钢管混凝土系杆拱桥典型病害分析及处理方法

摘要：钢管混凝土系杆拱桥是一种美观、经济的桥型，近年来得到了广泛的应用。但国内此桥型结构设计、计算理论也不成熟，更无成熟的养护经验可借鉴。通过实例对钢管混凝土拱桥进行了相应的结构检查及安全性评估，从而为该类桥梁的安全评估提供参考借鉴。

关键词：钢管混凝土系杆拱桥 典型病害 处理方法

1、前言

我国自1990年建成第一座钢管混凝土拱桥——四川旺苍大桥以来，已建和在建的钢管混凝土拱桥已有200余座。然而由于钢管混凝土拱桥的理论研究目前还相对滞后，在钢管混凝土拱桥设计、施工和检查、测试和养护等领域，国内外尚无正式的规范，相关的理论方面的积累也极少，对此类桥梁的常规检查和测试、桥梁运营状态评定尚处于起步阶段。因此，早期兴建的钢管混凝土拱桥或多或少地存在着设计、施工等方面的局限性，后期缺乏必要的养护和维修，本文结合依托工程，对钢管混凝土拱桥进行了相应的结构检查及安全性评估，从而为该类桥梁的安全评估提供参考借鉴。

某上承式系杆拱桥自2000年桥梁竣工通车以来，桥梁已投入使用十余年为评定桥梁的使用功能，为制定管理养护计划提供基础数据，检查各部件的功能是否完善有效，构造是否合理耐用，特进行全面检测。

2、典型病害

经过检测，钢管混凝土系杆拱桥与其它桥型相比， 病害主要集中在钢管拱、吊杆、锚具、系梁、横梁以及拱座处混凝土结构。其余部分的病害同简支梁结构桥梁。

2.1 钢管拱常见病害分析

2.1.1 钢管混凝土空隙、空鼓

钢管混凝土拱肋为钢管混凝土结构， 管内灌注混凝土， 由于施工工艺及质量控制体系的问题，可能造成管内混凝土的不密实或与钢管结合不紧密， 即空隙、空鼓。用榔头轻敲拱肋可以断定是否空隙、空鼓。

空隙是由于钢管拱内混凝土收缩引起的， 主要分布在钢管拱顶部。原因为施工中为方便施工，增加混凝土的和易性， 水灰比较大。

由钻孔抽测发现， 混凝土收缩形成的空隙量较小， 对钢管拱的整体安全性没有不良影响。

2.1.2 钢管锈蚀

在检测过程中发现钢管涂层由于碰擦或施工质量等原因，发生表面龟裂、起皮、剥落，进而在雨水的侵蚀下使钢管产生锈蚀。

2.2 吊杆及锚具常见病害分析

2.2.1 吊杆的钢护套锈蚀、掉漆

经过仔细的观察发现，吊杆的主要病害为钢护套严重锈蚀、掉漆、防护橡胶老化。原因有施工质量以及吊杆钢护套所受集中应力。若不及时处理，水沿开裂处进入吊杆内部，可能使吊杆钢丝束加速锈蚀，进而断裂，危及桥梁安全。

2.2.2 吊杆两端的锚固部位渗水、锈蚀、开裂、松动

吊杆上部为锚固端，锚具埋入钢管拱内，有盖板盖住。是否产生渗水、锈蚀， 是由盖板周边的焊接质量决定的，只要焊缝质量达到要求，是不会发生渗水、锈蚀等病害的。

吊杆下部为张拉端，通过打开锚具外部的保护盒发现，保护油脂过期、渗水锈蚀严重。

2.3 系梁的常见病害

系梁为预应力混凝土梁，检查中发现常见病害为系梁内侧有细微裂缝，裂缝宽度约在0.11 mm左右，间距3m 左右。裂缝产生的原因是由于预应力不足引起的，可能是施工时预应力张拉不足，也可能是预应力损失过大引起。

在检查中还发现，有的系梁存在露筋锈蚀的迹象。原因为施工时保护层厚度不够。

3、常见病害的处治

3.1 钢管拱

3.1.1 钢管拱空隙、空鼓的处治

在确定钢管混凝土的管内有空鼓或较大空隙时，可在空鼓、空隙发生处钻孔， 注入环氧树脂、水泥沙浆后， 封闭所钻之孔。而空隙量较小，对钢管拱的整体安全性没有不良影响，可不处理。

3.1.2 钢管拱锈蚀的处治

每两年对钢管拱进行涂刷油漆养护。在油漆前，对腐蚀部位进行除锈防护， 对锈点、锈迹彻底擦除。在除锈后涂抹防锈漆，最后涂刷面漆。

3.2 吊杆、系杆及锚具的养护

吊杆和系杆包括锚具、连接件等是该类桥梁养护的重点，是影响桥梁使用安全的重要部件，养护的重点部位是两端锚头。

3.2.1 吊杆的钢护套锈蚀、开焊、掉漆的处治

根据这几年的养护经验，吊杆应注意防水、防锈，发现吊杆外钢护套出现焊缝开裂、锈蚀现象，应及时进行处理。可对开裂焊缝进行除锈后重新施焊，并进行防锈处理，以保证吊杆钢丝束的耐久性。对锈蚀、掉漆处进行除锈处理，在除锈后涂抹防锈漆，最后涂刷面漆。

3.2.2 吊杆两端的锚固部位渗水、锈蚀、开裂、松动等病害的处治

对桥梁的预养护，越来越提到了重要的位置，对于一些重要部位的预养护， 可防患于未然。

因此，要注意锚头的防水、防锈，每年定期对吊杆系统涂刷防锈漆；丝扣部分应经常涂油。两端锚固处及锚头、吊杆、系杆出口密封处、防护套等部位出现损坏，应及时处治。当锚头出现裂缝或破损，应视具体情况考虑更换该吊杆。如发现油脂渗漏，应补注防锈油脂，并对渗漏部位进行堵塞。

个别吊杆出现疲劳断丝或意外损坏，或内力测试异常，可根据损伤、疲劳断丝情况调整或更换吊杆。

3.2.3 系梁常见病害的处治

由于裂缝宽度在0.11mm 左右，未超过《公路桥涵养护规范》中裂缝的限值（ 0.2 mm），所以只需对裂缝涂刷防水材料进行封闭，不用对纵梁进行加固。同时， 在封闭完成后，应进行定期监测，观察裂缝长度、宽度的发展变化。若裂缝宽度大于规范规定的限值，应查明原因，采取加固措施。

发现露筋、剥落等病害，应及时修补。若有露筋出现锈蚀，应先进行除锈处理， 再用防水材料进行修补。

4、结语

（1）该类桥梁的常见病害主要集中在钢管拱、吊杆、锚具、系梁、横梁以及拱座处混凝土结构。

（2）该类桥梁的病害主要由于渗水、受损、焊接质量差等引起的。因此， 防水、防锈、防破损，提高焊接质量是关键。为防止或减少病害的发生，应采取一些预养护措施。

（3）因该类桥梁结构较复杂，局部病害将影响到桥梁结构的整体安全，发现病害后，应及时分析原因，制定相应的养护修复措施，及时进行修复。

参考文献：

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