梁組合，適用于大跨度流域之上的交通設(shè)施。由于鋼管混凝土拱橋的特殊性，現(xiàn)場施工或后期使用會發(fā)生多種病害，降低了橋梁原有的使用功能，這就要求施工單位注重拱橋病害的檢測與處理。

1 鋼管混凝土拱橋常見的病害

我國交通行業(yè)快速發(fā)展帶動了建筑工程的廣泛實施，橋梁工程在現(xiàn)代交通運輸系統(tǒng)中的應(yīng)用價值更為明顯。鋼管混凝土拱橋在交通工程改造中得到了普及應(yīng)用，顯現(xiàn)了此種新型橋梁結(jié)構(gòu)的功能特性，為橋面車輛行駛提供了安全穩(wěn)定的環(huán)境。由于橋梁車流量的持續(xù)增加，鋼管混凝土拱橋承受的重力荷載越來越大，早期建成拱橋的承載性能受到破壞，進而導(dǎo)致鋼管混凝土拱橋發(fā)生了諸多病害現(xiàn)象。主要包括:

(1)拱肋病害。白天鋼管吸熱迅速膨脹時，管內(nèi)的混凝土吸熱慢，管內(nèi)混凝土不可能與鋼管一起膨脹;到了夜晚，鋼管遇冷收縮時，管內(nèi)的混凝土因降溫慢而阻止鋼管的收縮，導(dǎo)致在大直徑鋼管中鋼管與核心混凝土脫空。此外，當(dāng)大氣的相對濕度大于60%時，鋼材表面就會形成一層肉眼看不見的水膜，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。

(2)吊桿病害。通過對部分鋼管混凝土橋的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)平行鋼絲拉索PE 護套一般在幾年內(nèi)就開裂。相關(guān)資料表明，拉索PE 護套最短不到1年，最長不到10年就產(chǎn)生開裂。腐蝕是吊桿比較多見的病害現(xiàn)象，其是造成鋼絲疲勞斷裂的基本原因，鋼索腐蝕的主要原因是防護措施開裂失效，導(dǎo)致水、氧氣及其它有害物質(zhì)與鋼索直接接觸引起銹蝕。

(3)系桿病害。系桿病害主要集中于銹蝕、拉力失衡等方面。首先，雨水由橋面混凝土裂縫滲入鋼箱內(nèi)，鋼箱底部又未做任何特殊排水處理，雨水就聚集在鋼箱內(nèi)而無法排出，這加劇了系桿的銹蝕。其次，由于在施工過程中，預(yù)留孔道偏小導(dǎo)致穿索較為困難，造成鋼絞線排列不整齊，張拉力失去均衡導(dǎo)致鋼絞線被拉斷。

2 鋼管混凝土拱橋病害的防護措施

通過檢查與檢驗，系統(tǒng)地掌握橋梁技術(shù)狀況，較早地發(fā)現(xiàn)缺陷與損壞等異常情況，及時采取養(yǎng)護措施，保證行車安全，延長使用壽命。鋼管混凝土拱橋病害防護需從長遠角度考慮，以實際車輛交通運行為主要參考，擬定一套相對完整的病害防護方案。筆者認為，防范拱橋病害應(yīng)采用針對性的工藝技術(shù)，為鋼管混凝土拱橋提供有利的保障措施。

(1)修補技術(shù)。拱肋發(fā)現(xiàn)裂縫后，應(yīng)由專業(yè)技術(shù)焊工及時用手電鉆在裂紋端鉆一直徑2 ～3 mm 的圓孔，制止裂紋的擴展，然后用碳弧氣刨清除裂紋部位。裂紋清除后，用砂輪打磨干凈，預(yù)熱后用CO2保護焊修復(fù)。修復(fù)完畢應(yīng)進行無損檢查，確認焊縫缺陷不復(fù)存在，否則應(yīng)重新修補。修復(fù)工作進行前，應(yīng)制定相應(yīng)修補方案及焊接修復(fù)工藝，焊接工藝應(yīng)進行必要的測試與評定。對重要部位焊縫修復(fù)，應(yīng)征得有關(guān)專家認可后方可實施。

(2)涂層技術(shù)。依據(jù)涂層檢查進行綜合評定結(jié)果，在補修之前要查明其退化原因。修補大致可分為全面和局部兩種方法，選擇時應(yīng)考慮涂層的退化狀況、經(jīng)歷年數(shù)和環(huán)境等。全面修補是為了使防銹效果長期地保持下去，常傾向于在出現(xiàn)初期退化時，全面重新涂刷;部分修補是將部分退化顯著的部位重新涂刷。例如，由于混凝土橋面板裂縫漏水，對下面鋼構(gòu)件涂層受到侵害的部位重新涂刷。

(3)包裹技術(shù)。在拱座與裸露的鋼管混凝土交界段以上露出的鋼管表面，若涂層出現(xiàn)褶皺、龜裂，在排除涂層質(zhì)量、氣溫、老化等原因外，宜再將包裹混凝土向上延長。若拱座的外包混凝土出現(xiàn)褶皺、龜裂、裂紋，當(dāng)無明顯變形時，可暫用水泥砂漿涂抹。待穩(wěn)定后再根據(jù)情況進行修復(fù)。對拱座處的積水要及時排除，保持清潔干燥，每年冬夏來臨之前，對裸管段與有外包混凝土的管段交界處要涂厚油脂。

(4)綜合養(yǎng)護。吊桿的養(yǎng)護是鋼管混凝土拱橋養(yǎng)護工作的重點，吊桿養(yǎng)護的重點部位是上、下錨頭處，應(yīng)經(jīng)常檢查吊桿兩端的錨固部位是否浸水、銹蝕和開裂、松動等。冷鑄錨頭和螺栓是暴露在大氣中的，要注意防水、防銹。定期對錨頭進行檢查，對發(fā)現(xiàn)的銹蝕立即進行除銹，重新涂裝，防護層損壞應(yīng)及時修復(fù);當(dāng)發(fā)現(xiàn)錨頭銹蝕，應(yīng)將錨具以及承墊塊外的原有防銹材料及銹跡擦凈，再涂防銹材料進行防護。

3 結(jié) 論

受到多方面條件的限制，國內(nèi)鋼管混凝土拱橋的病害率較高，若依舊采用傳統(tǒng)施工方法則難以取得預(yù)期的工程價值。為了防范交通事故的發(fā)生，提高混凝土拱橋的使用功能，應(yīng)注重鋼管混凝土常見病害的處理。這就要求施工單位先進行系統(tǒng)性的病害分析，再結(jié)合日常檢測方法掌握處理問題的有效措施，從多個方面強化鋼管混凝土拱橋的使用功能。

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