浅谈辽宁省地区跨线桥设计对策

朱 静

(1辽宁省交通规划设计院公路养护技术研发中心 2公路桥梁诊治技术交通运输行业研发中心，辽宁 沈阳 110111）)

浅谈辽宁省地区跨线桥设计对策

朱 静1.2.

(1辽宁省交通规划设计院公路养护技术研发中心 2公路桥梁诊治技术交通运输行业研发中心，辽宁 沈阳 110111）)

总结了跨线桥常见病害，并分析了原因，对辽宁省大部分地区跨桥进行了实地调查，结合辽宁省地区的实际情况提出了辽宁省地区跨线桥的设计对策。

跨线桥 病害 调查 设计对策

对于跨线桥梁，针对桥下交通运行的特殊性、重要性及桥梁运营通车后无法或很难中断交通而进行后期养护的现实情况，对桥梁无法进行定期的维修和养护，加速了桥梁病害发展，大大缩短了桥梁的寿命周期，对经济效益、社会效益等造成巨大的损失。本文针对跨线桥养护的特殊性，总结了跨线桥常见病害，并分析了原因，结合辽宁省地区的实际情况提出了设计对策，具有参考价值。

1. 跨线桥的常见病害

目前我省跨线桥梁由于外部环境、自身结构构造、材料及车辆荷载等因素的共同作用，许多跨线桥梁出现了不同程度的病害，有些甚至严重影响桥梁使用寿命，威胁车辆及行人安全。对于桥梁病害主要表现在以下几方面[1-3]

1.1 桥面病害

桥面铺装病害主要表现为局部坑槽、角隅破坏、纵横缝两侧啃边、纵向裂缝等。沥青混凝土桥面铺装桥面属于柔性铺装，铺装层内部产生较大的剪应力，在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏，产生推移、拥包等病害。因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙，在车辆荷载及渗入面层的水作用下会产生面层松散和坑槽破坏。

1.2 伸缩缝病害

伸缩缝普遍存在堵塞现象，影响伸缩功能，部分伸缩缝橡胶条破损，出现雨水及污物渗漏现象。部分伸缩缝型钢断裂、缺失、上垫钢板。型钢伸缩缝变形，锚固混凝土局部破损，出现啃边、麻面与锚固钢筋外露等病害。

1.3 上部结构病害

常见病害如横隔板破损、开裂、露筋，铰缝破损等。梁渗水白化，横纵向裂缝，局部结构包含层脱落导致钢筋外露，接缝处砂浆脱落等。

1.4 裂缝

裂缝可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类，结构性裂缝可分为设计性结构裂缝和施工性结构裂缝。非结构性裂缝可分为塑性裂缝、温差裂缝、长期干缩裂缝、龟裂缝及其它侵害性裂缝。

1.5 支座老化、脱空

桥梁支座的病害有许多种形式，止滑装置损坏、限制移动装置损坏、滚轴偏移和下降、销子和滚轴破坏、支座各构件出现裂痕或螺母松动、吊头螺栓或固定螺栓脱落、滑动面、滚动面锈死、支座老化、支座脱空、脱落支座偏移、受力不均、下底板的破坏、各构件的腐蚀、插座互相间接触、锚栓切断、填充砂浆裂缝、支座底板混凝土压坏、剥落等等。

2. 病害成因分析

2.1 跨线桥梁结构防水不当

跨线桥梁的防水材料大多采用防水卷材及防水涂料。如果这些防水材料发生破坏，就会造成桥面大面积渗水，严重危及桥梁的使用年限。桥梁排水管道有可能会被垃圾等杂物堵塞，使得桥面的污水排不出去， 也会导致桥面发生渗水，以及混凝土剥落和托架腐蚀等等。

2.2 混凝土开裂

在桥梁的病害中， 混凝土裂缝是最为普遍， 由此会诱发导致结构承载能力的降低甚至破坏。对于普通钢筋混凝土构件来说， 其裂缝是允许的， 因此对裂缝的控制成为钢筋混凝土结构设计的最为重要的控制指标。但当裂缝超过一定宽度时， 也会对结构耐久性产生影响， 最为直接的结果是钢筋锈蚀。

2.3 设计理论和结构构造体系不够完善

许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄；这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题，设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。

2.4 设计标准低

我国在20世纪60-70年代修建的跨线桥梁，限于当时的社会经济发展水平，其设计荷载标准较低，而且大部分跨线桥梁如今仍在服役，已不适应交通量日益增长的需要，面临着恢复和提高现有旧桥的承载能力及通行能力，延长跨线桥梁的使用寿命，消除交通安全隐患。

2.5 钢筋腐蚀

辽宁地区冬季普遍采用撒盐的方法防止桥面冷冻， 富含氯离子的盐水渗入混凝土结构内， 大大加速的钢筋的锈蚀。而今年南方雪灾许多地区大量采用食盐来除冰， 这无疑又给当地桥梁的安全增加了隐患。由于试验会腐蚀钢， 会使桥梁的结构钢受到较大损害， 而这种食盐造成的损害却不在一两年内自动消失， 而需要特殊手段进行消除。

3. 设计对策

3.1 结构整体性、连续性和冗余性原则

在既有桥梁中常用的有简支梁桥、简支一连续梁桥、连续梁桥及连续刚构桥，它们的防水、整体性、受力性能、经济性、施工复杂程度等特点。这些桥梁之中，简支一连续梁桥兼备了简支梁和连续梁的优点，即施工方便经济性佳又连续整体性好、结构耐久性好，在中小跨度的桥梁中应当积极采用。“整体式桥梁”也是中小跨度桥梁可以积极考虑的耐久的桥型。桥梁在运营状态具有良好的使用性能及对局部损伤和破坏具有适当的抵抗能力，就必须具备整体性和冗余性，有利于结构应对车辆超载、自然灾害等突然灾害。主梁的连续和减少接缝可以在很大程度上保护尤其是冬季受到盐害侵蚀的桥梁，提高它们的耐久性和可维护性。

3.2 可检性、可修性和可替换性原则

人们对桥梁有一个认识上的误区，认为桥梁结构在设计期内不应该更换零部件，但是实际上，桥梁主体结构寿命与桥梁零部件的寿命是不同的，比如钢结构油漆的使用寿命在10～20年左右，同比之下，桥梁支座和拉索的寿命就短得多，分别在30年和10～30年左右。依据此做出行业标准设计，但是现实中有太多不确定性的因素，特别难实现。对构件使用寿命低于结构使用寿命期的必须做到可检查、可维修、可更换。

3.3 快速便捷可施工性原则

影响桥梁耐久性的关键因素之一是施工质量的好坏，设计施工方案时应该使用技术成熟方便的工艺，将有助于施工质量的控制和结构的耐久性设计人员在设计时应当立足于目前普遍的施工水平，全方位的考虑施工难易程度，能否实现计算分析时的理想性能，不能假定结构是以良好的施工质量完成的。其中涉及到几个问题：

（1）钢筋保护层

环境侵蚀到钢筋的位置，钢材开始腐蚀，这样会使结构耐久性降低。保护层厚度与钢筋开始腐蚀试件的实践成平方关系。混凝土保护层厚度对钢筋混凝土的耐久性、钢筋与混凝土的粘结锚固性能都有重要作用

(2)主梁横截面尺寸的拟定

现代桥梁过分以节省材料、减轻自重为目的从而追求截面的轻型化，在设计时，通常对于在一定范围的参数值，只取下限值，虽然也满足规范要求，但不利于结构的耐久性。拟定的尺寸尽量在施工时，不会因为一些不必要的因素而导致与设计时的尺寸产生偏差。在梁的转角处避免棱角，截面有变化时，避免突变等。

(3)钢筋的布置

钢筋布置应该使周围混凝土能够被充分振捣，钢筋布置过密致使钢筋周围混凝土难以被振捣密实。减小了钢筋的层数、减少箍筋及定位钢筋，从而方便混凝土浇注。采用更大直径的钢筋，从而减少钢筋层数及根数，增大钢筋之间的距离，保证混凝土浇捣的质量。

4. 总结

(1)总结了跨线桥的常见病害并分析了原因。

(2)调查了辽宁省地区大部分跨线桥的损伤情况。

(3)结合辽宁省地区的实际情况，根据调查研究，提出了跨线桥的设计对策。

[1]黄素辉.预应力混凝土结构抗氯离子侵烛的耐久性研究(硕士学位论文)长沙中南大学2007

[2]薛鹏飞.预应力混凝土连续刚构桥结构.性能退化预测评估研究(博士学位论文)杭州浙江大学

U45

B

1007-6344（2015）12-0312-01

* 辽宁省交通重点科研项目资助（201502）