(重慶交通大學(xué)建筑與土木學(xué)院　重慶　400041)

引言

系桿拱橋是一種特殊結(jié)構(gòu)的橋梁拱，它與主梁橋整體設(shè)置，由于足弓之間的水平系桿，拱腳水平構(gòu)件的荷載平衡，使基礎(chǔ)不承受水平方向。與傳統(tǒng)的拱橋和梁橋相比，具有力學(xué)性能好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、跨度大、結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)，近年來在國內(nèi)應(yīng)用。有些系桿拱橋的建造時(shí)間比較久遠(yuǎn)，在使用多年后，由于超載、銹蝕，混凝土部件脫落，造成橋梁嚴(yán)重?fù)p壞，安全無法得到保障，甚至發(fā)生橋梁坍塌事故后。

各類事故的發(fā)生是令人震驚的，同時(shí)對(duì)系桿拱橋的使用,廣泛的建設(shè),應(yīng)具有普通拱橋拱疾病的共同特征，并對(duì)疾病的原因做出分析，便于檢測疾病，對(duì)常見病有效的維護(hù)加固從而來保證橋梁的安全和高效的運(yùn)輸業(yè)務(wù)。

一、病害種類與原因分析

通過一系列現(xiàn)有的鋼管混凝土拱橋的分析，總結(jié)了系桿拱橋病害原因如下：①勘察設(shè)計(jì)有些存在著缺陷；②缺乏有效的橋梁現(xiàn)場施工監(jiān)測；③修橋的環(huán)境比較差；④自然災(zāi)害事故負(fù)荷；⑤超載車輛損壞；⑥交通量和車輛荷載水平。鋼管混凝土拱橋上部采用拱肋、系桿、桿、梁、橋面體系，下部結(jié)構(gòu)由支座、墩、樁基礎(chǔ)。該體系的主要受力為拱肋與剛性系桿、桿與梁、有機(jī)結(jié)構(gòu)體系的四拱形成相互制約。因此，文重點(diǎn)分析了4個(gè)組成部分的特點(diǎn)和成因。

1.吊桿

(1)吊索的腐蝕與斷裂。原因：①吊桿表面防護(hù)設(shè)施遭到破壞，雨水、灰塵和大氣中有害物質(zhì)進(jìn)入吊桿，與鋼絲、鋼絞線接觸引起腐蝕反應(yīng)。②系桿拱橋是一個(gè)超靜定結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力和變形協(xié)調(diào)受多種因素影響，直接影響吊桿的受力。

(2)吊桿表面的保護(hù)層時(shí)間較久，有破損和縫隙。原因有以幾個(gè)方面：①溫度的不斷改變?nèi)菀资沟貌牧蠠崦浝淇s，從而導(dǎo)致材料容易改變模樣；②長時(shí)間吊桿索不牢固，容易引起表面的防護(hù)層形狀造成破壞；③荷載不是均勻的，總是在不停的改變，同樣也是造成防護(hù)層形狀改變的重要原因之一。

2.鋼管混凝土拱肋

(1)鋼管里面的混凝土脫離。導(dǎo)致的因素：①因?yàn)橹亓Φ淖饔孟拢炷料鲁?，與此同時(shí)水就會(huì)沿著空隙向鋼管上方游動(dòng)，因?yàn)橛锌p隙，從而導(dǎo)致混凝土和鋼管發(fā)生分離。②鋼管和混凝土的導(dǎo)熱性不一樣，日照強(qiáng)烈，鋼管的變形較大，而混凝土受到的影響較小，從而變形不一致也容易導(dǎo)致分離。

(2)鋼管表面的涂層破壞了，甚至有的脫落，導(dǎo)致鋼管暴露在外面受到了腐蝕。導(dǎo)致的因素有：大氣是主要的罪魁禍?zhǔn)?，大氣的濕度及其大氣的成分決定了對(duì)構(gòu)件腐蝕程度的速度。大氣腐蝕有化學(xué)和電化學(xué)兩種類型。其中化學(xué)腐蝕的速度慢些，桿件不容易生銹，造成的影響比較小。電化學(xué)腐蝕正好與之相反。

3.系桿

多面體和旋轉(zhuǎn)體(29)：棱柱、棱錐、棱臺(tái)的概念、性質(zhì)、畫法、面積，圓柱、圓錐、圓臺(tái)、球的概念、性質(zhì)、畫法、面積，球冠及其面積，體積的概念與公理，柱、錐、臺(tái)的體積，擬柱體的體積，球、球缺的體積.

(1)鋼絞線的銹蝕和斷裂。主要有以下原因：施工的時(shí)候，因?yàn)闆]有注意，導(dǎo)致鋼絞線表面的保護(hù)層損傷，表面的黃油量減少，雨水很容易進(jìn)入，雨水腐蝕了鋼絞線，從而使得鋼絞線受到腐蝕，其預(yù)應(yīng)力等性能降低，導(dǎo)致剛度降低。

(2)系桿表面的混凝土保護(hù)層上面有裂縫。系桿的作用是屬于后張法的，預(yù)應(yīng)力如果沒有滿足一定條件就會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

二、常見的病害處置

1.鋼管拱

(1)鋼管拱空隙、空鼓的處治。在經(jīng)觀察或者檢測發(fā)現(xiàn)鋼管里面的混凝土存在空鼓或較大孔隙時(shí),可以在混凝土空鼓、孔隙發(fā)生的地方鉆一個(gè)孔,在孔內(nèi)打針注入環(huán)氧樹脂、水泥沙漿后,把鉆的孔密封起來。

(2)鋼管拱銹蝕的處治。鋼管拱的材料主要是鋼材，長期暴露在空氣中，容易發(fā)生銹蝕，所以每隔兩年就對(duì)鋼管拱進(jìn)行一些防銹涂刷油漆進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在涂刷前,要對(duì)鋼管拱被腐蝕的位置進(jìn)行除銹,把生的繡擦除掉。擦掉后涂刷規(guī)定的防銹漆,再用涂面漆加以保護(hù)。

(3)焊縫裂縫等病害的處治。鋼管拱一般是焊接而成，長期被雨水空氣侵蝕，就會(huì)出現(xiàn)焊縫開裂、脫落、銹蝕,如果不解決焊縫質(zhì)量問題，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)安全都會(huì)存在安全隱患。因此要處理這些焊縫裂縫。在修復(fù)焊縫前,要制定專門的修補(bǔ)方案和措施。當(dāng)在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)拱肋出現(xiàn)裂縫,要及時(shí)用電鉆在裂縫病害的端部鉆一個(gè)直徑差不多為 2～3 cm 的小圓孔，用機(jī)器把表面磨得平滑干凈，操作預(yù)熱后用 CO2保護(hù)焊修復(fù)，修復(fù)完成后進(jìn)行檢查。對(duì)橋梁拱肋的重要受力部位進(jìn)行修復(fù)，要專家來確定方案是否可行，不能野蠻施工。

(1)提前對(duì)橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)已經(jīng)越來越重要了。如果先開始對(duì)一些比較容易發(fā)生問題的部位進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，后期發(fā)生破壞的概率會(huì)很大的降低。。

(2)系梁常見病害的處治。裂縫寬度大約在0.12 mm,并沒有違規(guī)《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》中裂縫的要求(0.2 mm),不需要在對(duì)縱梁進(jìn)行處理。當(dāng)然，完工后，后期還要經(jīng)常性的進(jìn)行檢查，觀察裂縫的長度和寬度的變化。如果裂縫的寬度超過了規(guī)定的要求，就必須采取相應(yīng)的措施，從而防止問題的發(fā)生。

三、加固措施

1.鋼管脫空處注漿

根據(jù)超聲波檢測結(jié)果,打算采用濃度不同的兩種漿料進(jìn)行加固措施，濃度低的大聲說采用中性的798灌漿材料，稠漿采用特殊的HY改性環(huán)氧樹脂灌漿材料，小間隙或?qū)B透性能要求比較高的使用濃度較低的漿料，間隙在0.1mm以上，一些較容易通過的使用濃度較厚的漿料，一般情況下，兩種漿料搭配使用。

2.裂縫處理

對(duì)于拱形，墻體和柱體的裂縫，采用注射法灌溉接頭，裂縫寬度在0.1mm以下，用特殊的裂縫灌注膠在其表面一直不停的灌注，以保證橡膠進(jìn)入裂縫里，當(dāng)裂紋寬度大于0.1mm，就用用不變的低壓注射注入裂縫去灌注裂紋，從而使得裂紋得以修復(fù)。

3.置換吊桿法

吊桿的更換方法有很多種。①臨時(shí)吊桿法：在待更換的吊桿上設(shè)置臨時(shí)的吊桿，一邊一點(diǎn)一點(diǎn)增大臨時(shí)的吊桿的拉應(yīng)力，一邊慢慢減小待更換吊桿的應(yīng)力，將原吊桿的受力全部轉(zhuǎn)移到臨時(shí)吊桿上。②臨時(shí)支架法：在新吊桿更換安裝前，在待更換吊桿下端錨固處設(shè)置豎向的臨時(shí)支架，支架頂端與剛性系桿底部相接觸；③鋼導(dǎo)梁法：在待更換處理的吊桿部位設(shè)置一個(gè)鋼導(dǎo)梁，通過這個(gè)鋼導(dǎo)梁使待更換吊桿兩邊的吊桿承受其拉應(yīng)力，使得拆除待更換吊桿時(shí)不產(chǎn)生變形。

四、結(jié)語

通過對(duì)該系桿拱橋吊桿的更換處理和其它病害的有效防治處理，確保橋梁的安全穩(wěn)定運(yùn)行，這告訴我們橋梁的安全不僅包括橋梁的建造，還包括橋梁的日常安全檢查管養(yǎng)，告訴我們橋梁的日常管養(yǎng)對(duì)這類敏感結(jié)構(gòu)的安全使用尤為重要，并為我們今后的橋梁養(yǎng)護(hù)工作提供了經(jīng)驗(yàn)，只有建養(yǎng)結(jié)合，才能確保道路橋梁的安全穩(wěn)定運(yùn)行通暢。