吕平

摘  要：通过安装于公路桥梁上的传感器以及长期检测数据发现，北京市773座立交桥及跨河桥中大部分T梁桥产生裂缝、渗水锈蚀以及混凝土剥落的现象。进一步研究发现其主要原因以震动、沉降导致的混凝土材料强度、耐久性降低及由此产生的化学侵蚀为主。针对上述问题，文章在维修过程中总结了基于新材料应用与体外加固相结合的桥梁维修措施，包括应用活性粉末混凝土、植入粘结型锚栓、锚固钢板或碳纤维材料、顶推等方法。以上方法在实验室内通过逐项实验验证，且在第二年度的桥梁检测过程中均成功应用于合适的梁体受损位置，效果良好，可供日后桥梁或其他结构的加固和维修过程中参考。

关键词：T梁;裂缝;化学腐蚀;混凝土;加固

中图分类号：TU528 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）24-0110-03

Abstract： Through the sensor installed on 773 highway bridges and the long-term test data， it is found that most of the T-shape beam bridges in Beijing highway bridge and river crossing bridge have the diseases about cracks， water seepage corrosion and concrete peeling off. Further research shows that the main reasons are the decrease of strength and durability of concrete materials caused by vibration and settlement， and the chemical erosion. In view of the above problems， this paper summarizes the bridge maintenance measures based on the combination of the application of new materials and external reinforcement in the process of maintenance， including the application of reactive powder concrete， the implantation of bonded anchor bolts， anchoring steel plates or carbon fiber materials and incremental launching construction method. The above methods have been verified by experiments one by one in the laboratory， and have been successfully applied to the appropriate damaged position of the beam in the second year of the bridge detection process， with good results， which can be used for reference in the reinforcement and maintenance of the bridge or other structures in the future.

Keywords： Main beam; crack; chemical corrosion; concrete; reinforcemen

1 概述

隨着混凝土桥梁在城市道路中的建设，混凝土的安全性与耐久性虽然已经形成了较为成熟的理论体系，但是由于一些桥梁的建设时间处于上世纪，在长期运营过程中荷载、震动以及沉降等情况所引起的混凝土表面裂缝及内部钢筋锈蚀，导致混凝土构造发生变化[1-2]。因而当下桥梁安全评定成为解决旧桥安全性能问题的必要措施，T梁则是旧桥的主要结构形式，值得重点关注。

2 北京市环路桥梁健康概况

根据北京市中心城区773座城市桥梁安全评定结果，按照设施等级及运行年限进行分析，对比BCI评价情况、病害分布情况见表1、2。

上部结构即以T梁为病害主要位置、运营年限在21-30年的桥梁，成为了本次桥梁安全评定的主要对象。进一步研究发现，三环路的主梁病害最高，问题严重。各路段T梁损伤率见表3。

3 主要病害及其原因

以环路中的三环路为例，三环路始建于上世纪80年代初期，全长48.265公里，共建有44座立交桥，跨河桥9座，是北京市城区的一条环形城市快速路。随着在役时间的增长，以T梁损伤率最高的三环路分析。

3.1 振动影响

以三环路建成使用时间较长的东铁营桥为例，随着在役时间与交通量的增大，荷载及其产生的振动对于桥梁结构产生较大影响[3]。对于该桥，通过测定试件的基振频率来对损伤进行检测，发现基振频率随加载度的增大而呈指数型衰减，说明混凝土在损伤后的耐久性降低，此后随着气候变化，干湿循环次数的增加，基振频率先增长后下降。这是由于荷载的增大，对梁体内部产生的损害也在加大，产生微裂纹，在检测过程中需采用超声波检测，见图1。微裂纹等损伤的增多也给SO侵入以及Cl-的渗透提供了更多的机会，因此产生更多的结晶盐物质，这就导致基振频率增长后下降。随着时间的延长，振动影响对于T梁结构不仅在于混凝土基振频率的改变，更在于渗水侵蚀甚至混凝土剥落等后果。