铁路桥梁水下墩台基础是如何进行检测

时间：2024-12-09

我国桥梁水下桥墩冲刷的大规模现场观测可以追溯到20 世纪50 年代。铁一、铁二、铁三、铁四院、大桥局、铁科院以及交科院，先后开始进行桥墩冲刷洪水观测和研究工作。1960 年，铁道部和交通部将桥墩冲刷列为部颁科研课题，由铁科院和交科院负责，将全国分成4个片区，进行桥墩冲刷和洪水观测的研究。我国一些铁路局也长期不间断地对重要桥梁进行汛期桥下河床洪水冲刷观测和桥墩周围局部冲刷观测[3]。近些年在苏通大桥、沪通长江大桥[4]等桥梁应用了多波束测深仪、GPS 定位等技术[5]，对桥墩的防护工程进行过水下检测，但并没有在洪水期间进行过连续监测，也没有监测过冲刷随洪水过程的发展过程。

铁路桥梁水下桥墩的使用条件和使用环境比水上结构为恶劣，易造成损伤和发生病害，从而导致桥梁承载力和耐久性降低，严重时危及铁路行车和运营寿命。部分铁路桥梁水下桥墩因使用年限长、周边环境变化大、人为采砂等原因，尤其是受暴雨、洪水、浮冰撞击等影响，不同程度地存在着隐患[1]。近年来，我国曾发生外福线南平闽江桥、京沪线徒骇河大桥、集通线沙力河大桥墩身倾斜和陇海线灞河大桥、宝成线广汉石亭江铁路大桥垮塌等事故，给国家财产带来损失。为了预防和避免严重事故，对铁路桥梁水下桥墩进行定期体检，及时掌握其健康状况，开展铁路桥梁水下桥墩检测技术研究势在必行。

2水下墩台基础常见病害

铁路桥梁水下墩台基础的病害主要是由设计、施工、管理维护、自然环境、人为因素等多方面原因造成的，其主要的常见病害有混凝土表观病害、冲刷病害、变位病害和其他病害，水下桥墩病害如图1所示。

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2.1 表观病害

铁路桥梁水下桥墩绝大多数是钢筋混凝土、混凝土和砖石砌筑而成，受上部结构荷载或基础缺陷的直接影响，易产生损坏。在船舶撞击或漂浮物冲击等突然外载作用下，水下桥墩会产生局部破损，造成材料剥落或者剥离，还易受干燥、潮湿、寒暑、冻结、冰融等气候条件以及海水、工业腐蚀性水等的作用而产生病害。建筑材料随使用时间的增长也会老化。常见的水下桥墩表观病害有以下几类:

1)表观裂缝。造成裂缝的原因主要有材料、施工、环境、结构与荷载等，混凝土裂缝根据缝宽和缝深可以分为或细微裂缝、表面或浅层裂缝、深层裂缝和贯穿性裂缝。工业腐蚀性水、感潮河段易产生裂缝，此外施工不当、运营维护不到位、基础不均匀沉陷、温差影响、局部应力等原因都可造成表观裂缝。

2)混凝土表面的蜂窝麻面、骨料外露和疏松脱壳。这些主要受水流冲蚀、磨损作用而形成，影响结构的耐久性和性。

3)混凝土表面的孔洞、锈蚀露筋。这类病害往往是由施工原因造成，受水流冲刷、水中酸根离子的侵蚀，钙离子由内向外扩散导致氢氧化钙溶解，引起混凝土强度和密实度下降，影响结构的承载能力和对钢筋的保护作用。

4)混凝土破损、刮擦。这类病害是由多种原因引起的，例如机械、船舶、漂流物等的撞击。

5)水生物侵袭。感潮河段混凝土表面滋生的海生物及内陆河段滋生的微生物造成混凝土腐蚀。

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