钢结构（上部结构）损伤实例

前述对钢结构局部损伤有一定介绍，相关研究表明，钢结构端部为 腐蚀 重灾区，也提供了一些对策，详见 《钢桥局部腐蚀分析及对策》 。

本文作为延续，为钢结构运维提供方向和参考。

公路桥涵养护规范 2021

钢结构损伤主要有 涂装劣化 、 钢材腐蚀 和与之相伴的截面的减少、 钢材裂纹 和与之伴随的 断裂 、碰撞等引起的变形等。

这些损伤的构造物，需要考虑损伤的程度、原因等因素进行必要的修补或其他应对措施。

1、腐蚀 ；

钢材是通过还原精炼铁矿石而制造的，铁矿石以能量稳定的氧化化合物的状态存在于自然界中。钢材在自然界中是 化学上不稳定 的存在，具有与氧或水结合而稳定的氧化物(锈)的状态的倾向，这种现象称为“腐蚀”。

在钢桥中，通过涂敷或镀锌等进行防锈，但在 雨水从路面进入或滞留水 、砂土等容易堆积的部位，涂膜早期劣化，有时会发生 局部腐蚀 。

特别是由于来自 路面的漏水 或来 自排水功能不充分的伸缩装置部分的漏水 ，在梁端部腐 蚀钢材的例子很多。此外，在某些情况下， 海盐颗粒附着在海岸地区，导致腐蚀严重加剧 。

钢桥端部腐蚀

摘自 《钢桥局部腐蚀分析及对策》

新建不久桥梁涂装劣化  ?大鱼

2、裂纹/破断 ；

钢部件在反复作用下，有时会从结构上的应力集中部、或由焊接形状或焊接缺陷等引起的 应力集中部以较低的应力状态产生裂纹(疲劳裂纹) ，最终导致部件的断裂。

在 钢构件断裂 的情况下，极端情况下也有可能导致桥梁倒塌。

作为钢桥(上部结构)的损伤，除了上述以外，还有 变形高强度螺栓的延迟破坏 ( 经过某一时间后， 突然脆性破坏 的现象) 等。

构件被撞变形

摘自 《奥克兰海湾桥应急抢修》

某桥高强螺栓延迟断裂

2022年美国匹兹堡一倒塌桥梁

摘自 《美国匹兹堡一桥梁疑因年久失修倒塌》

桥梁实景  ?Google

桥梁概况：

桥龄： 41年（加固时，1966年建成）；

桥梁形式： 3跨连续钢桁梁桥；

桥长： 3x66.4m=200m；

桥梁立面/红圈为损伤位置  ?Google

腹杆破断   ?Google

新增垫板修复    ?Google

桥梁实景  ?Google

桥梁概况：

桥龄： 44年（加固时，1963年建成）；

桥梁形式： 简支钢桁梁桥；

桥长： 单孔70.6m；

桥梁立面/红圈 为损伤 位置   ?Google

腹杆破断   ?Google

修复临时支撑   ?Google

新增垫板修复    ?Google

PS： 巡检员：在进行桥梁检查时，我来到了这个现场进行事前确认。在现场看到高水敷发现有无数的混凝土片掉落。看着楼板的损伤和桁架构件，看到了上下15厘米左右的桥梁本体的摇晃。我立即联系了办公室，让我开始交通管制。像这样总是有什么异常的危机意识是很重要的。

桥梁实景  ?Google

桥梁概况：

桥龄： 44年（加固时，1964年建成）；

桥梁形式： 下承式拱桥；

桥长： 单孔150.8m；

桥梁立面/红圈 为损伤 位置   ?Google

横梁腐蚀成孔   ?Google

钢吊杆腐蚀成孔   ?Google

桥梁实景  ?Google

桥梁概况：

桥龄： 35年（加固时，1972年建成）；

桥梁形式： 下承式拱桥；

桥长： 单孔68.1m；

桥梁立面/红圈 为损伤 位置   ?Google

PC钢棒吊杆破断   ?Google

桥梁实景  ?Google

桥梁概况：

桥龄： 29年（加固时，1977年建成）；

桥梁形式： 简支/连续钢板组合梁；

桥长： 约90.2m；

桥梁立面/红圈 为损伤 位置   ?Google

外主梁支点腐蚀   ?Google

修复后    ?Google

PS： 这次 的损伤是在 桥梁检查中发现的。 虽然在最坏的情况之前发现了，但还是重新认识到了检查的重要性。 除了这个损伤部位以外，还有需要修补的构件，进行了全面的修补。 考虑到LCC(生命周期成本)，在更短的时间内进行维修在理论上和现实上都是便宜的，所以仔细检查和维修是很重要的。

桥梁实景  ?Google

桥梁概况：

桥龄： 40年（加固时，1965年建成）；

桥梁形式： 简支/连续钢板组合梁；

桥长： 约122.3m；

桥梁立面/红圈 为损伤 位置   ?Google

主梁支点腐蚀   ?Google

修复后    ?Google

PS： 由于来自道路表面的雨水和冬季喷洒的防冻剂，主梁发生腐蚀，也发省了截面锈空。

桥梁实景  ?Google

桥梁概况：

桥龄： 35年（加固时，1971年建成）；

桥梁形式： 连续钢板非合成组合梁；

桥长： 约128m；

桥梁立面/红圈 为损伤 位置   ?Google

主梁约1m长裂纹   ?Google

修复后    ?Google

PS： 由于大型车大量通行，主梁上产生了疲劳裂纹。裂纹进展，在最坏的情况下，有导致落桥的危险，所以立即禁止通行，并进行紧急检查和应急恢复。

桥梁实景  ?Google

桥梁概况：

桥龄： 35年（加固时，1968年建成）；

桥梁形式： 简支钢板非合成组合梁；

桥长： 约100m；

桥梁立面/红圈 为损伤 位置   ?Google

横梁裂纹破断   ?Google

修复后    ?Google

PS： 由横梁疲劳引起的裂纹断裂。桥梁结构和安全性出现问题，所以判断有必要紧急应对。因此，立即实施维修工程，通过更换横梁进行维修。

桥梁实景  ?Google

桥梁概况：

桥龄： 23年（加固时，1981年建成）；

桥梁形式： 简支钢板非合成组合梁；

桥长： 35m；

全桥腐蚀   ?Google

作者：朱刚 /丰月华 / 王成树 /陈耀军 / 刘甜甜/陈正星/郭斌强