13年桥梁检测与加固（研究生讲稿） - 图文

桥梁结构检测与评定技术（讲稿）

东大交通学院 钱培舒

§1公路桥梁管理与技术改造

一、公路旧桥（Existing bridge NOT Old bridge）

一般指经过一段或相当的营运时间后的公路桥梁。（或既有桥梁。） 二、公路桥梁管理 1、定义

根据公路桥涵养护规范（JTG H11—2004）：公路桥梁管理是对既有桥梁及引道进行检测、评价、维修、加固或改建等技术工作的管理。是桥梁养护工作的重要环节。 2、管理的目的

a、经常保持桥梁的完好状态，保证线路畅通。

b、及时修复桥梁损坏的部分，发挥桥梁的正常使用功能。 c、延长桥梁的使用寿命。

图1

3、管理的内容

a、建立既有桥梁的技术档案； b、正常养护维修；

c、组织既有桥梁的检测评估、加固及技术改造工作。

归纳为：检查评估桥梁技术；决定技术改造措施；决定资金投向。 三、桥梁的技术改造 1、定义

指对那些经过一段时间使用后，出现桥梁上严重缺损、病害；或不满足已有交通要求的桥梁进行加固改造，使其恢复或提高使用性能的工作。 使用性能指安全使用性（承载力）、耐久性、通行能力等。 2、特点

是公路管理部门经常性的工作。但有时会成为相对集中的工程活动。根据欧洲、日本等国家的统计表明，工程检查要求（评价程度）可由曲线表明： Δ修建20年左右为小周期， 要求进行检查评估，决定是否需 要加固改造，采取措施，使桥梁 保持完好状态。

Δ修建50至60年左右为大周 期，要求对桥梁评价后，决定桥

梁是否能继续安全使用。否则，应 图2 拆除。

3、混凝土桥梁在使用阶段产生劣变的主要原因，归纳为： 1）、自然界有害气体侵蚀、雨水冲刷等，比如：二氧化碳（碳化）、硫化氢（氢脆）、废水引起混凝土的病害。

1

2）、交通量及重型车辆的增加，比如：超重车辆的危害，其受害程度为4至16次方的倍数。 3）、设计、施工中存在的问题暴露，比如：设计中选择的结构形式，断面型形式与尺寸，钢筋布置不当等。施工中，混凝土强度不足，振捣不足产生蜂窝，养护不良产生裂纹等。 4）、材料本身的性质、质量问题，比如：混凝土的碱骨料反应、氯离子含量过高等。

§1—2、国内外公路旧桥概况

一、国外 1、 美国

九十年代统计：

总数（万座） 低于现行标准的 全国： 60 >40% 其中：州管 30 >30% 镇管 30 >20%

修复总共需500亿美元。

? 美国的桥梁设计寿命基准期为75年；而实际使用桥梁平均寿命为44年；州际桥梁

的平均寿命仅为39年。

? 在美国平均每年约有150～200座桥梁部分或完全倒塌，这些桥梁的平均寿命不足

20年。单其修复费用每年高达900亿美元。

美国公路桥梁缺陷率（1950-1994）定级为有结构缺陷的桥梁（座）91 88688 304118 42427 8171 309327 8296 0273 21222 92813 19921145 587（%）6.63.319.447.416.313.9桥梁类别钢筋混凝土桥预应力混凝土桥钢木其总桥桥它计单位（座）2002年8月预应力混凝土桥梁施工与质量检查15

2、前苏联 调查了2000多座 有缺陷的占50%。

3、英国 有修理需要的桥有13.5万座, 维修费需 1亿美元/年。 4、日本 仅高速公路旧桥加固费用消耗 1.5亿美元/年。 5、印度 调查了6500座桥梁 56%要加固改造。 二、中国

1、 九十年代调查了16.8万座桥梁，全长15万多公里。 其中： 危桥 5000多座，计11.97万米； 低于汽—10级 4000多座，10万米； 半永久性、临时性 6000多座，10万米。

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分布于：江苏、江西、北京、天津、辽宁、湖南、湖北、广东等需要改造的省份。 2、 桥梁调查存在的问题主要归纳为：

1)、相当部分的桥梁承载力低（原设计标准低）

在90年代末期全国的国道、省道和县级公路的永久性大中型桥梁中，承载能力达到汽—20、挂—100级荷载标准的仅占大中型桥梁总数的6.53%，84.3%的为汽—13 至汽—15级标准，汽—10级以下桥梁占9.17%。

可见大多数桥梁承载力低，达不到现行标准所要求的承载能力。 2）、桥面宽度不适应经济发展

90年代初期 大多数桥面行车宽度达不到9M； 90年代末期 约一半行车宽度达不到9M。 3）、已建桥梁的缺陷多

很多桥梁由于经常发生超载车辆行驶，造成桥面开裂；有的由于施工质量差；维修工作不及时；年久失修，损坏严重。尤其是建在软土地基上的双曲拱桥，由于软土地基处治不力， 致使墩台水平位移，跨中下沉严重，引起桥梁变形开裂，加剧了损坏。有资料表明，对某平原地区双曲拱桥损坏的调查，18.7%的桥处于危桥；70%的桥有严重缺损，可见问题的严重性。 4）、抵抗自然灾害能力弱

例如：92年水灾全国水毁桥梁3600座，损失16亿3千6百多万人民币。

地震对桥梁的损坏，最严重的是落梁，其次是河岸滑坡。唐山大地震滦河大桥35孔L=20M 钢筋混凝土梁桥，摆柱式钢板支座，大部已倾倒，35孔中落梁倒塌占23孔。天津宁河大桥岸坡滑移，裂缝宽度达0.4至0.7M，墩台倾斜角度达130 。

图3、

图4

世界经济合作与发展组织曾在上世纪先后组织了两次国际会议，讨论旧桥技术改造问题，并组织了24个国家共80万座桥梁进行合作性调查，提出六了方面的问题要求解决：

1、如何正确评价现有桥梁的实际承载力与安全度的问题；

2、如何及早地检查发现桥梁产生损坏和异常现象，正确检定结构物的损坏与维修加固方法问题；

3、桥梁损坏与维修加固的实际应用问题；

4、桥梁维修与加固技术，即采用维修加固新的技术与方法问题；

5、桥梁设计与维修管理的关系，如何把维修加固中发现的问题放到今后桥梁设计上进行考虑的问题；

6、桥梁维修加固的未来展望，即维修加固方法将来会怎样发展，如何提出更合理的维修管理方法与策略的问题。 由此可见，对旧桥危桥的加固维修以及如何提高其承载力的问题研究室由于推广已经引起世界性的关注。

资料表明：当前有些交通发达的国家，桥梁建设的重点放在旧桥加固改造方面，而新建桥梁则降为次要地位。 三、旧桥技术改造的意义

1、旧桥是人类的财富，应与修复加固充分利用。

2、旧桥改造可以节省大量资金。根据我国的经验，与新建一座桥梁相比，梁桥可节省投资75%—90%；拱桥为70%—80%。

3、可以大大减少混凝土桥梁拆除造成的环境污染。

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§1—3、桥梁技术改造的原则、特点与一般方法

一、桥梁技术改造方案确定的原则（基本条件） 1、具有明显的经济效益

在分析经济效益时应考虑以下二点： （1）、计入比重新建桥节约的大量投资和材料。 （2）、应计入包括重建新桥期间中断交通所造成的经济损失。

通常情况下，认为加固改造比重新建桥节约费用在60%—70%以上时才有意义。 2、加固改造完成的桥梁，其结构性能、承载能力、耐久性方面能达到新的使用要求。 3、桥梁下部构造具有足够的潜力，能满足加固后所增加的桥梁自重和活载对基础的要求。如不满足，则应先加固下部结构。

4、为了进行桥梁加固改造经济效率比较，对方案进行评价，常用下列二个指标来比较。 a)、结构改善系数k：定义为桥梁加固改造后承载力提高的百分率。 k=

Q2?Q1

×100% Q1

式中：Q2、Q1、—分别为加固前、加固后桥梁承受活载的能力。 通常情况下，k越大，则加固的效果越显著。

b)、成本效益系数F：定义为桥梁加固工程单位成本所取得的结构改善系数。 F=

k Q

式中：F—成本效益系数；

Q—每平方米桥面所需的加固费用。

通常F越大，其成本效益越大。

合理的选择加固改造方案，除了上述二个基本指标外，还要进行综合评价，综合因素考虑：（1）、加固设施的养护费用；（2）、加固时交通阻碍造成的运输效益损失；（3）、加固技术的耐久性；（4）、施工安全和环境的干扰程度等。 二、旧桥改造的特点

1、工程要求尽量减少对桥上或桥下正常交通的干扰； 2、工程施工要求可靠，方便易行。 3、注意对相邻结构的影响。

4、施工工艺设计应充分注意施工过程中的安全性，可行性。 三、旧桥改造工作方法程序 1、桥梁现场外观检查与检测 2、原有桥梁的技术状况评定 3、提出技术改造措施与对策 4、桥梁技术改造（措施）设计 5、桥梁技术改造施工

6、桥梁竣工的荷载试验评定 四、对工程科学研究的意义

1、促进了工程结构寿命、耐久性的研究； 2、促进了对结构设计效果的反馈； 3、促进了新技术新材料的应用。

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比如：对检测技术、新老结构的技术拼接技术、纤维复合材料的应用等。

§2桥梁现场检查与检测

一、桥梁现场检查与检测的几个术语 1、桥梁调查 Bridge mvestigation

指对桥梁设计、施工、监理、监测、试验、养护及维修加固、桥址水文地质状况及其它历史资料进行全面了解。

2、桥梁检查 Bridge inspection

指对结构及其附属设施的所有构件或部位进行全面系统的检查，记录所有缺损的部位、范围和程度。

3、桥梁技术状况 Technical conclition(situation) of Bridge

是指桥梁结构或构件各个方面的技术特征的总称。如：混凝土表观质量缺损状况、钢筋的锈蚀状况以及强度状况等。

二、桥梁检测工作的一般流程见图2—1。

桥梁历史与现状调查检测规划收集基本数据和资料动态调查结构实地考察（快速扫视检查）确定检测目的制定检测计划建立检测组织检查技术和设备的准备现场检测实验室分析检测结果评定报告编制一般检查照相详细检查取样检测无损或半破损检测样品分析（化学、物理）室内材料试验损坏原因评估耐久性分析损坏发展趋势研究材料实际强度结构评定缺陷损坏评估检测评定结果维修处治措施建议加固措施建议 图2—1 桥梁检测工作的一般流程

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三、关于桥梁检测

1、桥梁外观检测的主要技术指标

（1）结构外观质量状态检查?

?

? ??

?

??混凝土表观缺损状况

? ??钢筋自然电位?? ??（?2）结构构件材质状态?混凝土电阻率?检测内容 ?混凝土碳化深度??混凝土氯离子含量 ????混凝土保护层厚度 ???混凝土强度 ?

?

?（3）结构自振特性测定

??（4）结构几何尺寸变异状况调查

?（5）桥梁交通活载变异状况调查

?

?

??

2）基于定期检测的承载能力方法体系鉴定方法指标：

?（1）桥梁总体技术状态 ?

构件混凝土表观缺损 ?

材料强度状况??

结构模态特征状态 ?混凝土表观缺损 ?

?钢筋自然电位?（2）结构耐久性恶化状态

?

混凝土电阻率 ?混凝土碳化深度? ?

混凝土保护层 ??

氯离子含量?混凝土强度推定值

? ?? ?? ?砖石结构???

?

材料风化?物理化学损伤?

????

?混凝土截面折减 ?

?材料风化??混凝土结构??碳化?

??

???物理化学损伤

?（3）构件截面折减

?????

?

?? ?? ??

??钢筋截面折减?

有效截面折减?粘结性能退化

??

??

钢筋坑蚀不均匀性?

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? 交通量活载修正系数?

（4）活载变异的影响 ?大吨位车辆混入率的修正系数

?轴荷发布的活载影响修正系数?

?? 荷载效率???

静载试验校验系数????相对残余变形

??? ?? ?

???动力增大系数

?行车试验?? 冲击系数????? ???冲击系数??（5）桥梁荷载试验 ??

跳车试验??阻尼比

?? ?振动频率

??动载试验???

??

——支座的摩阻力 ?制动试验?

??振动频率?

???其它激振试验?阻尼比?? ???振型??? ?

??

?

§2—1、桥梁技术资料收集

一、资料收集内容

1、桥梁设计图纸 2、施工资料及竣工图纸 3、桥梁养护维修档案记录 4、交通流量（重交通量）及组成 5、桥下通航要求等。

二、收集方式

1、当地公路管理部门的技术档案。 （咨询调查） 2、同类同期修建的桥梁 。 （现场调查）

3、与当时桥梁设计者、施工者走访调查。 （座谈）

§2—2、混凝土桥梁的现场检查与检测

我国交通部门现有的管理桥梁大多为混凝土桥梁，钢桥仅占少数。本节仅介绍混凝土桥梁现场检查方式与混凝土桥梁常见的病害情况。 一、关于桥梁检查的规定

桥梁检查按交通部JTG H11—2004 《公路桥涵养护规范》和建设部J281—2003及CJJ__—3003《城市桥梁养护技术规范》的规定分为以下几种情况检查：

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1、经常检查 （养护部门本职工作）

对桥梁进行日常巡视检查，及时发现缺损进行小修保养工作。检查周期：每月≥1次， 是养护部门日常工作之一。 对城市桥梁：

（1）Ⅰ等养护桥梁指Ⅰ～Ⅲ类养护城市桥梁及Ⅳ、Ⅴ类养护城市桥梁中的集会中心、繁华地区、重要生产科研区及游览区附近的桥梁。巡视周期不应超过1d。

（2）Ⅱ等养护的桥梁指Ⅳ、Ⅴ类养护城市桥梁中的区域机会点、商业区及旅游路线或市区间的联络线、主要地区或重要企业所在地附近的桥梁。巡视周期不宜超过3d。

（3）Ⅲ等养护桥梁指Ⅴ类养护城市桥梁及居民区、工业区的主要道路上的桥梁。巡视周期可在7d之间。

2、定期检查 （养护部门本职工作）

按规定周期对桥梁技术状况进行定期跟踪的全面检查。检查各部件的功能、构造，发现需大中修的桥梁，为桥梁养护管理系统搜集结构技术状况的动态数据。

检查周期：（1）、根据技术状况确定，全面检查最长不得超过三年。新建桥梁交付一年后/次；临时桥梁一次/年。

（2）、在日常检查中发现重要部件缺损明显达到三、四、五类的技术状况时，立即安排一次定期检查。

对城市桥梁：

常规定期检测周期应一年/次；Ⅰ类养护城市桥梁定期检测周期宜1～2年/次；Ⅱ～Ⅴ类养护城市桥梁定期检测间隔宜6～10年/次。

定期检查应包括下列内容：

（1）查阅历次检测报告的建议和评定结果，进行结构构件检测；

（2）通过材料取样试验确认材料特性、退化程度和退化的性质，分析确定退化原因，以及对结构性能和耐久性的影响；

（3）对可能影响结构正常工作的构件，评价其在下一次检查之前的退化情况；

（4）必要时进行荷载试验和分析评估，城市桥梁的荷载试验评估按相关标准进行； （5）通过综合检测评定，确定具有潜在退化可能的桥梁构件，提出相应的养护措施。 3、特殊检查 （委托有相应资质和能力的单位承担）

查清桥梁的病害原因、破损程度、承载能力、抗灾能力，确定桥梁技术状况的工作。 特殊检查有分为专门检查和应急检查。 1）、专门检查

根据经常检查和定期检查的结果，对需要进一步判明损坏原因、缺损程度或使用能力的桥梁，针对病害进行专门的现场试验检测、验算与分析等鉴定工作。

以下情况应作专门检查： （1）、定期检查中难以判明损坏原因及程度的桥梁。 （2）、桥梁技术状况为四、五类者。 （3）、拟通过加固手段提高荷载等级的桥梁。 （4）、条件许可时，特殊重要的桥梁在正常使用期间可周期性进行荷载试验。 2）、应急检查

当桥梁受到灾害性损伤后，为了查明破损状况，采取应急措施组织恢复交通，对结构进行详细检查和鉴定工作。

下列情况应进行应急检查： （1）、桥梁遭受洪水、流冰、滑坡、地震、风灾、漂流物或船舶撞击； （2）、因超重车辆通过或其它异常情况影响造成桥梁损害。

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3）、特殊检查应根据委托单位需要以下三个问题做出鉴定： （1）、桥梁结构材料缺损状况。 包括对材料物理、化学性能退化程度及原因的测试鉴定；结构或构件开裂状态的检测及评定。 （2）、桥梁结构承载能力。

包括对结构强度、稳定性和刚度的检算、试验和鉴定。 （3）、桥梁防灾能力。

包括桥梁抵抗洪水、流冰、风、地震及其它地质灾害等能力的检测鉴定。 4）城市桥梁对以下情况应作特殊检测：

（1）城市桥梁遭受洪水冲刷、流冰、漂流物、船舶或车辆撞击、滑坡、地震、风灾、火灾、化学剂腐蚀、车辆荷载超过桥梁限载的车辆通过等特殊灾害造成结构损伤。 （2）城市桥梁常规定期检测中难以判明是否安全的桥梁。

（3）为通过或达到设计承载等级而需要进行修复加固、改建、扩建的城市桥梁。 （4）超过设计年限，需延长使用的城市桥梁。

（5）常规定期检测中桥梁技术状况Ⅰ类养护城市桥梁被定为不合格的桥梁， Ⅱ～Ⅴ类养护城市桥梁被定为D级或E级的桥梁。

（6）常规定期检测发现加速退化的桥梁构件需要补充检测的城市桥梁。 5)城市桥梁特殊检测应包括下列内容： （1）桥梁结构材料缺损状况诊断； （2）结构整体性能、功能状况评估。

四、混凝土桥梁的缺陷和病害

一）混凝土桥梁的缺陷和病害的一般产生原因

1、设计不当

（1）结构布置不当

结构型式、断面形式与尺寸及钢筋配置不符合力学要求，或挠度过大，不符合行车要求。 （2）材料设计不当

如：选择水泥类型不当、水泥用量不足、水灰比过高、集料级配不良等。 2、施工不良

如：混凝土拌和不匀；模板接合不良导致漏浆；过早拆模、钢筋的保护层不足、振捣不足或过度产生蜂窝或离析、施工缝处理不当以及养护不良、水泥硬化前振动或承受荷重产生裂缝等。

3、使用材料不当 （1）使用不当骨料

如：使用易与水泥产生碱骨料反应的骨料；使用碱性不良的水泥；使用会产生过度账缩裂缝的材料；使用含泥量高的骨料；使用不当的外加剂或拌和水等。 （2）混凝土品质不良

使用含气量或氯离子高的混凝土会促进钢筋锈蚀等。 4、环境因素 （1）侵蚀性废水

结构物附近环境有侵蚀性的化学物质，如工厂排放的废水。 （2）酸性地下水

混凝土为碱性，当地面下的混凝土构件酸性地下水

接触后，混凝土将渐成中性，除降低结构强度外，并丧失报护钢筋免于锈蚀的能力。

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（3）硫酸盐的地下水

含硫酸盐的地下水会是混凝土强度减弱，混凝土表面会出现白色物质。 （4）混凝土碳化

混凝土水化后产生约24%的氢氧化钙。氢氧化钙的pH值高达12～14，呈高碱性。混凝土之所以能保护钢筋，免于锈蚀，是因为它产生高碱性的氢氧化钙。

如混凝土的渗透性大、或有裂缝或多空隙时，空气中或溶于水中的二氧化碳侵入混凝土，和氢氧化钙作用，产生碳酸钙，使混凝土的pH值大幅降低，而呈中性，称混凝土的碳化，也称中性化。混凝土中性化后，降低碱性，也将降低保护钢筋的效果，使钢筋易于生锈。

(5) 氯离子反应

氯离子造成混凝土的劣化现象，称为盐害。混凝土中含有氯离子，将破坏钢筋的钝态氧化铁保护膜，引起电化学反应，加速构件中钢筋的锈蚀。因钢筋锈蚀，产生体积膨胀，推挤混凝土形成裂缝甚至造成混凝土剥离，

5、自然因素

（1）干缩、徐变与预应力损失 混凝土的干缩、徐变以及预应力构件的预应力损失为不可避免的自然现象，均将造成混凝土内部拉应力逐渐增加，产生裂缝，并降低构件强度。

裂缝将造成构件内的钢筋或预应力钢筋锈蚀，以及钢筋与混凝土间的握裹力降低，并造成构件的失败。

（2）温度效应

设计时未考虑足够的隔热与散热设施，尤其浇筑大体积的混凝土，未考虑水化热的散热。将造成混凝土的龟裂。 （3）地震、洪水冲刷

地震对构件将产生额外的应力，造成构件裂缝、弯曲或扭曲，降低构件的耐震力，甚至造成桥梁断裂破坏。

洪水冲刷将造成河床下降、桥墩基础外露，基桩失去侧撑力并造成断裂，降低桥梁的稳定能力，使桥梁耐震能力相对不足，甚至造成桥梁断裂破坏。

6、人为破坏 （1）交通超载

交通超载，将造成构件受拉力区产生受力裂缝、弯曲或构件动摇等劣化现象，降低桥梁的强度及耐久性。

（2）火灾

在国内，桥下常被人们堆放易燃物或垃圾，易造成火灾。火灾时发生高温，常造成混凝土龟（爆）裂，甚至剥落，或造成混凝土中性化，并降低混凝土强度。严重火灾，也可能影响混凝土内部的钢筋强度与预应力钢筋的预应力，危及桥梁安全。 （3）磨损

桥面板上层若无铺设铺装层，则车辆轮胎将对桥面板表层造成磨损。 （4）撞击损坏

撞击损坏，包括行径跨越桥下方的车辆或过水桥下方的船只，撞击桥梁的主梁或桥墩。 国内的跨越桥，每次因跨越桥下的公路路面整修时，未刨除旧有路面即铺筑新路面，致路面加高，形成桥下净高不足，造成行径桥下车辆撞击大梁。另在工业区附近的跨线桥，易造成超高车辆撞击大梁，或超宽车辆撞击桥墩，损坏桥梁。 二）混凝土桥梁的缺陷和病害

1、桥面系 （1）伸缩缝

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a.主要病害

伸缩缝周围混凝土铺装损坏——开裂；混凝土铺装剥落； 伸缩缝本身破坏——由其类型有不同破坏情况。

如：毛勒缝：橡胶条的损坏；锚固件的断裂；漏水等。

钢板梳齿缝：橡胶条、锚固件的损坏；齿缝的生锈；防水件的损坏引起的漏水等。 b.后果

造成桥面跳车（遇缝必跳）； 丧失伸缩缝功能（石子卡住）

雨水灰尘渗漏，通过破坏伸缩缝处而进入梁端影响支座。 C.检查

下大雨后两小时内或大雪后的融化期内上桥检查，分清伸缩缝类型，记录病害面积、范围、程度。

（2）桥面排水 a.主要病害

泄水管破坏或失效——堵塞；泄水管脱落空漏；

桥面积水——桥面因铺装层剥落凹凸不平、横披不够； b.后果

雨水滞留桥面，会通过铺装裂缝渗漏至主体结构。 c.检查

泄水管设置情况；桥面平整度检测；

下大雨后两小时内或大雪后的融化期内上桥检查；记录病害面积、范围、程度。 桥面系的其它如栏杆、人行道等此处不再叙述。

2、混凝土桥梁上部结构的主要缺陷

（1）混凝土剥落——混凝土表面的水泥沙浆流失，造成粗骨料外露的现象。剥落一般发生在混凝土表层品质较差的部位，一般不会太深。见图2—2。 剥落按水泥砂浆流失程度，我国台湾地区将其分为四级： ①轻度剥落：水泥砂浆流失深度<6mm，已可见骨料。

②中度剥落：水泥砂浆流失深度达6～12mm，骨料间砂浆已流失。 ③重度剥落：水泥砂浆流失深度达12～25mm，骨料完全暴露。

④严重剥落：水泥砂浆及骨料均流失，深度达25mm以上，钢筋已暴露。 （2）混凝土剥离——局部混凝土由主体结构上脱落的现象。见图2—3。 与剥落的区别：剥离呈片块状流失，流失面积较剥落大。 剥离依据混凝土流失深度或流失面积的宽度，分为：

①轻微剥离：混凝土流失深度不超过25mm,或流失面积的直径不超过150mm。 ②严重剥离：混凝土流失深度超过25mm,或流失面积的直径超过150mm。

（3）层离（层隙）——因钢筋锈蚀体积膨胀，导致钢筋外层混凝土（但没脱落）分离的现象。见图2—4。

以锤子轻击层离处则有空洞的回声。当层离处的混凝土完全流失时，即产生剥离现象。

（4）蜂窝——因漏浆或振捣不足而造成的混凝土内部的空洞现象。见图2—5。

蜂窝除降低混凝土强度外，空气中氧气、水气及腐蚀因子易通过其侵入混凝土，造成混凝土中性化及腐蚀钢筋，加速构件的劣化。

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图2—5墩柱蜂窝

（5）白华（游离石灰）——混凝土因裂缝渗水，致使混凝聚土内氢氧化钙被水溶解，渗流出混凝土表面，产生白色结晶物，即为白华。见图2—6。有白华现象，即表示该结构物有裂缝。产生白华较多处为桥面板的底部。

图2—6桥面底板及横隔梁白华现象

（6）露筋——钢筋局部外露或混凝土保护层剥落后的露筋现象。

（7）混凝土的碳化——混凝土中高碱性物质（主要为氢氧化钙）与大气中或溶于水中的二氧化钙发生化学反应，在混凝土表层形成一层硬度很高的混凝土层。

其危害为增加混凝土的孔隙，降低混凝土强度；其次降低混凝土的碱性，也降低了保护钢筋的效果，使钢筋易于生锈。 碳化与混凝土密实度的关系：混凝土密实性好，碳化层浅；混凝土密实性差，碳化层深。过深即易引起钢筋的锈蚀。 （8）水泥碱—活性骨料膨胀反应——水泥混凝土中水泥的碱与某些碱活性骨料发生化学反应，可引起混凝土产生膨胀，开裂，甚至破坏的现象。见图2—7。

图2—7日本见内桥碱骨料反应现象

特征：在混凝土表面出现裂纹，裂纹表面的某些地方出现凝胶体，先是透明的分泌物，干躁后成为白色陶瓷体，最后在混凝土表面出现斑点。 原因：水泥中含有氧化（K2O）、氧化钠(Na2O)、氧化钙(CaO)，当水泥水化后，混凝土的

+++-孔隙溶液中会产生Na、K、Ca及OH等离子，如果混凝土中含有氧化硅（SiO2）与氧化铝（Al2O3）

等活性成分，将在骨料与水泥之间间产生一种碱硅胶体（硅酸钙），此胶体物质在有水环境下，吸水后体积会膨胀（约为原体积的二至三倍）开裂，造成混凝土产生裂缝，裂缝中有时会充满白色胶体，表面裂缝中常有凝胶体流出。如空气与水进入钢筋混凝土构件的钢筋位置，使钢筋生锈蚀产生体积膨胀，进而引起混凝土崩裂。 反应条件：

a.水泥中的碱含量（即可溶性碱）

含碱量小于0.6%，为低碱水泥；含碱量大于等于0.6%，为高碱水泥。我国水泥含碱量大多数大于等于0.6%，为高碱水泥。高碱水泥易引起骨料中的碱活性反应。 b.混凝土骨料中含有活性物质

如骨料中含有氧化硅（SiO2）与氧化铝（Al2O3）等活性成分，易与水泥中的可溶性碱发生碱活性反应。

c.混凝土处于一定的潮湿环境

我国公路桥梁、城市桥梁大都处于跨越江河之上，都处于野外潮湿环境。 预防措施：

a.使用含碱量小于0.6%的水泥或采用抑制碱活性反应的掺合料 使用低碱水泥可有效地防止碱骨料反应的产生。掺合料目前大多是在混凝土中掺加一定量的活性材料（如粉煤灰、矿渣粉末）能抑制碱活性的反应。 b.检测骨料的活性物质，不用活性骨料

检测骨料的活性物质，其活性物质为含有二氧化硅的骨料：蛋白石、玉髓、鳞石英、方石英；在流纹岩、安山岩或英安岩中可能存在的中性重酸性（富硅）的火山玻璃；某些沸石和千枚岩等。对于桥梁结构尽量不使用活性骨料。 c.尽量少用含钾、钠离子的外加剂 当混凝土中使用的外加剂含钾、钠离子会促使混凝土中的活性物质加剧反应，此时应通

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过试验证明对活性物质反应影响小或没有时，方可应用。

碱骨料反应与其他龟裂现象的区别： a.在龟裂处钻取芯样，现场观察确认。

b.芯样内部的的特征为：有贯穿骨料的裂缝；缝中有反应胶体出现；骨料边缘发生暗色或浅色的反应圈。

c.当骨料中活性物质与水泥中碱发生化学反应，也会使骨料在化学成份及岩理结构上产生改变。

（9）氯离子反应—— 氯离子造成混凝土的劣化现象，也称为盐害。

混凝土中含有过量的氯离子，将破坏钢筋在混凝土中的钝态氧化铁保护膜，在电化学作用过程中，此部分为阳极，而未破坏的钢筋为阴极，若电化学作用开始，会加速构件中钢筋的锈蚀。因钢筋锈蚀产生体积膨胀，引起混凝土形成裂缝，严重时造成混凝土剥离。资料表明早期的结构物或暴露于海水中的构件，常能见到钢筋严重锈蚀。 混凝土中氯离子含量来源通常有两种： a.构件中的材料含有氯离子 如：水泥（在制造过程或运输过程中，不慎掺入含氯离子的物质）、使用海沙即外加剂（使用含氯离子外加剂）或抽取地下水（邻近海边），直接引入氯离子。 b.周遭环境含氯离子

包括邻近海洋的环境、下雪天使用除冰盐、工业废水中含氯离子，也有可能引进高的氯离子含量。

邻近海岸的结构物混凝土表面将附着含氯离子的海盐粒子，长年累月，由于吸水或扩散，使氯离子侵入混凝土内。

根据日本的资料，以海岸距离的远近所作的盐害调查显示： a.离海岸200M 内，盐分入侵混凝土量极高，为重盐害地区。

b. 离海岸200M ～1000M，在季风或小型台风时，发生盐害机率仍高，为盐害地区。 c. 离海岸1000M～10KM，在河川流域或面海的开阔平原，在季风或台风时，仍有盐害得情况，为准盐害地区。

d. 离海岸10KM以上，几乎没有盐害，可不考虑盐害。

（10）钢筋锈蚀——混凝土中钢筋周围的钝化膜遭到局部破坏，在水、氧具备的条件下，发生锈蚀的现象。见图2—8。

图2—8箱梁内渗水造成的钢筋锈蚀

锈蚀机理：

钢筋在水、氧具备的条件下，会发生电化学反应：在阳极（钝化膜遭到破坏部位的钢筋）铁原子释放电子；在阴极（钝化膜未遭破坏部位的钢筋），水中的溶解氧吸收来自阳极的电子而生成氢氧根离子，电子由阳极不断流向阴极，产生腐蚀电流在钢筋表面生成氢氧化亚铁膜，并与水、氧结合，生成氢氧化铁即铁锈。

导致钢筋锈蚀主要原因： a.混凝土密实性不足

混凝土中孔隙高，易使二氧化碳渗入混凝土内部，而引起混凝土中性化（碳化），使混凝土碱性降低，减弱了对钢筋的保护作用。

b.混凝土保护层太薄

使混凝土碳化深度容易达到钢筋的范围，使钢筋周围混凝土失去碱性，钝化膜局部破坏，当混凝聚土处于一定的潮湿状态时，钢筋将锈蚀。

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c.混凝土表层的缺陷——蜂窝、掉角、剥离露筋、裂缝等。

混凝土表层的缺陷将使钢筋直接暴露在外界条件之下而发生锈蚀。 d.大气污染

大气中的二氧化硫、氯化氢、氯气等酸性气体，侵入混凝土而与氢氧化钙相结合，使混凝土碱性急剧下降，导致钢筋生锈。

e.环境

海洋环境或防冻而撒盐的环境中，海水测湿或大气中含有盐分的水气，水份蒸发后使盐份不断积累，使混凝土的导电性质提高，钢筋周围氯离子浓度增加，引起钝化膜破坏，加剧了钢筋的锈蚀。

钢筋锈蚀的影响：

a.因钢筋锈蚀而引起的混凝土体积膨胀（约为原体积1—7倍，一般为2—3倍），致使混凝土沿钢筋走向开裂、剥离，破坏了混凝土的受力性能，降低了材料的耐久性，影响桥梁使用寿命。

b.削弱了钢筋的受力断面

特别是预应力混凝土中高强度钢丝表面积大而截面小，锈蚀对预应力混凝土钢筋受力危害甚大。

钢筋混凝土构件中的钢筋，虽不易锈蚀，但如发现锈蚀时，则该构件已呈严重破坏。有资料表明，混凝土剥离、开裂状况与钢筋截面积减少率的关系如下：

混凝土状态 钢筋截面积减少率（%） 未出现纵向裂缝时 0 只出现纵向裂缝时 0—10 保护层部分剥离时 5—20 保护层全部剥离时 15—25 c.锈蚀引起的混凝土裂缝（主要沿纵向钢筋的裂缝）

削弱了钢筋（抗拉、抗剪）和混凝土（抗压）的共同作用。降低了桥梁的受力强度，影响了桥梁的耐久性。钢筋锈蚀是钢筋混凝土构件破坏的主要原因之一。

钢筋锈蚀的后果：

钢筋锈蚀是混凝土桥梁遭受严重破坏。有关资料记载： 美国华盛顿港口的一座海上栈桥仅建四年，即因盐害侵入混凝土构件引起钢筋锈蚀而遭破坏。

原南斯拉夫一座七跨预应力混凝土桥梁，因采用喷射混凝土技术，在未喷射混凝土保护层，预应力钢束在张拉后仅五个月左右，因锈蚀而自行拉断（应力腐蚀）造成工程事故。

巴西也曾报道过，桥梁处于硫化氢腐蚀环境，桥梁中的钢筋因发生氢脆破坏的实例。 (11)磨损——桥梁开放通车后，车辆通行将造成桥面板磨损现象。

其他如维护清洁时，使用的扫街车也将造成桥面板或缘石或护栏等的混凝土面磨损。 (12)混凝土集料膨胀反应——混凝土集料中掺杂含有氧化镁和硫酸盐集料或生石灰碎块，吸水膨胀造成的混凝土破坏现象。

危害：

其危害与碱骨料反应几乎相同，造成混凝土膨胀开裂。 反应的破坏特征：

集料膨胀引起的混凝土破坏特征与碱骨料反应十分相似。

a. 膨胀骨料位于构件浅层时，由集料吸水膨胀引起的混凝土破坏特征：一边是以膨胀集料源为中心的网状或放射状裂缝。

b.膨胀集料位于钢筋背后时，集料吸水膨胀后，可能将钢筋顶弯，出现局部的顺筋裂

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缝，严重时可能出现表层剥落和崩裂破坏。

c.膨胀骨料位于构件较深内部时，集料吸水膨胀后，可能造成混凝土的冲剪破坏。 混凝土集料膨胀反应是水分和具有膨胀性集料的缓慢作用结果，其反应速度与结构的使用环境和混凝土的密实度有关，一般是在结构建成后5～7年发生。

预防措施：

重在预防，对集料生产等环节，防止将含有氧化镁和硫酸盐集料或生石灰碎块，混入集料。

对于已发现并确诊由集料膨胀引起的破坏，必须在将膨胀源剔除后，才能进行修补处理。

(13)混凝土的冻融破坏——桥梁混凝土处于严寒地区的大气环境下，处于潮湿或饱和水的混凝土结构在冻融循环的反复作用下产生的破坏称为混凝土冻融破坏。

冻融机理:

混凝土是由水泥砂浆和骨料拌合而成的，水泥石内部孔隙主要由凝胶孔、毛细孔和非毛 细孔（内部缺陷和微裂缝总称）组成，其中毛细孔对内部水渗透性的影响最大。 当混凝土处于饱和水状态时，浸润区的毛细孔水结冰，因凝胶孔中形成冰核约在-78°C以下，此时，处于过冷状态的水分子向压力毛细孔中的冰界面渗透，在毛细孔中产生的渗透压力使自由水结冰膨胀加剧严重，最终对毛细孔壁截面的混凝土是产生拉力，超过混凝土抗拉强度就产生微裂缝，在混凝土表面而言就会出现破碎。 产生原因：

桥梁混凝土在严寒地区大气环境下的冻融破坏有以下两个条件： 1）混凝土处于潮湿和水饱和的状态在严寒大气环境下，混凝土内部会发生冻融温度循环作用。

2）混凝土凝结过程中，产生的内部微观结构存在微小孔隙，孔隙的毛细孔内充满自由水。

冻融通常发生在与水接触的结构表面，其破坏通常发生在桥梁结构的干湿循环区。 当温度处于冰点以下，结构微小孔隙中的水结冰过程时，体积逐渐膨胀，对周围混凝土产生局部张力，使得水泥基质微小断裂，经过反复冻融作用，最终导致结构局部破坏。破损是由外及里，呈小片状破碎。

需要注意的是：混凝土在冻融破坏过程中内部孔隙是逐步增加的，而混凝土密实度是逐步下降的。

对桥梁的危害：

冻融会使混凝土结构由表及里破碎，造成桥梁结构混凝土的耐久性和安全性随服务时间劣化和降低，严重影响着结构的使用寿命。

我国北方地区凝土桥梁结构混深受其害，最严重的是冻融与盐害（撒除冰盐）共同作用引起的混凝土破坏，其破坏程度和速率快几倍，甚至达到10倍。

资料表明：没有采取防止盐冻破坏技术措施的混凝土，1-2个冬季就有严重的剥蚀破坏；10至20年钢筋就会严重锈蚀。

案例一：

某立交桥使用仅仅19年（实际10年就开始支撑加固），因使用除冰盐导致桥面混凝土严重剥蚀和钢筋锈蚀破坏，不得不于99年报废重建。

案例二

某公路混凝土路面结构，96年通车，使用仅仅一个冬季后，就因撒除冰盐造成路面和路肩混凝土板表面出现严重剥蚀破坏。

关于冻融科研得到的几点结论：

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1）混凝土在冻融破坏过程中，主要反映在密实度的降低和强度的下降。其中抗拉强度和抗折强度反映最为敏感，当混凝土动弹模下降40%时，抗拉强度和抗折强度将下降50%～70%，这是一个值得重视的问题。

2）冻结温度越低和冻结速率越快，混凝土的冻融破坏力越强，冻结温度达-10℃时，是一个临界值，达到或低于这一临界值时要保证混凝土的抗冻耐久性，必须设计较高的抗冻标号。

3）研究发现，高强混凝土具有非常高的密实性。

其内部微孔含量很小，仅为普通混凝土的1/3左右，且孔径范围主要在2.5～25nm之间，属凝胶孔，因此高强混凝土具有超常的抗冻性，经600次冻融循环后，混凝土外观完好，无重量损失，动弹模下降5%左右，微孔含量只增加2%。 3.混凝土桥梁的的裂缝

裂缝为混凝土桥梁最常见的劣化现象，也是导致混凝土内部钢筋锈蚀的主要原因。 裂缝一般都伴随有钢筋生锈及白华等病害现象。裂缝宽度无论大小，均对桥梁的耐久性产生影响；尤其是结构裂缝影响桥梁使用年限最大。裂缝也将造成预应力钢材的锈蚀及疲劳，尤其影响预应力混凝土构件。预应力钢材的锈蚀，将造成预应力构件的破坏。

裂缝对结构物的影响，视裂缝类型（包括发生的位置及走向）以及裂缝尺寸（包括长度及宽度）是否随时间增加而不同。故桥梁检测发现裂缝时，应详细记录，记录裂缝发生的位置及走向，判断是否为结构裂缝？另记录裂缝的长度与宽度，与以前的记录比较，判断该桥是否为死裂缝？还是活裂缝，将继续成长恶化，危及构件。

裂缝类型有结构裂缝与非结构裂缝两种。 （1）结构裂缝

结构裂缝也称受力裂缝，由静荷载及活荷载所造成。结构裂缝的类型，包括挠曲裂缝及剪力裂缝。如图所示。

a. 挠曲裂缝，发生于构件最大张力区位，呈垂直状，往压力区发展。一般分布在主梁或板梁跨中附近范围或连续梁桥负弯矩区。 b.剪力裂缝(也称为斜裂缝），常见于大梁支点至1/4跨区域内的梁腹板侧面，T梁和矩形梁多见，板梁则少见。 （2）非结构裂缝

非结构裂缝也称非受力裂缝，由温度、干缩、水化热温差以及施工缝（二次浇筑）等因素造成。虽不影响构件的安全，但如果裂缝深入构件的内部，也可能损及构件。非结构裂缝的类型有： a.温度裂缝

温度高低变化引起的热胀冷缩裂缝。 b.干缩裂缝

混凝土养护期间造成的收缩，一般发生于预应力梁的梁腹。 C.大体积裂缝

浇筑大体积混凝土后，混凝土内、外温差造成的裂缝。 d.施工缝的裂缝 施工缝，是混凝土施工无法避免的情况。施工缝将随时间增加而使钢筋锈蚀，并扩大裂缝。 施工缝附近，因混凝土龄期不同或不等量收缩，使此处水密性较差，腐蚀因子较易侵入，扩大缝隙。

施工缝长度，一般较应力裂缝为长，造成钢筋锈蚀范围也较大，也可能造成构件的劣化，检测时应特别注意。

常见施工缝裂缝之处，有预应力梁与现浇桥面板间、桥梁护栏与桥面板之间、箱形梁底板

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与腹板之间、预制预应力梁与现浇横隔梁之间、悬拼箱梁构件之间等。 e. 钢筋锈蚀裂缝

钢筋生锈后体积膨胀推挤混凝土产生的裂缝。

常见于早期修街道低标号桥梁构件、干湿循环的拱脚、墩台上的立柱等处。 4.桥梁构件的其他缺陷 （1）撞损

市区高架桥或通航桥梁位于河道内的桥墩及大梁，易被过往的车辆或船只、漂木等撞击，造成大梁或桥墩破坏、裂缝，甚至钢筋外露。 （2）冲刷

急流的河水将造成冲刷，尤其滥采河川砂石将导致河床降低，造成基桩外露，使基桩失去侧撑力及摩擦力，影响桥梁稳定性及耐震力；且外露的基桩易受船只、漂木撞击，造成桩体裂缝，甚至断裂，以及桥墩受损。 （3）桥台结构体倾斜或位移

桥台背部承受路堤的土压力，若桥台基础无法承受土压力，或基础下的地基变形，均将使桥台向桥梁方向倾斜、桥台结构体造成裂缝、破坏，并造成靠桥台的伸缩缝损坏，未能发挥伸缩功能；甚至造成侧墙及桥头搭板受损、破坏、变形。

§3 桥梁检测的评定方法

§3—1概述

一、桥梁技术状况评定

是建立在桥梁现场检查基础上，对桥梁使用性能及安全度进行评定的工作。 目的：为今后桥梁的养护、维修、加固改造的决策提供依据支持。 二、评定的方法

1、根据外观检查结果进行直接评定。

2、结合外观检查与分析计算相结合的评断。 3、实桥荷载试验评定。 4、专家系统的评定方法。 三、对评定方法的学习

1、对具体评定方法应注意：

方法的采用标准、手段、条件和适用范围、使用程序、结果表达等。 2、评定的标准，即技术状况的分类分级

我国大陆公路桥梁技术状况检测分五类：一类（完好、良好），保养；二类（较好），小修；三类（较差），中修，酌情交通管制；四类（差的），大修和改造，限载限速；五类（危险），重建或改建，关闭交通。

我国大陆Ⅱ—Ⅴ类城市桥梁完好状态分为五级：

A级：完好状态，进行日常保养；B级：良好状态，进行日常保养和小修。C级：合格状态，进行专项检测后保养、小修。D级：不合格状态，应检测后进行中修或大修工程；E级：危险状态，应检测评估后进行大修、加固或改扩建工程。

我国台湾地区

台湾地区目前桥梁检测的构件评估系统，主要有：营建署制定颁布的“A、B、C、D”系统和交通部门高速公路与公路局使用的“D.E.R”系统。

a） 营建署颁布的《市区道路桥梁安全检测手册》的评等系统，也像日本道路公团将桥梁构件劣化情况分为 A、B、C和D 四级予以评等。

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台湾营建署桥梁综合评估判定标准（A、B、C、D系统）判定等级ＡＢＣＤ状况损伤轻微，需作重点检查。有损伤，需进行监视，必要时视状况修补。损伤显著，变形持续进行，功能可能降低必须加以补修。损伤显著，有重大变形及结构物功能降低，为确保交通的安全顺畅，或避免对第三者造成障碍，必须采取紧急修补。无此项目或无法判断结构物的损伤状况。上述以外的场合。ＮOK

我国台湾地区公路桥梁技术状况检测分4级：A级，损伤轻微；B级，有损伤；C级，损伤显著，变形持续进行，必须修补；D级，损伤显著必须紧急修补。

b)台湾地区高速公路局使用的高速公路桥梁构件劣化评等系统，是将构件对桥梁的功能归纳为两部份，即①影响桥梁结构安全，及②影响交通安全。

再在所有构件中选取主要构件如下： (1) 影响桥梁结构安全：计9项 桥墩保护设施、桥墩基础、桥墩墩体；支座、抗震档块或抗震销座、伸缩缝、主构件（大梁）、次构件（横隔梁）、桥面板或铰接板。 （2）影响交通安全：计11项（略）

D.E.R.U.四项的定义： （1）劣化程度（D）：为构件劣化的程度； （2）劣化范围（E）：为构件劣化发生的范围或面积大小。 （3）重要性（R）：为构件劣化情况，对于该构件或结构的安全或交通安全的重要程度。

（4）维修急迫性（U）：为该劣化构件需要维修的急迫性。

该D.E.R.U. 四项并以具体化的0至4的数据予以评等，方便利用计算机综合评估桥梁状况。

D，E，R，U的评等（0，1，2，3，4）原则，如下表所示。

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台湾地区高速公路局桥梁管理系统的构件劣化检测评等原则（D.E.R.u系统）0DERU无此项目无法检测无法判定重要性无法判定急迫性微例行维护1良好2尚可3差4严重损坏< 10% < 30% < 60% <小3年内中1年内大紧急处理维护

美国联邦公路总署（FHWA）对公路桥梁技术状况检测使用评估系统，分为三级：好（good）,稍有劣化，对构件无关紧要；普通（fair）, 轻微劣化，并不影响构件强度；差（poor）,完全劣化，已影响或及伤及构件强度。

日本道路公团对桥梁综合评等，分4级：1、2、3、4级；其中1级为最紧急；4为最轻微。

§3—2根据外观检查结果评定方法(一)

——公路桥涵养护规范（JTG H11-2004）

—— 城市桥梁养护技术规范（CJJ99-2003）

一、公路桥涵外观检查结果评定方法的基本原理：

1、桥梁使用性能及承载能力的状况可通过桥梁各部件的外观现象可以反映出来。 2、对各部件（桥面系、上部结构、下部结构、支座、基础等）的基本构件的外观现象（如缺陷、裂缝及位移过大等）进行检查。

3、对各部件外观的缺损，根据部件的重要性，定出权重，用综合评定公式计算。

二、公路桥涵评定方法与适用范围

1、采用外观检查，根据检查结果按养护规范进行评定。

2、适用于所有已建的公路桥梁；以及养护维修的桥梁，使其达到正常使用状况。

三、公路桥涵评定程序

1、先对桥梁各部件进行检查与评定

（1）根据桥梁部件的缺损程度（大小、多少或轻重），缺损对结构使用功

能影响程度（无、小、大）和缺损发展变化状况（趋向稳定、发展缓慢、发展较快）等三个方面，以累加评分方法对各部件缺损状况作出等级评定。见表3—1。

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表3—1 桥梁部件缺损状况评定方法（JTG H11—2004） 缺损状况及标度

组合评定标度

小——大 少——多 轻度——严重 0 1 2

程

缺损程度及标度

度

标度

缺损对结构使用功能的影响程度

缺损发展变化状况的修正

最终评定结果

桥梁技术状况及分类

（2）重要部件（如墩台与基础、上部承重构件等）以其中最严重的构件评分；其他构件根据多数构件缺损状况评分。

（3）推荐的各部件权重见表3—2。

表3—2、 推荐的 公路桥梁各部件权重（JTG H11—2004）

部件 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121 13 14 15 16 17

20

无、不重要小、次要 大、重要

0 0 1 2 +1 1 2 3 +2 2 3 4

0 1 2 3 4 0 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 完 良 较 较 差 危 好 好 好 差 的 险 一 二 三 四 五 类 类 类 类 类

以上两项评定组合标度

趋向稳定 发展缓慢 发展较快

-1 0 +1

部件名称

权重Wi

翼墙、耳墙 1 锥坡、护坡 1 桥台及基础 23 桥墩及基础 24 地基冲刷 8 支座 3 上部主要承重构件 20 上部一般承重构件 5 桥面铺装 1 桥头与路堤连接部 3 伸缩缝 3 人行道 1 栏杆、护栏 1 灯具、标志 1 排水设施 1 调治构造物 3 其他 1

2.全桥技术状况等级评定

（1）考虑桥梁各部件权重的综合评定方法（JTG H11—2004） a.综合评定计算公式： Dr=100—

∑RW/5 （3—1）

i

i

i=1

n

式中：Ri—按表一方法确定的各部件的评定标度（0-5）； Wi—各部件权重，∑ Ｗｉ＝100；

；评分高表示结构状况好，缺损少。 Dr—全桥结构技术状况评分（0-100）

b.评分分类界限

Dr ≥88 一类 88 < Dr ≥60 二类 60 < Dr ≥40 三类

40〉 Dr 四类、五类

说明：Dr ≥60 的桥梁，并不排除其中有评定标度Ri≥3的部件，仍有维修的需要。 （2）对照桥梁技术状况评定标准进行评定 a.各部件及总体直接按标准评定

如 全桥总体评定评定标准见表3—3。

砖、石、混凝土上部结构评定标准见表3—4。 墩台与基础评定标准见表3—5。

表3—3、 公路桥梁技术状况（总体评定）评定标准（JTG H11—2004） 桥梁评定分类 一类

(完好、良好状态)

二类

(较好状态)

总体评定

1.重要部件功能与材料均良好；

2. 次要部件功能良好，材料有少量（3%以内）轻度缺损或污染； 3.承载能力和桥面行车条件符合设计指标。

1. .重要部件功能与材料均良好，材料有少量（3%以内）轻度缺损或污染，裂缝宽度小于限值；

2.次要部件有较多（10%以内）中等轻度缺损或污染.； 3.承载能力和桥面行车条件达到设计指标。

1重要部件材料有较多（10%以内）中等缺损，裂缝宽度超限值，或出现轻度功能性病害，但发展缓慢，尚能维持正常使用功能；

2.次要部件有大量（10%—20%）严重缺损，功能降低，进一步恶化将不利于重要部件和影响正常交通；

3.承载能力比设计指标降低10%以内，桥面行车条件不舒适。

1.重要部件材料有大量（10%—20%）严重缺损，裂缝宽度超限值，分化、严重，或出现轻度功能性病害，且发展较快。结构变形小于或等于规范值。功能明显降低；

2.次要部件有20%以上的严重缺损，失去应有功能，严重影响正常交通；3.承载能力比设计指标降低10%—25%。

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三类

(较差状态)

四类 (差的状态)

五类

(危险状态)

1.重要部件出现严重功能性病害，关键部位的部分材料强度达到极限，出现部分钢筋断裂、混凝土压碎或杆件进失稳变形的破损现象，变形大于规范值，结构的强度、刚度、稳定性和动力响应不能达到平时交通安全通行的要求；

2.承载能力比设计指标降低25%以上。

表3—4、公路桥梁技术状况（砖、石、混凝土上部结构）评定标准 桥梁评定分类

砖、石、混凝土上部结构

一类 1.结构完好，无渗水，无污染；

2.次要部位有少量短细裂纹，裂纹宽度小于限值。

二类

三类

四类

1.结构基本完好；

2.3%以内的表面有风化、麻面、短细裂缝，缝宽小于限值，砌体灰缝脱落；

3. 上下游侧表面有水迹污染，砌体滋生杂草。

1.结构3%—10%的表面有各种缺损，缝宽超限值，有风化、剥落、露筋、锈蚀，桥面板裂缝渗水；

2. 石砌拱桥砌体灰缝脱落，局部松动、外鼓；

3. 横向连接件断裂、脱焊或松动，边梁获边拱有横移或外倾迹象。 1.结构有10%—20%的表面有各种缺损，重点部位出现接近全截面的开裂，缝宽超限值，顺主筋方向有纵向裂缝，钢筋有锈蚀和混凝土剥落严重，桥面开裂渗水严重，砌体有较大松动、变形； 2.结构存在明显的永久变形，变形小于或等于规范值，桥面竖向成波形。

五类 1.结构永久变形大于规范值；

2.重点部位出现全截面的开裂，缝宽超限值，部分钢筋屈服或断裂，混凝土压碎。主拱圈出现四铰，成不稳定结构； 3.受压构件有严重的横向扭曲变形； 4.承载能力比设计指标降低25%以上。

表3—5、公路桥梁技术状况（墩台与基础）评定标准

桥梁评定分类

一类

墩台与基础

1.墩台各部分完好； 2.基础及地基状况良好。

1. 墩台基本完好；

2. 3%以内的表面有风化、麻面、短细裂缝，缝宽小于限值，砌体灰缝

二类 脱落；

3. 表面长有青苔、杂草；

4.基础无冲蚀现象。

三类

1.墩台3%—10%的表面有各种缺损，裂缝宽超限值，有风化、剥落、露筋、锈蚀现象；砌体灰缝脱落，局部变形等；

2. 出现轻微的下沉、倾斜、滑动等现象；发展缓慢或趋向稳定； 3. 基础有局部冲蚀现象，桩基顶被磨损。

1.墩台10%—20%的表面有各种缺损，裂缝宽而密，剥落、露筋、锈蚀严重，砌体大面积松动、变形；

22

四类

五类

2. 墩台出现下沉、倾斜、滑动、冻拔等现象，变形小于或等于规范值。台背填土有沉降裂缝或挤压隆起，变形发展较快； 3. 基础冲刷大于设计值，基底冲空面在10%—20%以内。桩基顶被侵蚀、露筋、缩颈，或有环状冻裂，木桩腐蚀、蛀蚀严重。

1.墩台不稳定，下沉、倾斜、滑动、冻拔等现象严重，变形大于规范值，造成上部结构和桥面变形过大，不能正常行车；

2. 墩台、桩基出现结构性裂缝，裂缝宽度超过限值；

3. 基底冲刷深度大于设计值，冲空面积达20%以上。地基承载力降低，桥台岸坡滑移。

（3）评定划定的各类公路桥梁，应采取不同的养护措施：

一类桥梁进行正常保养；二类桥梁需进行小修；三类桥梁需进行中修，酌情进行交通管制；四类桥梁需进行大修或改造，及时进行交通管制，如限载、限速通过，缺损较严重时应关闭交通；五类桥梁需进行改建或重建，及时关闭交通。

示例：某桥经现场调查后得到桥梁的缺陷现状，采用公路桥梁各部件权重的综合评定方法，评定该桥技术状况等级，见表3—6。

表3—6、 用公路桥梁各部件权重的综合评定方法评定该桥技术状况等级 a 编部件 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11

b c 权重wi

部件缺损程度、标度

d 缺损对使用功能的影响 0 影响小1影响大2影响大2影响大2

e 缺损发展状况修正 0

f

g

部件评定Wi×Ri 结果Ri （c+d+e） 0

0

翼墙（无） 1 0 锥护坡 1 严重缺损2桥台及基础 23 中等缺损1桥墩及基础 24 中等缺损1地基与冲刷 8 严重缺损2支座 3 轻度缺损0上部主要构件 20 轻度缺损0上部一般构件 5 中等缺损1

桥面铺装 1 严重缺损2伸缩缝 3 严重缺损2

发展较快1 4(2+1+1) 4 发展缓慢0 3(1+2+0) 69 发展较快1 4(2+1+1) 96 发展较快1 5(2+2+1) 40

0 0 0 0 2(1+2-1)

10

0 0 0 0 影响大2影响小1影响小1影响小1

发展稳定 -1

发展较快1 4(2+!+!) 4 发展缓慢0 2(1+1+0) 6 发展较快1 4( 12

0 0 0 0 10 桥头与路堤 3 中等缺损112 人行道 1 轻度缺损013 其他 1 轻度缺损0综合评定计算：D=100—1/5

0 0 0 0 ∑

Ri×wi=100-1/5(0+4+69+96+…)=100-48.2=51.8(三类桥)

四、城市桥梁养护技术规范（CJJ99—2003）评定方法：

1、城市桥梁养护类别与公路桥梁分类不同，城市桥梁养护类别分为五类： （1）Ⅰ类—特大桥梁以及特殊结构的桥梁； （2）Ⅱ类—快速路网上的桥梁； （3）Ⅲ类—主干路上的桥梁；

23

（4）Ⅳ类——次干路上的桥梁；

（5）Ⅴ类——支路和街坊路上的桥梁。

2、根据城市桥梁技术状况、完好程度，对不同的养护类别，其完好状态等级划分及养护要求符合下列规定：

(1)Ⅰ类城市桥梁完好状态分为两个等级：

合格级—桥梁结构完好或结构构件有损伤，但不影响桥梁安全。进行保养、小修。 不合格级—桥梁结构构件有损伤，影响结构安全。应立即修复。

(2)Ⅱ—Ⅴ类城市桥梁完好状态（按桥梁技术状况指数BCI）分为五级： A级—完好状态，BCI达到90—100，进行日常保养。

B级—良好状态，BCI达到80—89，进行日常保养和小修。

C级—合格状态，BCI达到66—79，进行专项检测后保养、小修。

D级—不合格状态，BCI达到50—65，应检测后进行中修或大修工程。

E级—危险状态，BCI小于50，应检测评估后进行大修、加固或改扩建工程。 3、城市桥梁技术状况评估方法

（1）Ⅰ类养护的城市桥梁结构状态评估按定期检查的记录缺陷进行。Ⅱ—Ⅴ类养护的城市桥梁按现场检查记录的缺陷，按规范附录表D的扣分值进行评估。

（2）Ⅱ—Ⅴ类养护的城市桥梁技术状况的评估包括：桥面系、上部结构、下部结构和全桥评估。采用先分部位再综合的办法评估，即按分层加权法根据定期检查的桥梁技术状况记录，对桥面系、上部结构和下部结构的技术状况指数分别进行评估，再综合得出整个桥梁技术状况的评估。

a.桥面系的技术状况采用桥面系状况指数BCIm表示，根据桥面铺装、伸缩装置、排水系统、人行道、栏杆及桥头平顺等要素的损坏扣除分值，按下式计算BCIm值。

BCIm= MDPi=

∑

i=1

6

(100—MDPi) · wi （3—2） DPij · wij （3—3）

∑

j

式中：

i —桥面系的评估要素，如桥面铺装、桥头平顺、伸缩装置、排水系统 人行道和栏杆；

DPij—桥面系第 i 类要素中第j 项损坏的扣分值。具体见规范附录表D。 wij—桥面系第i类要素中第j 项损坏的权重，由式 w=3.0μ3-5.5μ2+3.5μ计算得到。其中μ 根据第j 项损坏的扣分DPij 占桥面系第i 类要素中所有损坏扣分值的比例（μij=DPij /

∑

j

DPij ）计算而得；

MDPi —桥面系第i类要素中损坏的总扣分值；

wi —第i项要素的权数，见表3—7。

表3—7、 桥面系各要素权重值（wi）

评估要素

权重

评估要素

权重

桥面铺装 0.3 桥头平顺 0.15

排水系统 0.1 人行道 0.1 24

伸缩装置 0.25 护栏 0.1

b.桥梁上部结构的技术状况采用上部结构技术状况指数BCIs表示；BCIs可根据各跨技术状况指数BCIk按下式计算而得：

BCIs=1m

Ns

∑

k=1

m

BCIk （3—4）

BCIk= SDPkl=

∑

l=1

(100—SDPkl) · wkl （3—5） DPKLX ·wklx （3—6）

∑

x

式中：

x —表示桥梁第k跨上部结构中构件l 的损坏类型；

DPklx—表示桥梁第k跨上部结构中构件l 的损坏类型 x 时的扣分值，见规 范附录表D；

wklx—表示桥梁第k跨上部结构中构件l 的损坏类型 x 时的权重，由式 w=3.0μ3-5.5μ2+3.5μ计算得到。其中μ 根据第x项损坏的扣分DPklx 占构件l 所有损坏扣分值的比例（μ=DPklx /

∑

x

DPklx ）计算而得；

SDPkl—构件l 的综合扣分值；

wkl—构件l 的权重，见表3—8； ns—第k跨上部结构的桥梁构件数； BCIk—第k跨上部结构技术状况指数； M—桥梁跨数；

BCIs—桥梁的上部结构技术状况指数。

表3—8、 桥梁上部结构各构件的权重（wkl）

梁桥 悬臂+挂梁

构件类型

权重

构件类型

权重

桁架桥 主梁 0.6

横向联系 0.4

悬臂 0.6

挂梁 0.2 拱桥

挂梁支座 0.1 刚构桥 防落梁装置 0.1 桁片 0.5 主节点 0.1 纵梁 0.2 横梁 0.1 联结件 0.1 主拱圈（桁） 0.7 横向联系 0.3 主梁 0.8 横向联系 0.2

c.桥梁下部结构技术状况的评估应逐墩（台）进行，然后再计算整个桥梁下部结构的状况指数BCIx，按下式计算：

BCIx=1m+1

∑λ=0

m

BCIλ （3—7）

25

BCIλ= IDPλl=

∑

L=1

Nλ(100—IDPλl)·wλl （3—8） DPλly · wλly （3—9）

∑

y

式中：

y —表示桥梁第λ墩（台）中构件l 的损坏类型；

DPλly—表示桥梁第λ墩（台）中构件l 的损坏类型 y时的扣分值，见规范 附录表D。

wλly—表示桥梁第λ墩（台）中构件l 的损坏类型 y 时的权重，由式 w=3.0μ3-5.5μ2+3.5μ计算得到。其中μ 根据第y项损坏的扣分DPλl 占构件l 所有损坏扣分值的比例（μ=DPλly /

∑

y

DPλly ）计算而得；

IDPλl—构件l 的综合扣分值； wλl—构件l 的权重，见表3—9； nλ—第λ墩（台）中构件数；

BCIλ—第λ墩（台）的技术状况指数； BCIx—桥梁的下部结构技术状况指数。

表3—9、 桥梁下部结构各构件的权重（wλl） 桥墩

构件类型 盖梁 墩身 基础 冲刷 支座

权重 0.1 0.3 0.3 0.2 0.1

桥台

构件类型 台帽 台身 基础 耳墙 锥坡 支座

权重 0.1 0.3 0.3 0.1 0.1 0.1

d.整个桥梁桥梁的技术状况指数BCI根据桥面系、上部结构和下部结构的技术状况指数，由下式计算：

BCI=BCIm ·wm+BCIS ·ws+BCIx · wx （3—10） 式中：

wm、ws、wx—桥面系、上部结构和下部结构的权重，如表3—10所示。

表3—10、 桥梁结构组成部分的权重

桥梁部位 桥面系(wm) 上部结构(ws) 下部结构(wx)

权重 0.15 0.40 0.45

e.桥梁上部结构、下部结构、桥面系以及整座桥梁结构的完好状况可按表3—11所示的标准评估。

26

表3—11、 桥梁完好状况评估标准

BCI*

BCI*≥90

A

90> BCI*≥80

B

80>BCI*≥66

C

66> BCI*≥50

D

BCI*<50

E

评估等级

注:BCI*表示BCI、BCIm、BCIs或BCIx

（3）各种类型桥梁有下列情况之一时，即可直接评定为不合格级桥梁和D级桥梁： ① Ⅲ、Ⅳ类环境下的预应力梁产生裂缝且裂缝宽度超过规范限值（见表3—12）。 ② 拱桥的拱脚处产生水平位移或无铰拱拱脚产生较大的转动。

③ 钢结构节点板及连接铆钉、螺栓损坏在20%以上、钢箱梁开焊、钢主构 件有严重扭曲、变形、开焊，锈蚀削弱截面积10%以上。

④墩、台、桩基出现结构性断裂缝，裂缝有开合现象，倾斜、位移、沉降变 形危及桥梁安全时。或基底冲刷面达20%以上。

⑤关键部位混凝土出现压碎或压杆失稳、变形现象。或结构刚度达不到设计标准要求。 ⑥结构永久变形大于设计规范值。或承载能力下降达25%以上（需通过桥梁验算检测得到）。

⑦支座错位、变形、破损严重，已失去正常支承功能。 ⑧人行道栏杆20%以上残缺。

⑨上部结构有落梁和脱空趋势或梁、板断裂。

⑩特大桥、特殊结构桥除上述情况外，钢—混凝土组合梁、桥面板发生纵向开裂、支座和梁端区域发生滑移或开裂；斜拉桥拉索、锚具损伤；吊桥钢索、锚具损伤；吊杆拱桥钢丝、吊杆和锚具损伤。

表3—12、 裂缝限值(CJJ99—2003)

结构类型 钢筋混凝土构件、 精轧螺纹钢筋的预应力混凝土构件 用钢丝和钢绞线的预应力混凝土构件

混凝土拱

墩台

墩 台 身

裂缝部位 A类（一般环境） B类（严寒、海滨环境）

C类（海水环境） D类（侵蚀环境） A类和B类环境 C类和D类环境 拱圈横向 拱圈纵向（竖缝） 拱波与拱肋结合处

墩台帽 经常受侵蚀性环境水影响 常年有水，但无侵蚀性影响

有筋无筋有筋无筋

允许最大裂缝宽度（mm）

0.20 0.20 0.15 0.15 0.10 不允许

0.30（裂缝高小于截面一半）0.50（裂缝长小于跨径1/8）

0.20 0.30 0.20 0.30 0.25 0.35 0.40 0.50

干沟或季节性有水河流 有冻结作用部分

（4）城市桥梁技术状况指数BCI计算示例： a.桥面系状况指数BCIm计算

27

桥面铺装：根据某桥梁现场检测结果，查规范附录表D，其中桥面铺装部分评分等级、扣分表见表3—13；得到桥面系桥面铺装各项损坏状况及扣分值，列于表3—14。

表3— 13、 CJJ99-2003 桥面系桥面铺装部分评分等级、扣分表 桥面 铺装

损坏类型 网裂和龟裂

定义

桥面产生交错裂缝，把桥面分割成网状的碎块

损坏评价 程度

<3%

3%—10%

>10%

说明 网裂总面积占整个面积的百分比

扣分值

波浪及车辙

桥面有规则的纵向起伏或局部拥起及沿轮迹处的路表凹陷 桥面材料散失后形成凹坑，但没有贯穿桥面 桥面出现成片裂缝，缝间路面已裂成碎块

桥面开裂或破损形成贯穿桥面的洞穴

与桥面道路中线大致垂直并在横向可能贯穿整个桥面的裂缝，有时伴有少量支缝 与桥面道路中线大致平行并在纵向可能贯穿整个桥面的裂缝，有时伴有少量支缝

程度 扣分值程度 扣分值程度 扣分值程度 扣分值程度 扣分值

5 <3%5 <3@ <3@ 一个 50 无 0

15 3%—10% 15 3%—5% 65 3%—5% 65 二个 65 半贯通 5

40 >10% 40 >5% 80 >5% 80 三个 80 贯通 15

裂缝在垂直于桥面道路中线方向的贯通程度

裂缝在平行于桥面道路中线方向的贯通程度

有波浪及车辙的面积占整个桥面面积的百分比 坑槽总面积占整个桥面面积的百分比 碎裂和破碎总面积占整个桥面面积的百分比 洞穴数量

坑槽

碎裂和破碎

洞穴

桥面贯通横缝

桥面贯通纵缝

程度 无 半贯通 贯通

扣分值0 5 15

表3—14、某桥桥面铺装各项损坏状况及扣分值

桥面铺装

28

损坏类型 网裂和龟裂 波浪及车辙 坑槽 碎裂和破碎 洞穴 桥面贯通横缝 桥面贯通纵缝

程度 3%—10% <3% 无 3%—10% 无 半贯通 半贯通

扣分值（DPi）

15 5 0 65 0 5 5

计算桥面铺装总的扣分值：

∑

j

DPij=15+5+0+65+0+5+5=95

某桥网裂和龟裂扣分占桥面铺装总扣分值的比重计算： μij=DPij /

∑

j

DPij=15÷95=0.16

某桥网裂和龟裂权重计算： wij=3.0×μ3-5.5×μ2+3.5×μ

=3.0 ×0.163-5.5 ×0.162+3.5×0.16 =0.42

某桥网裂和龟裂扣分值计算：

DPij ×wij= 15×0.42=6.30

某桥桥面铺装其他计算结果见表3—15：

表3—15、 某桥 桥面铺装其他计算结果

损坏类型 网裂和龟裂 波浪及车辙

坑槽 碎裂和破碎

洞穴 桥面贯通横缝 桥面贯通纵缝

合计：

MDPi=

某桥桥面铺装的评分：

BCIm=100—MDPi=100—59.4=40.6

某桥桥面系其他部分评分值的计算过程与桥面铺装相同。假设桥面系其他部分评分值为80，即：

桥头平顺：BCIqtps=80 伸缩缝：BCIssf=80 泄水管：BCIxsg=80 人行道：BCIrxd=80 栏杆：BCIlg=80

某桥桥面系总的评分：

BCIm=

单项扣分值DPij

15 5 0 65 0 5 5 95

比重μij 0.16 0.05 0 0.68 0 0.05 0.05

权重wij 0.42 0.16 0 0.78 0 0.16 0.16

DPij ×wij 6.30 0.80 0 50.7 0 0.80 0.80 59.4

∑

j

DPij · wij

∑

i=1

6

(100—MDPi) · wi

= BCIqmpz×0.3+ BCIqtps×0.15+ BCIssf×0.25+ BCIxsg×0.1 + BCIrxd×0.1+ BCIlg×0.1

=40.6×0.3+80×0.15+80×0.25+80×0.1+80×0.1+80×0.1 =68.2

29

b. 某桥上部结构状况指数BCIk（以悬臂加挂梁结构为例）计算

防落梁装置：根据某桥梁现场检测结果，查规范附录表D，其中上部结构防落梁装置部分评分等级、扣分表见表3—16。

查表得到桥梁上部结构中防落梁装置各项损坏状况及扣分值，其他各项损坏状况（略），防落梁装置各项损坏状况及扣分值见表3—17。

表3— 16、 CJJ99-2003 上部结构防落梁装置部分评分等级、扣分表 防落梁装置

损坏类型 有无落架趋势

定义 由于防落梁装置的作用而使桥梁结构有活无落架趋势 防落梁装置的牛腿表面损伤

损坏评价 程度

无 0 无 0

有

说明

指桥梁结构没有落严重 “无”架趋势；“有”指桥梁结构有落架趋势，但暂时没有危及结构安全；“严重”指桥梁结构有落架趋势， *

且严重危及结构安全。

扣分值程度

35

牛腿表面损伤

扣分值

指牛腿表面没有损剥离 锈蚀 “无”伤；“剥离”指牛腿表面混凝土破损脱落，但没有露出内嵌钢筋；“锈蚀”指牛腿表面混凝土破损25 60

脱落，露出内嵌钢筋且钢筋产生锈蚀。 指伸缩缝处没有渗轻微 严重 “无”

水的痕迹；“轻微”指伸缩缝处轻微渗水，渗水的痕迹面积不大于且不明15 25

显；“严重”指伸缩缝处严重渗水，渗水的痕迹面积较大且非常明显。

伸缩缝处渗水

防落梁伸缩缝处有渗水的痕迹

程度

无 0

扣分值

注：“*”： Ⅱ—Ⅴ类城市桥梁不打分，达到该项损坏程度时直接将该桥定为D级，Ⅰ类养护的城市桥梁定为不合格桥。

表3—17 某桥防落梁装置各项损坏状况及扣分值

防落梁装置

损坏类型 有无落架趋势 牛腿表面损伤 伸缩缝处渗水

计算防落梁装置总的扣分值：

程度 有 剥离 轻微

扣分值（DPklx）

35 25 15

∑

x

DPklx=35+25+15=75

有无落架趋势项扣分值占防落梁装置总的扣分值的比例计算：

30

μklx=DPklx /

∑

x

DPklx=35÷75=0.47

有无落架趋势项权重计算：

wklx=3.0×μklx3-5.5×μklx2+3.5×μklx =3.0 ×0.473-5.5 ×0.472+3.5×0.47 =0.74

有无落架趋势项扣分值计算： DPklx×wklx= 35×0.74=25.9

某桥防落梁装置其他计算结果见表3—18。

表3—18、 防落梁装置其他计算结果

损坏类型

单项扣分值DPi

比重μklx

权重wklx DPi ×wklx

有无落架趋势 35 0.47 0.74 25.9 牛腿表面损伤 25 0.33 0.67 16.67 伸缩缝处渗水 15 0.20 0.50 7.56 合计：

SDPkl=

某桥防落梁装置的评分：

BCIfllzz=100—SDPkl=100—50.1=49.9

假设某桥上部结构其他各构件的评分值均为80，即： 悬臂梁： BCIxbl=80

挂梁 ： BCIgl=80 挂梁支座：BCIglzz=80 某桥本跨上部结构评分：

BCIk=

75 50.1 ∑

x

DPklx · wklx

∑

i=1

Ns

(100—SDPkl) · wkl

= BCIfllzz×0.1+ BCIxbl×0.6+ BCIgl×0..2+BCIglzz×0.1

=49.9×0.1+80×0.6+80×0.2+80×0.1

=77

全桥上部结构评分：

每一跨上部结构评分计算过程相同。取各跨评分的平均值，即得全桥上部结构评分。 c. 某桥下部结构状况指数BCIλ（以桥台为例）计算

桥台的翼墙：根据某桥梁现场检测结果，查规范附录表D，其中桥梁下部结构桥台的翼墙部分评分等级、扣分表见表3—19。

查表得到桥梁下部结构桥台的翼墙各项损坏状况及扣分值，其他各项损坏状况（略），桥台的翼墙各项损坏状况及扣分值见表3—20。

表3—19、 CJJ99-2003下部结构桥台的翼墙部分评分等级、扣分表

损坏类型 剥离脱落

定义 耳背翼墙表面的混凝土破损脱落

损坏评价 程度

无

说明

轻微 严重 “无”指耳背翼墙表面的

混凝土没有剥离脱落；“轻微”指耳背翼墙表面的混凝土剥离脱落

31

耳 背

翼翼墙前结墙 合处

扣分值0 10 20

≤20%；“严重”指耳背翼墙表面的混凝土没有剥离脱落>20%。

翼墙与桥台结合处情况

程度

完好 0

扣分值

开裂 脱开 “完好”指翼墙与桥台结

合处完好；“开裂”指翼墙与桥台结合处出现开裂，但没有完全脱开；“脱15 25

开”指翼墙与桥台结合处完全脱开。 指耳背翼墙挡土失去完全“完好”

“失去部分”部分 散失 功能完好；

指耳背翼墙失去部分挡土功能；“完全散失”指25 35

耳背翼墙完全失去挡土功能。 少量 大量 “无”指翼墙没有出现

大贯通缝；“少量”指翼墙出现1～5个贯通缝；15 35

“大量”指翼墙出现超过5个大贯通缝。

挡土功能

耳背翼墙挡土功能的情况

程度

完好 0

扣分值

翼墙大贯通缝 贯通整个翼墙的裂缝 程度 扣分值

无 0

表3—20、 某桥桥台的翼墙各项损坏状况及扣分值

翼墙

损坏类型 剥离脱落 翼墙前结合处 挡土功能 翼墙大贯通缝

程度 轻微 开裂 失去部分 少量

扣分值（DPλly）

10 15 25 15

计算桥台翼墙总的扣分值：

∑

y

DPλly=10+15+25+15=65

某桥剥离脱落扣分值占翼墙总的扣分值比重计算：

μi=DPλly /

∑

y

DPλly=10÷65=0.15

某桥剥离脱落权重计算：

wλly=3.0×μλly3-5.5×μλly2+3.5×μλly

=3.0 ×0.153-5.5 ×0.152+3.5×0.15 =0.41

剥离脱落扣分值计算：

DPλly×wλly= 10×0.41=4.1

桥台翼墙其他计算结果见表3—21：

表3—21、 桥台翼墙其他计算结果 损坏类型

单项扣分值DPi 比重μi 权重wi DPi ×wi

32

剥离脱落 10 翼墙前结合处 15 挡土功能 25 翼墙大贯通缝 15 合计

0.15 0.42 4.1 0.23 0.55 8.27 0.38 0.70 17.58 0.23 0.55 8.27 65 38.2 某桥翼墙的评分

BCIebyq=100—IDPi=100—38.2=62.8

某桥桥台其他构件：假设桥台其他各部分构件的评分值均为80，即： 台帽：BCItm=80 台身：BCIts=80 基础：BCIjc=80 锥坡：BCIzp=80 支座：BCIzz=80 某桥桥台的评分： BCIλ=

∑

l=1

Nl

(100—IDPλl) · wλl

= BCIebyq×0.1+BCItm×0.1+BCIts×0..3+BCIjc×0.3+ BCIzp×0.1+ BCIzz×0.1

=62.8×0.1+80×0.1+80×0.3+80×0.3+80×0.1+80×0.1

=78.3

计算某桥下部结构得分值：

假设桥墩 BCIqd=80,则下部结构评分：

BCIx = BCIqt×0.5+ BCIqd×0.5

=78.3×0.5+80×0.5

=79.2

d. 某桥全桥BCI计算：

BCI = BCIm×0.15+ BCIk×0.4+ BCIx×0.45

=68.2×0.15+77×0.4+79.2×0.45

=76.7

所以该桥评为C级为合格状态。

§3—3 现场检查与改进分析检算评定方法（二）

—— 公路旧桥承载能力鉴定方法（不具法规性，只具权威性）

——公路桥梁承载能力检测评定规程JTG/T J21-2011 一、基本原理

1、桥梁的技术状况是由桥梁承重结构的基本构件承载能力极限状态与正常使用极限状态决定的。

2、将桥梁力学与结构原理计算引入桥梁评定，给出对基本构件承载能力及正常使用的定量评价是可能的。

3、对计算分析方法引入对桥梁现场检查得到的缺陷情况的修正，才能真正实现对既有桥梁的客观评定。

33

4、对Rc、Pc构件（持久状态桥梁承载能力极限状态鉴定） Sd(γgG；γq

∑

Q)≤γb Rd(ξc

Rc

γc

；ξs

RS

γS

)Z1(1—ξe) （3—11）

式中：

Sd—荷载效应；

G—永久荷载（结构重力）效应； γg—永久荷载安全系数；

Q—可变荷载及永久荷载中混凝土收缩、徐变影响力效应，基础变位影响力效应；对重载交通桥梁，汽车荷载效应应计入活载影响修正系数ξq； γq—荷载Q的安全系数； Rd—结构抗力效应；

γb—结构工作条件系数； RC—混凝土强度设计采用值；

γc—混凝土强度安全系数；

RS—预应力筋或钢筋强度设计采用值；

γS—在钢筋强度设计采用值基础之上的钢筋安全系数；

Z1—旧桥承载能力检算系数；

ξe—承载能力恶化系数；

ξc —配筋混凝土结构的截面折减系数； ξs—钢筋截面折减系数。

二、几个术语

1. 承载能力检算系数 Check-calculation Coefficient of Bridge Load-bearing Capacity

承载能力检算系数是综合考虑结构构件的缺损状况、构件混凝土强度和其自振特性等宏观影响因素后，对构件理论计算抗力效应给出的一个综合修正系数。以Z1表示。

2. 承载能力恶化系数 Depravation Coefficient of Bridge Load-bearing Capacity

承载能力恶化系数用以考虑评定期内桥梁结构质量状况衰退恶化而对结构抗力效应产生的不利影响。用ξe表示。

3. 截面折减系数 Section Discount Coefficient

截面折减系数主要是考虑砖、石及混凝土结构与配筋混凝土结构由于材料风化、碳化、物理与化学损伤以及由于钢筋腐蚀剥落造成的混凝土及钢筋有效面积损失对结构构件截面抗力效应的不利影响。用

ξc、ξs表示。

4.活载修正系数 Live Load redress Coefficient

活载影响系数是考虑了实际桥梁所承受的汽车荷载与标准汽车荷载之间的差异，以及这一差异对结构承载能力所造成的影响。在进行荷载效应组合时可引入活载影响修正

34

系数适当的修正汽车检算荷载效应，以反映桥梁实际承受荷载情况。用ξq表示。 三、评定方法手段

一）、现场外观检查与检测

1、在一般检查的基础上，有重点地选择下列检测内容进行桥梁详细检查： (1) 桥梁几何形态参数测定

(2) 桥梁结构恒载变异状况调查

(3) 桥梁结构构件的材质强度检测与评定 (4) 混凝土中钢筋锈蚀电位的检测 (5) 混凝土中氯离子含量的测定 (6) 混凝土电阻率的检测 (7) 混凝土碳化状况的检测

(8) 混凝土结构钢筋分布状况的调查 (9) 桥梁结构固有模态参数的测定 (10) 索结构索力的测量

(11) 桥梁墩台与基础变位情况调查 (12) 地基与基础的检验 2、 桥梁几何形态参数测定

2.1、梁式结构主要测定桥跨结构纵向线形和墩（台）顶的水平变位；

对拱结构，主要测定拱轴线、桥面结构纵向线形和墩（台）顶的水平变位； 对索塔结构主要测定塔顶水平变位、桥面结构纵向线形和主缆线形。

2.2、 梁式桥跨结构、拱式和索塔结构的桥面结构纵向线形，宜沿桥纵向分断面布设测点，分桥轴线和车行道上、下游边缘线3条线，按二等工程水准测量要求进行闭合水准测量。测点应布置在桥跨或桥面结构的跨径等分点截面上。

对中小跨径桥梁，单跨测量截面不宜少于5个； 对大跨径桥梁，单跨测量截面不宜少于9个。

2.3 墩（台）顶的水平变位或塔顶水平位移，可采用悬挂垂球方法进行量测或采用极坐标法进行平面坐标测量。

2.4 拱轴线和主缆线形，宜按桥跨的12等分点分别在拱背和拱腹、主缆顶面布设测点，采用极坐标法进行平面坐标和三角高程测量。

2.5 桥梁结构几何形态参数的实测数据，可用于确定桥梁结构持久荷载状态的变化或推求判定结构基础变位情况。

对超静定结构，宜依据实测的结构几何参数，模拟计算分析确定当前桥梁结构在持久荷载下的内力和变位状况。

2.6 实测的拱轴线如在拱顶发生下沉，若其主要原因是拱脚发生水平位移所致，则可依据下述公式计算拱脚的相对水平位移：

δl

Δ=(

4

δl

+

2

ηl

4

ηl

2

)/2 (3.4.2)

35

式中：ηl，ηl — 分别为推力影响线在

4

2

ll

和截面的坐标值； 42

δl，δl — 分别为实测拱轴线在和截面的挠度值。

4

2

l4l2

3、 桥梁结构恒载变异状况调查

3.1、 桥梁结构恒载变异状况调查工作主要有如下几个方面：

(1) 桥梁总体尺寸的测量，主要包括桥梁长度、桥宽、净空、跨径等。

(2) 桥梁构件尺寸的量测，主要包括主要构件、次要构件的长度与截面尺寸等。 (3) 桥面铺装厚度测定。

(4) 其它附加荷载调查，如过桥管线等。

3.2、 桥梁长度、跨径可在桥面上按桥轴线和车行道上、下游边缘线3条线采用进行测量。

3.3、 桥梁宽度沿桥纵向分断面采用钢尺分段测量方法进行量测，量测断面以每跨不少于3个断面为宜。

3.4、 构件长度与截面尺寸可采用钢尺进行几何测量。对上部主要承重构件：

中小跨径桥梁量测断面单跨不得少于9个断面； 大跨径桥梁，量测断面单跨不得少于17个断面。 对桥梁墩台、主塔等下部主要承重构件： 量测断面以3～5个为宜。

对于次要构件，量测断面不宜少于3个。

3.5、 桥面铺装层厚度可采用分断面布点钻芯量测，或采用雷达结合钻芯修正的方法测定。

采用分断面布点钻芯测量时，量测断面宜布置在墩顶、跨中和L/4截面上，每截

面钻孔点布设3个测点，分设在桥轴线和车行道的上、下游边缘处。

3.6、 根据桥梁结构恒载变异状况调查实测数据，应依据下式计算构件的截面结构恒载变异系数和长度或跨径变异系数：

(1) 截面结构恒载变异系数

k

式中：s

测i

gi

=

ss

测设

ii

(3.4.3-1

— 根据实测结果计算的某一构件某一量测断面截面面积；

s设i — 同一构件同一量测断面设计截面面积。

(2) 构件长度或跨径变异系数

kli=

l测il设i

(3.4.3-2)

式中：l测i — 某一构件长度或计算跨径实测值。

l设i — 同一构件设计长度或设计计算跨径。

36

4、 桥梁结构构件的材质强度检测与评定

4.1、 桥梁结构承重构件的主要受力部位，如主梁、主桁、主拱圈、墩台身、墩台帽等，采用无损检测、半破损检测或截取试样等方法检测其材质强度。

4.2、 钢材强度一般依据设计、施工有关资料确定，仅当无资料可查时应通过调查桥梁修改年代、材料来源、查看结构外观等进行分析判定。

确有必要时，可在结构有代表性的构件上，截取试件，进行强度试验，确定极限强度、屈服点、延伸率、冲击韧性等，必要时还可进行疲劳试验、金相检验和化学成份分析试验等。

4.3、 混凝土强度，应在结构承重构件或其主要受力部位布置测区，选择合适的方法进行测定。对基本结构构件的材料检测

4.4 在结构上钻、截取试件时，应尽量选择在承重构件的次要部位或次要承重构件上，并应采取有效措施，确保结构安全；钻、截取试件后，应及时进行修复或加固处理。 4.5 对混凝土桥梁结构，应根据每一承重构件或其主要受力部位的实测强度推定值和测区平均换算强度值，按下式计算其推定强度匀质系数Kbt和平均强度匀质系数Kbm，并可按表3.4.4对其强度状态做出评定。

(1) 推定强度匀质系数

Kbt=

Rit

(3.4.4-1) R

式中：Rit — 承重构件或其主要受力部位混凝土的实测强度推定值；

R — 承重构件混凝土极限抗压强度设计值。

(2) 平均强度匀质系数

Kbm=

Rim

(3.4.4-2) R

式中：Rim — 承重构件或其主要受力部位测区平均换算强度值。

37

承重构件实测强度状况评定标准 表 3.4.4

Kbt

≥0.95 0.95>Kbt≥0.90 0.90>Kbt≥0.80 0.80>Kbt≥0.70

< 0.70 备 注

Kbm

≥1.00 ≥0.95 ≥0.90 ≥0.85 ＜0.85

强度状态 良好 较好 较差 差的 危险

强度评定 标度值

1 2 3 4 5

未做检测的构件其评定标度值取1

.4.5 混凝土中钢筋锈蚀电位的检测

3.4.5.1 钢筋锈蚀状况检测范围应为主要承重构件或承重构件的主要受力部位，或根据一般检查结果有迹象表明钢筋可能存在锈蚀的部位。

3.4.5.2 混凝土中钢筋锈蚀电位可通过测量铜－硫酸铜参考电极与钢筋－混凝土电极之间电位差确定，检测方法详见附录五。

附录五 混凝土中钢筋锈蚀电位的半电池电位法检测

目前国内外混凝土中钢筋锈蚀状况的检测主要应用半电池电位法。半电池电位法是利用混凝土中钢筋锈蚀的电化学反应引起的电位变化来测定钢筋锈蚀状态的一种方法。通过测定钢筋/混凝土做为一个电极与在混凝土表面的铜／硫酸铜参考电极之间的电位差，评定钢筋的锈蚀状态。

F5.1本方法适用于硬化混凝土中钢筋的半电池电位的测定，其目的是对钢筋的锈蚀状态做出适当的判定。

F5.2测量装置 F5.2.1 参考电极

(1) 本方法用的参考电极为铜/硫酸铜半电池。它由一根不与铜或硫酸铜发生化学反应的刚性有机玻璃管、一只通过毛细作用保持湿润的多孔塞、一个处在刚性管里饱和硫酸铜溶液中的紫铜棒构成，如图F 5.2.1所示。

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图F 5.2.1 铜／硫酸铜参考电极结构图

(2) 铜/硫酸铜参考电极温度系数为0.9mv/℃。 F5.2.2 二次仪表的技术性能要求：

(1) 测量范围大于1V； (2) 准确度优于0.5%±1mv； (3) 输入电阻大于1010Ω；

(4) 仪器使用环境条件：环境温度0～+40℃；相对湿度≤95%。 F5.2.3 导线

导线总长不应超过150m，一般选择截面积大于0.75mm2的导线，以使在测试回路中产生的电压降不超过0.1mv。

F5.2.4 接触液

为使铜/硫酸铜电极与混凝土表面有较好的电接触，可在水中加适量的家用液态洗涤剂，对被测表面进行润湿。

F5.3测试方法

F5.3.1测区的选择与测点布置

(1) 钢筋锈蚀状况检测范围应为主要承重构件或承重构件的主要受力部位，或根据一般检查结果有迹象表明钢筋可能存在锈蚀的部位。

(2) 在测区上布置测试网格，网格节点为测点，网格间距可选20×20cm，30×30cm，20×10cm等，根据构件尺寸而定，测点位置距构件边缘应大于5cm，一般不宜少于20个测点。

(3) 当一个测区内存在相邻测点的读数超过150mv，通常应减小测点的间距。

(4) 测区应统一编号，注明位置，并描述外观情况。 F5.3.2 混凝土表面处理

用钢丝刷、砂纸打磨测区混凝土表面，去除涂料、浮浆、污迹、尘土等，并将表面润湿。

F5.3.3 二次仪表与钢筋的电连接

(1) 现场检测时，铜／硫酸铜电极一般接二次仪表的正输入端，钢筋接二次仪表的负输入端。

(2) 局部打开混凝土，在钢筋上钻一小孔并拧上自攻螺钉，用加压型接线夹夹在钉帽上，保证有良好的电联接。若在远离钢筋连接点的测区进

39

行测量，必须用万用表检查内部钢筋的连续性，如不连续，应重新进行钢筋的连接。

(3) 铜/硫酸铜参考电极与测点的接触

测量前应预先将电极前端多孔塞充分浸湿，以保证良好的导电性，正式测读前应再次用喷雾器将混凝土表面润湿，但应注意两个测点之间不应留有自由表面水。

连接方法见图F 5.3.3。

图F 5.3.3 测试系统简图

F5.3.4铜／硫酸铜电极的准备

饱和硫酸铜溶液由硫酸铜晶体溶解在蒸馏水中制成，当有多余的未溶解硫酸铜晶体积于溶液底部时，可认为该溶液是饱和的。电极铜棒应清洁，无明显缺陷，否则需用稀释盐酸溶液清洁铜棒，并用蒸馏水彻底冲净。硫酸铜溶液应每月更换，长时间不用，再用应更换新溶液，以保持溶液清洁。溶液应充满电极，以保证电联接。

F5.3.5 测量值的采集

测点读数变动不超过2mv，可视为稳定。在同一测点，同一支参考电极，重复测读的差异不超过10mv；不同的电极重复测读的差异不超过

20mv。若不符合稳定要求，应检查测试系统的各个环节。 F5.3.6 注意问题和数据的修正

(1) 混凝土含水量对测量值有明显影响，因此测量时构件应在自然状态，否则不能使用本指南给出的判据。

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