文/上海高架养护管理有限公司 褚剑峰

20世纪90年代上海市开始建设城市快速路网，从最早的内环高架、南北高架，到中环、嘉闵高架等大型枢纽网。城市快速路所采用的主体结构主要为高架桥梁，因而对于高架桥梁结构安全检测和养护，是保障城市快速路网正常运营的重要工作之一。

城市快速路的里程较长，空心板梁、T梁、小箱梁、宽箱梁，是城市高架桥梁采用的主要上部结构主梁形式。空心板梁桥及T梁桥的下部结构多为钢筋混凝土立柱和矩形盖梁，倒T盖梁也广泛应用。倒T盖梁最大优势是在视觉上可以大大降低盖梁结构高度，大箱梁桥的下部结构基本为钢筋混凝土立柱加系梁，立柱上端根据箱梁支座间距的要求需设向两侧的弧度，增大立柱上端部横向尺寸，并根据受力要求设置上系梁。在支座形式方面，空心板梁、T梁及小箱梁多采用板式橡胶支座，大箱梁多采用盆式橡胶支座或球型钢支座，高架桥梁典型的宽箱梁和空心板梁结构断面形式，如图1所示。

图1　高架桥梁常采用的宽箱梁和空心板梁结构形式

基于上述城市快速路高架桥梁结构特征，结合多年来城市快速路高架桥梁检测与养护工作经验，本文选取典型结构形式的常见病害进行探讨，并深入分析病害产生的原因、外观特征及后续维修建议，在一定程度上为业内开展结构桥梁检测与养护工作，提供参考借鉴意义。

混凝土宽箱梁底面空洞

上部结构单箱多室的预应力混凝土连续箱梁，是城市高架桥梁常用的主梁形式之一，连续箱梁由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小，跨越能力增大，并且整体结构刚度大、变形小、动力性能好等优点，但因其结构体量大，多采用现场浇筑施工。当施工质量控制不利时，容易因浇筑振捣不密实而导致箱梁底面形成局部空洞病害，典型病害示意如图2所示。

图2　混凝土箱梁底面局部空洞病害

类似空洞病害的主要特征如下，空洞位于混凝土箱梁底面，位置往往对应腹板正下方，有些空洞周围存在蜂窝空洞，空洞面积较小但深度较深，大部分空洞内普通钢筋已裸露，甚至存在预应力波纹管外露，典型病害示意如图3所示。

图3　箱梁底面空洞内钢筋及波纹管外露

空洞产生的主要原因是腹板下方底板钢筋绑扎较密，预应力波纹管保护层厚度偏小，混凝土局部振捣不密实。此类病害如不及时处理，容易导致空洞内部外露的钢筋锈蚀，甚至影响波纹管内的钢绞线耐久性，应进行局部灌浆填实、封闭，恢复结构完整性。

倒T形盖梁斜向挤裂

高架桥梁建设常采用断面为倒T形的桥墩盖梁，目的是降低对桥下路线行车的影响，满足道路的净空要求。研究表明，倒T形盖梁具有截面小、刚度大的优点，但限于其构造也会出现多种受力开裂病害，典型病害示意如图4所示。

倒T形盖梁顶部与两侧主梁梁端设置双伸缩缝，目的是适应上部结构的温度变形，梁端与盖梁侧面之间的空隙充足，大部分位置未接触，但在防撞墙根部位置，由于浇筑混凝土时脱模控制不严格，导致局部存在混凝土及钢筋凸起堵塞物，与盖梁形成局部硬接触，当两侧防撞墙受升温热胀影响容易在该位置产生挤压，严重时会导致盖梁腹板劈裂，病害示意如图5所示。

图4　倒T形盖梁受挤压、斜向开裂实景

图5　倒T形盖梁受挤压、斜向开裂病害图示

倒T型盖梁顶面车辆冲击会导致该病害进一步发展，严重时可能导致劈裂部位与盖梁整体分离，形成高坠隐患。后续维修应首先清理倒T盖梁两侧与防撞墙之间的混凝土碎块、钢筋等凸起堵塞物，防止防撞墙挤压病害开展，再对劈裂面内注浆或局部粘贴钢板加固。

支座混凝土垫石沉陷

支座垫石是支座与墩台或上部结构之间的连接部件，其平整度和强度直接影响支座的使用性能，进而对桥梁的安全性、适用性、耐久性产生重要影响。

宽箱梁梁底设置的球型钢支座或盆式支座，往往需要在支座上方设置垫石以调整高程，支座垫石具有混凝土体积小、受力大、应力集中、分布钢筋密、施工精度高等特点，在箱梁支座检测工作中，支座上垫石的外观状况应是归为重点检测内容之一。上垫石往往因先天施工质量控制不良而导致存在浇筑不密实、混凝土开裂、钢筋外露等病害，典型病害示意如图6所示。

图6　盆式支座上垫石混凝土破损、露筋

支座上垫石混凝土不密实、破损病害持续发展，可能因垫石被局部压溃而导致上部结构主梁发生沉降，进而导致主梁梁端位置姿态发生变化，对应桥面型钢伸缩缝产生高差，影响行车舒适性，严重时甚至会威胁桥梁结构安全。

当支座本身工作性能正常，病害主要集中于支座上垫石时，可对上垫石不密实、破损部位凿除后重新浇筑修复。若主梁姿态已发生局部不均匀沉降时，则要以墩柱为支点或搭设支架，用千斤顶将梁端顶起，将桥面伸缩缝两侧姿态调整到位后，凿除并重新浇筑上垫石混凝土，待达到强度后撤除千斤顶，恢复支座承重。

高架桥高坠隐患

对以往发生过的事故总结分析发现，高架桥梁高坠隐患的排查应重点关注以下几个方面。

桥墩墩顶及盖梁上的建筑垃圾，特别是堆积的模板和混凝土碎块；无盖梁式桥墩对应的箱梁梁端间隙内夹杂的模板、泡沫等建筑垃圾；防撞墙伸缩缝处间隙过小的位置、容易挤裂混凝土从而剥落高坠；主梁梁底或预应力盖梁外侧面的封锚端混凝土也容易破损、剥落，典型病害示意如图7所示。

图7　盖梁外侧面封锚混凝土剥落、高坠

桥下火灾事故

桥下易燃物一旦发生火灾，将直接灼烧梁底表面混凝土，导致结构损伤。上海某高架匝道桥下火烧事故现场，如图8所示 。

图8　混凝土结构火烧后导致表层开裂、剥落

对于火灾事故现场桥梁结构的检测，可以先对火灾现场的燃烧情况、过火面积、过火时间、过火的最高温度进行初步判断并记录。火烧损伤程度具体可以根据混凝土剥落的深度、裂缝的大小、混凝土表面颜色、锤子的敲击声等多方面判别。最后，根据《火灾后建筑结构鉴定标准》评定受损结构受火温度和损伤等级。

桥梁受火烧影响的结构部位应及时修复，先用高压水枪将梁底及桥墩过火区域冲洗干净，再对外露的钢筋进行表面处理，然后用环氧砂浆或其他可靠修补材料进行结构体截面恢复。