钢管混凝土系杆拱桥质量问题和处治措施

农冰莹

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。但国内尚无此桥型的设计、养护规范，其结构设计、计算理论也不成熟，更无成熟的养护经验可借鉴。探索该桥型的常见质量问题和处治方法，对延长桥梁的使用寿命，保障桥梁安全是必要的、紧迫的。

关键词：钢管混凝土系杆拱桥；质量；处治方法

Abstract: CFST tied arch bridge is a beautiful bridge type of economy in recent years has been widely used. However, there is no bridge design, conservation norms, its structural design, and computing theory is not mature, more mature conservation experience to draw on. Explore the bridge common quality problems and Treatment Methods for the right to extend the life of the bridge to ensure bridge safety is necessary and urgent.

Keywords: CFST tied arch bridge; quality; Treatment Methods

中图分类号：TU375 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）05-0020-02

1 前言

随着公路建设的发展，养护的桥梁不再局限于传统的简支梁桥、连续梁桥，越来越多的新型结构的桥梁被移交养护。特别是钢管混凝土系杆拱桥，国内尚无此桥型的设计、养护规范，其结构设计、计算理论也不成熟，更无成熟的养护经验可借鉴。此类桥梁由于系梁均支撑在横梁上，而每根横梁是靠两根吊杆吊着，一旦一根吊杆断裂或锚具松脱那么横梁和支撑在其上的系梁以及桥面就会在瞬间一同掉落。典型案例就是发生在2001年11月7日凌晨的四川省宜宾市南门大桥部分吊杆的锚具松脱，导致桥面发生断裂坍塌事故。因此，探索这类桥型的常见病害及处治方法，延长桥梁的使用寿命，保证桥梁运行安全是非常必要、紧迫的。

2 常见质量问题

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钢管拱常见质量问题分析

(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。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。

钢管拱内空鼓主要分布在钢管腹板与下部圆管的结合处，特别是泵送施工时出浆嘴处形成的空鼓比较普遍。

由钻孔抽测发现，混凝土收缩形成的空隙量较小，在l mm内，空鼓的空隙量在2 mm内，现有空隙量对钢管拱的整体安全性没有不良影响。

(2)钢管锈蚀

钢管涂层由于碰擦或施工质量等原因，容易发生表面龟裂、起皮、剥落，进而在雨水的侵蚀下使钢管产生锈蚀。

(3)焊接裂缝

拱肋及联结系的焊缝，由于焊接质量问题，可能产生开裂、脱落、锈蚀。在焊接缺陷及局部应力集中处均易诱发疲劳裂缝。在应力及腐蚀介质的共同作用下，裂缝会迅速发展，如不及时处理将危

及桥梁安全。主要原因为焊接质量达不到质量要求。

2．2 吊杆及锚具常见质量问题分析

(1)吊杆的钢护套锈蚀、开焊、掉漆经多年的观察发现，吊杆的主要病害为钢护套锈蚀、开焊、掉漆。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)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，锚具埋人钢管拱内，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，锚具外部的保护盒内填人防腐油脂，只要油脂不渗漏锚具就不会锈蚀。

2．3 系梁的常见质量问题

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0．12 mm左右，间距2 m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 常见质量问题的处治

根据上述检查结果分析病害成因，制定有针对性的修复措施，排定养护计划，及时安排对受损、病害部件的修复。及时养护修复是延长桥梁寿命，保障桥梁安全的关键。同时，可在平时的养护中引人预养护的理念，使一些病害不出现，或消灭在萌芽状态。

3.1钢管拱

(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。

(2)钢管拱锈蚀的处治

我署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)焊缝裂缝等病害的处治

对拱肋的焊接部位有焊缝开裂、脱落、锈蚀等现象出现，在修复工作进行前，应制定相应的修补方案及焊接修复工艺。当拱肋发现裂缝，应由专业有证焊工及时用手电钻在裂缝端部钻一直径为2～3 cm的圆孔，用砂轮打磨干净，预热后再用CO 保护焊修复。修复完毕应进行无损检查，以确认焊缝缺陷不复存在，否则应重新修补。对重要部位焊接修复，应征得有关专家认可后方可实施。

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。

(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。

(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；丝扣部分应经常涂润滑油。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)系梁常见病害的处治

由于裂缝宽度在0．12 mm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。