摘 要：隨著城市化進程的推進，近年來鋼結(jié)構橋梁在城市中廣泛的應用，其施工簡便工期較短，對城市交通影響較小，然而由于鋼材材料特性、運行荷載及環(huán)境因素等問題，往往存在腐蝕及疲勞等問題，引起結(jié)構退變，在實際應用中鋼結(jié)構橋梁的病害以及防護問題，必須引起重視。本文針對當前鋼結(jié)構橋梁常見病害成因及應對策略進行剖析研究，以盼為相關鋼結(jié)構橋梁全壽命周期管理提供參考。

　　1鋼結(jié)構橋梁基本特性及常見病害

　　鋼結(jié)構橋梁是城市橋梁中常見的一種型式，尤其是鋼結(jié)構箱梁在城市高架橋中應用廣泛，因其輕質(zhì)、高強、施工快速及大跨徑成為高架橋立體交叉首選之橋型。鋼結(jié)構橋梁具有強度高、自重輕、韌性好、工業(yè)化程度高、工期短、抗震性能好等優(yōu)點。然而后期運營中也存在問題：如鋼結(jié)構防腐涂裝失效、鋼構件腐蝕，截面退化；鋼結(jié)構的原生裂縫以及焊縫的疲勞裂紋；構件的屈曲變形或撞擊變形；鋼結(jié)構箱內(nèi)積水等水害問題。

　　2鋼結(jié)構病害原因分析

　　2.1材料因素

　　鋼材預處理不到位，鋼板截面中部可能夾雜非金屬雜質(zhì)，影響材料的理化性能，或者加工時造成屈服以及不可見的微裂紋。鋼結(jié)構材料處理不到位造成的常見問題有：鋼材強度不足，構件變形、彎曲、扭曲、開裂等，投入運營后因承載力不足引起次生病害及安全隱患現(xiàn)象，對于橋梁工程的安全穩(wěn)定施工以及工程項目后期的運營造成了極大的危害。

　　2.2施工控制因素

　　鋼結(jié)構橋梁的施工質(zhì)量問題主要存在于焊接、高強度螺栓連接、工廠的鋼材控制、防腐涂裝等過程中。焊接缺陷主要包括焊縫、脆性斷裂、熔渣夾雜、未焊透、焊上電弧孔等。這主要是由于首次使用的鋼材和焊接材料未經(jīng)過焊接工藝評定和力學性能測試；焊接材料中的焊絲、焊條、焊劑及工藝選擇不匹配；未對鋼件進行預加熱和焊后保溫、未消除焊接應力；焊接環(huán)境溫度低、濕度大等因素。高強度螺栓連接主要存在摩擦面處理不到位、板材束縫控制不佳。

　　2.3材料腐蝕因素

　　鋼結(jié)構橋梁出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象較為常見，腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)主要原因為：鋼結(jié)構防腐涂層失效，導致鋼結(jié)構與腐蝕性環(huán)境接觸，產(chǎn)生電化學反應，造成結(jié)構連接處、外部裸露區(qū)域出現(xiàn)了材料腐蝕現(xiàn)象，造成構件板件截面退化。引起鋼材腐蝕主要有兩點，一是目前的設計理念過于寬泛，精細化設計考慮不到位，橋梁的水害問題難以根治，鋼結(jié)構橋梁長期處在潮濕、積水的環(huán)境中，加快了材料的退化，二是由于防腐涂裝施工施工質(zhì)量不到位，如基底處理達不到要求、附著力不足、涂層厚度不滿足設計要求、涂裝超期服役等因素。這些潛在問題加劇了結(jié)構的退化，影響了鋼結(jié)構的耐久性及使用性能。

　　2.4水害問題及其他

　　鋼箱梁的水害問題主要有箱內(nèi)積水、橋面防水層缺陷、鋼結(jié)構與混凝土連接縫部位的滲水等。這主要是由于設計時考慮不周、施工不到位導致。例如鋼箱梁內(nèi)部積水，鋼結(jié)構為了方便施工開設人孔或手孔，內(nèi)部施工完成后手工焊接的鋼板焊縫存在一定的缺陷，在成橋運行時產(chǎn)生裂縫，導致橋面積水滲入箱內(nèi)，目前已經(jīng)運行的鋼箱梁中，積水問題時有發(fā)生，處置困難，內(nèi)部正交異性板及焊縫銹蝕嚴重，影響橋梁結(jié)構安全運行。其余運營問題主要是重載車輛頻繁通行以及超高車輛撞擊等因素，在此不再贅述。

　　3鋼結(jié)構橋梁常見問題應對策略分析

　　3.1提高設計精細化水平

　　鋼結(jié)構橋梁造價高，且應用周期較長，因此應加強施工中的設計模擬復核，采取精細化設計思路，充分利用BIM等三維設計技術開展拼裝檢查，實現(xiàn)鋼結(jié)構橋梁的構件設計精細化、拼裝流程精細化等。尤其對鋼結(jié)構的焊接設計，要著重進行焊接形式的比較和設計，根據(jù)焊接靜力和結(jié)構疲勞程度明確焊接形式。設計單位要加強結(jié)構的內(nèi)次及次內(nèi)力分析，從全壽命周期角度思考運營過程中常發(fā)病害的規(guī)避，局部防水的構造細節(jié)等因素，從局部細節(jié)出發(fā)實現(xiàn)橋梁結(jié)構設計完整性精細化，確保鋼結(jié)構在規(guī)定的使用期限內(nèi)安全可靠。

　　3.2加強鋼結(jié)構施工質(zhì)量控制

　　為提升鋼結(jié)構橋梁服役水平，鋼結(jié)構橋梁加工過程質(zhì)量控制主要有以下幾點：（1）技術質(zhì)量準備。圖紙會審和技術評審，深化施工圖設計，加強鋼梁的準備和檢查、加工和生產(chǎn)過程指導，明確鋼梁驗收標準和技術要求，加強計量管理、焊接與切割工藝管理。（2）組織質(zhì)量準備。建立完善的質(zhì)量管理組織和制定鋼梁的工藝，并按照放樣-下料-切割-校正-鉆孔-組裝-預拼裝-除銹、涂裝-運輸、堆放的工藝流程進行鋼梁的制作；加強對作業(yè)人員的技術培訓和考核。（3）物質(zhì)質(zhì)量準備。鋼梁制造廠要嚴把原材料的質(zhì)量關，材料質(zhì)量檢驗員和駐地監(jiān)督員應當加強對材料質(zhì)量的檢驗和驗收。（4）安裝質(zhì)量準備。嚴格做到工序質(zhì)量控制，隱蔽工程質(zhì)量控制，尤其是鋼結(jié)構橋梁施工過程中的中間產(chǎn)品如焊接質(zhì)量、高強螺栓連接、防腐涂裝等。

　　3.3采取鋼結(jié)構橋梁防腐措施

　　常用的橋梁鋼結(jié)構件防腐蝕措施主要分為兩類：一類是機械隔離措施，即采用惰性材料包覆在鋼結(jié)構表面，隔離水、氧氣等腐蝕介質(zhì)以達到防腐目的，如涂料涂裝；另一類是根據(jù)電化學腐蝕原理，人為提高鋼結(jié)構構件的電位，如犧牲陽極保護陰極法。熱浸鍍、電弧噴涂為機械屏蔽和陰極保護聯(lián)合作用。鋼結(jié)構橋梁的涂裝通常是由具有耐腐蝕、耐候性和施工性能好的底漆、中間漆和面漆組成的綜合防腐蝕體系。海洋大氣環(huán)境下的金屬鋼結(jié)構防腐涂料體系主要采用防銹底漆（金屬噴涂或富鋅底漆）、中間封閉漆以及以耐紫外線老化為主要功能的面漆的配套體系，最大限度的提升鋼結(jié)構橋梁的應用耐久性。

　　結(jié)束語

　　隨著城市化發(fā)展，未來將有更多的鋼結(jié)構橋梁出現(xiàn)在城市道路和綠道上，鋼結(jié)構現(xiàn)階段的運營問題更多的是設計施工階段考慮不充分導致，因此應該形成養(yǎng)護指導設計施工的反饋循環(huán)，及時將問題消滅在設計施工階段，采取有力的工程技術措施提高鋼結(jié)構的設計質(zhì)量和施工質(zhì)量，減少鋼結(jié)構橋梁全生命周期的投入，管養(yǎng)單位也應該積極采取預防性養(yǎng)護措施，及時處治鋼結(jié)構橋梁運行過程中的材料結(jié)構退化問題，保障橋梁安全運行。

　　參考文獻：

　　[1]曹國良.淺議鋼結(jié)構橋梁常見病害及防護[ J ] .城市建筑， 2013（6）：242.

　　[3]崔靜娜.橋梁鋼結(jié)構件防腐蝕涂層腐蝕全壽命設計研究[ D ] . 長安大學，2007.

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