桥梁结构常见缺陷

意大利热那亚莫兰迪桥的倒塌(阅读更多)及佛罗里达国际大学行人天桥(阅读更多)，已引起各界对现有及新建桥梁结构的安全性及可靠性的关注。常见的桥梁结构缺陷会影响桥梁结构的整体安全。不同的变质机制可以导致重大缺陷。发达国家现有的基础设施正在接近其初始使用寿命设计的终点。根据加拿大国家研究委员会在美国，三分之一的加拿大公路桥存在一些结构或功能缺陷，剩余使用寿命较短。在美国桥梁的状况没有什么不同:根据ASCE基础设施成绩单(2017)“美国有614,387座桥梁，其中近四成桥梁的使用年限超过50年。2016年，全国有56007座(9.1%)桥梁存在结构性缺陷。”

设计持久的桥梁结构

加拿大公路桥梁设计规范(S6-14 2014)的使用寿命为75年用于新建桥梁。这在工程术语中意味着什么?这意味着未来的桥梁应具有令人满意的性能，无论是耐久性和结构，在拟议的生命周期。为了达到这样的使用寿命，需要仔细审查设计和细节。其次是高质量的施工。最后，系统维护计划(作为资产管理的一部分)应该存在，以确保在任何时候都能达到性能目标。

桥梁结构常见缺陷

A-上层建筑的缺陷

多种劣化机制会影响桥梁上部结构(主要是桥面)的完整性。根据桥梁建造中使用的材料不同，随着时间的推移，会产生不同的劣化机制。

A1—混凝土桥梁结构

SHRP报告S2-R06A总结了导致混凝土桥面最常见缺陷的劣化机理如下:

*腐蚀(阅读更多）
*碳化
* Alkali-Silica反应(阅读更多）
*高温影响
*蠕变和收缩
*渗水
*冻融

A2-钢桥结构

安大略省结构检查手册(OSIM 2008)总结了钢桥结构中一些最常见的损伤机制如下:

*腐蚀
*疲劳(低周期和高周期)
*元素和接头的裂缝
*连接方面的不足
*永久性变形(如屈曲、弯曲等)

优子结构缺陷

缺陷也可能发生在基础、桥台和桥墩以及挡土墙等子结构构件中。

子结构组件可能会经历与上层结构相同的劣化机制。由于钢筋腐蚀、冻融循环和碱-硅反应，混凝土桥墩和桥台会经历劣化。这些组件的性能也可能存在缺陷。

如何检测桥梁结构缺陷?

例行目视检查

桥梁构件的目视检测是识别缺陷并量化缺陷程度和严重程度的首要措施。桥梁的目视检查通常是例行公事。例如，在加拿大安大略省，跨度超过3米的桥梁，必须每两年进行目测检查(两年一次检查)。对缺陷进行标记和记录。根据恶化的程度，工程师可以建议进行额外的测试(条件调查)。OSIM(2008)提供了一种全面的方法来近距离观察安大略的桥梁结构(关于安大略结构检查手册的说明）

2-详细条件调查

桥梁结构状况调查通常涉及一系列破坏性试验(锯切、取芯)。岩心样品用于研究岩心剖面的视觉状况(显示裂纹、腐蚀、分层的迹象)，并测试它们的抗压强度和氯化物含量。这些方法的主要优点是它们符合大多数规范和指南;然而，应该注意的是，取芯增加了破坏已经损坏的结构的机会。总的来说，破坏性的测试方法并不是特别理想的确定位置和范围桥梁结构缺陷覆盖大面积(如大型桥面)。要了解更多关于这些方法的挑战，请阅读混凝土取心的主要挑战

3 -无损检测

几种无损检测(NDT/NDE)可用于评估桥梁结构中不同结构构件和非结构构件的存在状态，并识别其位置和程度桥梁结构缺陷．这些方法大多广泛应用于桥面的检验;然而，它们可以用来评价桥台、主要钢筋混凝土大梁。无损检测技术用于桥梁检测的主要优点是它可以在相对较短的时间内监测更广的区域。这些方法是可重复的，这意味着它们是桥梁定期例行检查的理想方法。这组测试的另一大优势是，它们可以在最小的干预和破坏结构的情况下进行。要了解更多关于一些最广泛使用的桥梁检测NDT方法，请阅读以下内容:

详细的桥面状况的无损检测

作者:Hamed Layssi，博士，彭

Layssi博士是一位充满激情的企业家和专业工程师，也是安大略省渥太华FPrimeC Solutions Inc.的联合创始人。欢迎您的加入作为首席结构评估工程师，Layssi博士在基础设施状况评估方面拥有丰富的经验。他持有McGill University的博士学位。自2014年起，他是安大略省的注册专业工程师，并被专业工程师安大略-渥太华分会授予2018年创业奖。