拱桥吊杆的常见病害分析

钢管混凝土拱桥主要病害与分析摘要：钢管混凝土结构具有优良的性能，是一种比较理想的建造大跨度拱桥的材料。

钢管混凝土拱桥在我国发展迅速，设计施工都达到了很高的水平，但是理论研究还远远不能满足使用要求。

钢管混凝土拱桥在实际使用过程中出现了各种病害，威胁人身、财产安全。

本文对钢管混凝土拱桥在使用过程中的病害进行总结，并在此基础上对病害的产生原因进行了初步的分析。

关键词：钢管混凝土；拱桥；病害0 前言钢管混凝土结构充分发挥了了钢管和混凝土的优点，具有高强、轻质、刚度大、施工方便等突出特点[1]，较好的解决了桥梁结构所要求的用料省、安装重量轻、施工简便、承载能力大等诸多矛盾，是迄今为止公认的建造大跨度拱桥的比较理想的结构材料[2]。

我国对拱桥的设计、施工能力已经达到了较高的水平，但是对钢管混凝土理论的研究滞后于工程实践，在实际工程中，无论是设计还是施工还依然存在不少问题，严重制约了这类桥梁的健康发展[3]，有相当一部分此类桥梁在使用过程中出现了不同程度的病害。

目前，桥梁界对钢管混凝土拱桥病害已经进行了一些调查和研究。

邓海泉等[4]结合某钢管混凝土拱桥及相应的结构检查，详细介绍了钢管混凝土拱桥的病害特征及其原因。

顾安邦等[5]分析了中、下承式拱桥短吊杆的受力行为以及破坏机理，并提出改进短吊杆设计的意见。

华仁庆[6]重点分析了拱桥吊杆的常见病害，在此基础上提出了改善措施来减少吊杆的病害。

易壮鹏[7]通过研究几何缺陷对拱结构力学性能的影响，更加深入和全面地了解存在几何缺陷情况下拱结构的力学特性。

何刚[8]以湖南益阳茅草街大桥为依托工程，对大跨度钢管混凝土拱桥的拱轴线形偏差对内力以及稳定的影响进行计算分析。

根据理论分析以及计算结果，对大跨度钢管混凝土拱桥的拱轴线形偏差提出针对性建议。

忻嘉昆[9]对钢管混凝土拱桥管内混凝土与钢管脱粘进行了分类，然后从各个方面分析了拱肋脱空的原因。

本文将对钢管混凝土拱桥的主要病害进行总结分析。

拱桥吊杆损伤监测与健康诊断一、本文概述拱桥，作为一种古老而优雅的桥梁结构，长期以来在全球各地的交通网络中发挥着至关重要的作用。

随着服役时间的增长和交通负荷的日益加重，拱桥吊杆的损伤问题逐渐凸显，对桥梁的安全性和稳定性构成了严重威胁。

拱桥吊杆损伤监测与健康诊断成为了土木工程领域的研究热点和难点。

本文旨在探讨拱桥吊杆损伤监测与健康诊断的方法和技术，通过对现有监测手段的分析和总结，提出一套全面、有效的损伤监测与健康诊断方案。

文章首先介绍了拱桥吊杆损伤的常见类型和原因，然后详细阐述了各种损伤监测方法的原理和应用情况，包括无损检测技术、振动监测技术、应力监测技术等。

在此基础上，文章进一步探讨了基于监测数据的健康诊断方法，包括损伤识别、损伤定位和损伤程度评估等方面。

文章结合实际工程案例，对提出的监测与健康诊断方案进行了验证和应用分析，为拱桥吊杆的安全监测和维护提供了有益的参考和借鉴。

二、拱桥吊杆损伤监测技术拱桥吊杆作为桥梁结构的关键受力部件，其安全性直接关系到整个桥梁的稳定性和使用寿命。

对拱桥吊杆进行损伤监测具有重要意义。

通过定期的损伤监测，可以及时发现和评估吊杆的损伤情况，采取相应的维修或加固措施，确保桥梁的安全运营。

拱桥吊杆损伤监测技术主要包括视觉检查、无损检测和传感器监测等方法。

视觉检查是最基础的监测手段，通过人工或无人机等方式对吊杆表面进行观察，识别可见的裂纹、锈蚀等损伤。

无损检测技术如超声波检测、磁粉检测等，可以在不破坏结构的前提下，探测内部的隐蔽损伤。

传感器监测则是通过安装在吊杆上的传感器实时收集数据，对吊杆的受力状态和环境变化进行长期监测。

传感器监测技术是当前拱桥吊杆损伤监测的热点和趋势。

通过安装应变计、加速度计、位移传感器等设备，可以实时监测吊杆的应变、振动和位移等参数。

通过对这些数据的分析，不仅可以发现损伤，还可以评估损伤的发展趋势和对结构安全的影响。

传感器监测还可以与数据分析技术相结合，通过机器学习等方法对监测数据进行深入分析，提高损伤识别的准确性和效率。

钢管混凝土系杆拱桥质量通病及防治措施（一）钢管焊接缺陷钢管焊接缺陷有：对接焊冷裂纹、贴角焊冷裂纹、对接焊变形冷裂纹、对接焊缝热裂纹及对接焊缝的重热裂对接焊冷裂纹1.现象发生在热影响区和焊缝金属处的根部裂纹，纵向裂纹、横向裂纹、焊道下方的裂纹。

危害影响焊缝的强度。

2.原因分析⑴焊缝钢中扩散性氢产生内压引起。

⑵钢材由于热影响使延伸性下降引起。

⑶约束应力和应力集中引起。

3.治理方法⑴进行预热或热处理施工。

⑵使用烘干的低氢焊条。

贴角焊冷裂纹1.现象在热影响区产生的焊缝边缘裂纹，贴角焊缝根部裂纹。

2.危害影响贴脚焊缝的强度。

3.原因分析⑴焊缝钢中扩散性氢产生内压引起。

⑵钢材由于热影响使延伸性下降引起。

⑶因为咬边，造成形状不连续，而引起的应力集中，或因热变形，使基材出现错动，引起的应力。

4.治理方法⑴进行预热及热处理施工。

⑵使用烘干的低氢焊条。

⑶修整焊缝端部或选择适当的焊接条件防止基材错动。

对接焊变形冷裂纹1.现象发生于热影响区的变形冷裂纹。

2.危害产生焊接变形及损伤焊缝强度。

3.原因分析⑴由于咬边等造成形状不连续引起应力集中。

⑵由于随后进行焊接所引起的角变形。

4.治理方法⑴修整焊缝边缘。

⑵采用合理的焊接顺序。

对接焊缝热裂缝1.现象在焊缝金属中出现弧坑裂纹和梨状变形焊道裂纹。

2.危害焊缝的质量达不到要求。

3.原因分析⑴前者是由于焊接热，钢中的S、P等杂质，在弧坑中心处析出，引起或由于收缩产生的空孔引起。

⑵后者是低熔点杂质的析出。

4.治理方法⑴前者处理弧坑。

⑵后者选择适当的焊接条件以高速焊缝的截面形状。

⑶约束应力和应力集中引起。

对接焊缝的重热裂纹1.现象在热影响区消除应力的裂纹。

2.危害影响对接焊缝的强度。

3.原因分析进行消除应力处理时，在开关不连续处的塑性变形集中引起。

4.治理方法⑴选择消除应力的条件。

⑵防止应变的集中。

⑶控制残余应力的数值。

（二）拱脚钢管与混凝土相交处，混凝土表面产生纵向裂缝1.现象在拱脚钢管与混凝土相交处，沿拱轴线方向产生纵向裂缝。

154YAN JIUJIAN SHE混凝土拱桥的病害分析及加固措施Hun ning tu gong qiao de bing hai fen xi ji jia gu cuo shi张宇婧 刘泽森在长期的荷载、偶然荷载、不利环境等作用下，以及材料的老化、施工质量缺陷等不利因素影响下，桥梁会出现各类病害，本文对混凝土拱桥病害及其成因展开分析，并介绍常用的加固措施。

拱桥造型优雅，简单大方、受力明确，是桥梁工程中常见的形式。

混凝土拱桥共分为三大部分，分别是桥面系及附属以及上、下部结构，主拱圈和拱上结构属于上部结构，下部结构为墩、台、基础，桥面系及附属主要是铺装、护栏、排水设施等。

早期建设的钢筋混凝土拱桥经过多年的运营，出现各类的病害，影响桥梁的承载力和使用性能。

本文在大量调查的基础上，介绍混凝土拱桥常见的病害，并对病害进行归纳分类，分别分析病害形成的机理，最后介绍常用的治理措施，以及复合加固的基本思想，为类似工程提供参考。

一、混凝土拱桥常见病害与裂缝分类1.桥面病害及成因分析（1）对于面板式桥面铺装，在面板接缝、伸缩缝等部位，以及拱式桥梁，则在腹拱的拱脚部位出现开裂、不均匀沉陷等，此类病害多是在车辆长期反复的碾压造成的，在铰接部位横向刚度不足。

（2）在桥梁伸缩缝部位，主要是止水带出现老化开裂、渗漏水、锚固构件失效，车辆通过时出现异响，此类病害多是由止水带老化，伸缩缝两侧存在高差。

2.主拱圈病害及成因（1）拱顶开裂，在底面出现横向发展的裂缝，而在拱圈侧部出现自下而上的垂直裂缝，而在拱脚则在结构的上部出现横向裂缝，而在结构侧面出现自上而下的裂缝，造成开裂的原因是由于拱圈的抗弯性能不满足要求、设计时拱轴线欠佳、墩台的差异沉降、交通荷载过大（超载）等。

（2）拱圈有纵向发展的裂缝，在墩台帽处出现竖向开裂，若裂缝在中间部位，原因可能是墩台的不均匀沉降，若出现在边拱箱接缝处，多是由于横向整体性较差。

（3）拱圈部分位置出现砼破碎、剥落等，若在边角、拱脚等应力较大部位出现，则是由于材料的强度低、局部的砼被压碎；若破损无规律，可能是由于钢筋锈蚀膨胀或者施工碰撞所致。

拱桥吊杆常见病害及更换方法对比分析摘要：吊杆是联系桥面系与拱肋的关键构件，通过对国内一些拱桥吊杆更换实例的归纳分析，总结出拱桥吊杆的常见病害，以及对吊杆更换的常用方法做出对比，为桥梁施工作参考。

关键词：桥梁工程；拱桥；吊杆更换；病害；对比分析1前言我国于20世纪70年代开始兴建吊杆拱桥，目前该类型桥梁已相当普及，但随着时间的推移和交通量增加给桥梁带来的影响，桥梁在运行过程中会出现各种病害，病害主要出现在吊杆处，而吊杆处一旦出现问题就应当及时更换。

桥梁建成投入使用后，会因吊杆或锚头锈蚀、松动或意外受损等原因，造成吊杆安全系数偏低，或者其正常使用安全存在严重隐患，有些严重的影响着桥梁的安全运营。

对于这类吊杆拱桥，及时发现病害、预警，修复，对保证桥梁安全、交通畅通具有重要的意义。

2吊杆常见病害吊杆拱桥都是通过吊杆将桥面系的恒、活载传递给拱肋的，再由拱肋传递给拱座或下部结构。

桥梁建成投入使用后，会因吊杆或锚头锈蚀、松动或意外受损等原因，造成吊杆安全系数偏低，或者其正常使用安全存在严重隐患。

拱桥吊杆系统包括上下锚头、索体以及护套等其它的防护装置。

而从工艺上而言，目前还没有完全解决吊杆的防水防腐工艺，吊杆防腐层往往在达到设计使用寿命前就老化破坏。

根据吊杆常见病害发生的不同位置，可以将其划分为以下三类：锚头部位病害、护套病害、吊杆索体病害。

2.1吊杆护套病害护套病害主要是护套的开裂问题，一旦护套开裂，会直接影响吊杆的防水能力。

对于金属护套，吊杆钢套筒普遍老化变形，并且钢套筒与拱肋结合处开裂情况普遍，由于套管顶部开裂，大部分管内有积水，致使钢筋锈蚀普遍较重。

对于PE护套，由于PE保护层塑料原材料的质量问题而导致吊杆的PE保护层出现不同程度的开裂和环状断裂，如图1所示。

图1 护套开裂根据护套损伤机理的不同，可将护套损伤分为以下三种：1)外荷载超过护套的极限承载能力是护套破损；2)环境作用使护套老化，力学性能降低，当抗力低于荷载作用时护套开裂失效；3)护套力学性能并没有降低，外荷载也低于极限荷载，但护套长期处于高应力状态下，而导致护套开裂。

单跨桁架拱桥病害分析与维修加固单跨数字架拱桥是一种比较常见的桥梁形式，其结构相对简单，但在长期使用过程中，也存在一定的病害问题。

如何对单跨数字架拱桥的病害进行分析和维修加固是一个比较重要的问题。

一、常见病害问题1. 桥面裂缝问题桥面裂缝问题是单跨数字架拱桥常见的病害之一。

主要是由于路面使用寿命过长或者车辆超限等因素导致的路面产生裂缝。

一些裂缝小的情况可以通过路面养护或者填缝处理进行解决。

对于较大的裂缝则需要进行局部的更换或者整体的重新铺设。

2. 拱脚腐蚀问题单跨数字架拱桥在使用过程中，拱脚很容易受到水、盐分等各种因素的侵蚀，从而导致拱脚发生腐蚀。

腐蚀程度不同，处理方式也不同。

对于一般的腐蚀情况还可以通过喷涂防腐漆等方式进行处理。

但对于严重的腐蚀则需要进行拆除并重新建造。

3. 拱肋扭曲问题拱肋扭曲是单跨数字架拱桥中比较常见的技术难题。

其影响因素包括温度变化、道路沉降等。

对于轻微的拱肋扭曲问题，可以通过局部的矫正和修复进行解决。

但对于较严重的扭曲问题，可能需要对拱肋进行重新建造。

单跨数字架拱桥中也存在着一些金属结构及其连接部分发生锈蚀的问题。

这也是影响单跨数字架拱桥使用寿命的主要因素之一。

对于轻微的锈蚀问题可以通过局部修补和翻新进行解决。

但对于严重的锈蚀则需要进行局部的更换或者整体的重新建造。

二、维修加固方案1. 疏通排水系统针对桥梁上产生的水、泥沙及其他杂质，可以对排水系统进行清理，畅通水流，减少水对拱脚及桥基的腐蚀和对桥面的损坏。

2. 路面修补针对桥梁路面的裂缝和凸起，可以采用路面修补的方式进行处理。

修补时要注意选用合适的材料和工艺，避免修补过程中对桥梁产生额外的损害。

3. 拱脚喷涂防腐漆为了防止拱脚发生腐蚀，可以对桥梁的金属结构进行喷涂防腐漆。

最好是在拱脚腐蚀情况不严重的情况下进行防腐漆的喷涂工作。

4. 拱脚加固对于拱脚受到严重腐蚀的情况，可以采用加固的方式进行处理。

如增加外部钢筋加固和内部钢筋加固等方式来加强拱脚的承载能力。

西南公路2022年第1期系杆拱桥病害成因及加固方法【摘　要】系杆拱桥兼具拱桥与梁桥的优点，是受力比较合理的桥梁体系，但即便如此也发生过多起吊杆锈蚀断裂，导致桥面垮塌事故。

本文总结了系杆拱桥的一些常见病害及成因，并提出相应的维修加固的措施，并以北澄子河大桥为例，针对其病害进行了加固设计。

【关键词】系杆拱桥；病害及成因；加固处治【中图分类号】U412 【文献标识码】A【收稿日期】【作者简介】杨志钢（1985-），男，四川射洪人，本科，工程师，主要从事项目施工技术管理及服务工作。

2021-07-232.1　桥面系及支座1　引　言2.1.1　桥面铺装桥面铺装常见的病害是铺装层出现开裂，破损上世纪90年代，国内修建了大量的拱桥，这些（如图2所示）。

拱桥绝大多数都是拱和吊杆的组合，随着现代交通铺装表面出现横向、纵向或网状裂缝的原因可的迅速发展，汽车的车流量和车辆吨位甚至很多的能是铺装材料的质量不合格或性能较低，也可能是超重现象也在迅猛增加，桥梁的负担也随之加重；车辆超载且长期反复作用下，使得桥面系渐渐产生另外，拱桥吊杆本身的锈蚀断裂，导致许多桥面垮开裂、破损等病害。

塌事故发生，例如四川宜宾南门大桥吊杆断裂、武汉晴川大桥系杆断裂等。

因此，做好对混凝土拱桥的病害检测，对危、旧混凝土拱桥的维修加固工作显得十分重要。

2　系杆拱桥常见病害系杆拱桥是众多拱桥桥型中的一种梁拱组合体系桥型（如图1所示），这种结构形式很好的结合了梁桥与拱桥的特点，充分利用梁来承受弯矩，拱承受压力，利用拉杆平衡拱座位置的水平推力作 2.1.2　防撞墙用，使结构受力更加合理。

该构造的常见病害是露筋和竖向裂缝（如图3所示）。

主要是车辆行驶过程中的冲击荷载及车辆自身的震动使桥梁长期处于震动状态、施工过程中不注重对混凝土的养护工作以及其他的一些人为因素等造成。

杨志刚　樊　力（四川公路桥梁建设集团有限公司　四川　成都　610017）图1　系杆拱桥结构图2　桥面铺装竖向裂缝杨志刚，樊力：系杆拱桥病害成因及加固方法PE 护套开裂主要是所受集中应力较大及材料自身性能的原因。

系杆拱桥常见质量问题分析及养护措施摘要：该文根据某地方公路北橙子河大桥系杆拱桥病害情况，结合某高速京杭运河特大桥系杆拱桥实际情况，对吊杆采用了多重防水处理技术，初步实现了预期效果。

关键词：系杆拱桥质量问题分析应用2012年，本人在某地方公路北橙子河大桥系杆拱桥更换吊杆项目进行了参观学习，目睹了如何更换吊杆情况，其中印象最深刻的是：本桥的安全隐患竟是原有吊杆多处带预应力的钢绞线连接片出现松动或滑落。

1 某地方公路北橙子河大桥系杆拱桥质量问题原因分析针对该桥安全隐患情况，我个人认为该桥系杆拱桥质量问题责任不在施工方，而在交工后的管理方，管理方在营运期间，未实行必要的养护是本桥梁安全隐患出现的关键！1.1 本桥的质量问题不在施工方的原因(1)施工单位或生产厂家钢绞线连接片占用项目的成本很小，安全质量成本却很高，一般来说，不会出现质量问题（规范要求1批钢绞线连接片3%以内合格，才算合格品，否则将报废）。

(2)钢绞线张拉实行应力、应变双控，钢绞线连接片如出现松动或滑落,作为桥梁施工单位不会对此重大安全质量问题熟视无睹的。

(3)施工期间，施工单位、监理单位现场人员对于本桥出现钢绞线连接片如此之多的松动或滑落现象不会无所发现或警示。

1.2 本桥的质量问题在营运期间的管理方的原因(1)吊杆锚头防水层易出现老化失效，对于聚氨酯类防水层一般3～5年就会失效，容易产生钢构件的积水锈蚀。

(2)钢构件在积水锈蚀情况下，特别是高应力条件下，连接片及其接触的钢绞线会加剧锈蚀，进而产生松动甚至滑落。

众所周知，钢绞线及其连接片在高应力情况下，对水、水汽十分敏感，在锚头防水（一般采用聚氨酯防水的老化寿命很短）存在缺陷的情况下，如同骆驼身上最后根稻草，更是加速其锈蚀速度，锈胀加上应力集中，使得连接片及其接触的钢绞线出现松动甚至滑落。

(3)该桥自营运以来，一直未施行必要的维护。

2 系杆拱桥防水措施的实际应用通过此次参观学习，本人切身体会到系杆拱桥防水处理的重要性，发现许多系杆拱桥防水处理同样存在很多缺陷，在此后某高速京杭运河特大桥系杆拱桥防水项目施工中，吸取以往经验采用了多重防水措施。