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桥梁病害分析

桥梁病害分析
桥梁病害分析

桥梁病害分析——混凝土碱骨料反应

一、什么是水泥混凝土的碱骨料反应

碱骨料反应是混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱(Na2O 或K2O)与骨料中的活性成分反应,在混凝土浇筑成型后若干年(数年至二、三十年)逐渐反应,反应生成物吸水膨胀,使混凝土产生内部应力,膨胀开裂,导致混凝土失去设计性能。由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布,所以一旦发生碱骨料反应,混凝土内各部分均产生膨胀应力,将混凝土自身膨胀,发展严重的只能拆除,无法补救,因而被称为混凝土的癌症。

二、碱骨料反应的分类和机理

1、碱硅酸反应

1940年美国加利福尼亚州公路局的斯坦敦,首先发现碱骨料反应,引起世界混凝土工程界的重视,这种反应就是碱酸反应。碱硅酸反应是水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅成分反应产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶,碱硅凝胶固相体积大于反应前的体积,而且有强烈的吸水性,吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力;而且碱硅凝胶吸水后进一步促进碱骨料反应的进展,使混凝土内部膨胀应力增大,导致混凝土开裂,发展严重的会使混凝土结构崩溃。

能与碱发生反应的活性氧化硅矿物有蛋白石,玉髓、鳞石英、方英石、火山玻璃及结晶有缺欠的石英以及微晶、隐晶石英等,而这些活性矿物广泛存在于多种岩石中,因而迄今为止,世界各国发生的碱骨料反应绝大多数为碱硅酸反应。

2、碱碳酸盐反应

1955年加拿大金斯敦城人行路面发生大面积开裂,怀疑是碱骨料反应,用美国ASTM标准的砂浆棒法和化学法试验,属于非活性骨料。后经研究,斯文森于1957年提出一种与碱硅酸反应不同的碱骨料反应—碱碳酸盐反应。

一般的碳酸岩—石灰石和白云石是非活性的,只有象加大金斯敦这种泥质石灰质白云石,才发生碱碳酸盐反应。

碱碳酸盐反应的基理与碱硅反应完全不同,在泥质石灰质白云石中含粘土和方解石较多,碱与这种碳酸钙镁反应时,将其中白云石(MgCO3)转化为水石Mg(OH)2,水镁石晶体排列的压力和粘土吸水膨胀,引起混凝土内部应力,导致混凝土开裂。

碱碳酸盐反应在斯文森提出后,在美国的印地安纳,弗吉尼亚、衣华达等州和其它国家也发现有这种类型的反应,近几年在我国的山东省和山西省也发现有过这种类型的反应。

3、碱硅酸盐反应

1965年基洛物对加拿大的诺发,斯科提亚地方的混凝土膨胀开裂进行研究发现:

(1)形成膨胀岩石属于粘土质岩、千枚岩等层状硅酸盐矿物;

(2)膨胀过程较碱硅酸反应缓慢得多;

(3)能形成反应环的颗粒非常少;

(4)与膨胀量相比析出的碱硅胶过少。

又进一步研究,发现诺发·斯科提亚地方的碱性膨胀岩中,蛭石类矿物的基面间沉积物是可浸出的,在沉积物被浸出后吸水,使基面间距由10A°增大到12A°致使体积膨胀,引起混凝土内部膨胀应力;因此认为这类碱骨料反应与传统的碱硅酸反应不同,并命名为碱硅酸盐反应。对此,国际学术界有争论。我国学者唐明述对此也进行研究,他从全国各地收信了上百种矿物及岩石样品,从矿物和岩石学角度详细研究了其碱活性程度。研究表明,所有层状结构的硅酸盐矿物如叶蜡石、蛇纹岩、伊里石、绿泥石、云母、滑石、高岭石、蛭石等均不具碱活性,有少数发生碱膨胀的,经仔细研究,其中均含有玉髓、微晶石英等含活性氧化硅性氧化硅矿物,从而证明这仍属于碱硅酸反应。这一结论与基洛特起初发现的四个特点也并不矛盾。这个研究报告在第8届国际碱骨料反应学术会议上发表后,得到许多知名学者的赞同。但由于这种反应膨胀进程缓慢,用常规检验碱硅酸反应的方法无法判断其活性;因此,在进行骨料活性和碱骨料反应膨胀检验时,还必须与一般碱硅酸反类型有所区别。

三、碱骨料反应的发生原因(条件)和特征

混凝土工程发生碱骨料反应需要具有三个条件。首先是混凝土的原材料水泥、混合材、外加剂和水中含碱量高;第二是骨料中有相当数量的活性成分;第三是潮湿环境,有充分的水分或湿空气供应。

早在1940年,斯坦敦用加利福尼亚州骨料作砂浆棒膨胀试验时,就发现水泥含碱量愈高,碱骨料反应的膨胀量愈大,在水泥含碱量低于0.6%时,就可以

避免发生碱骨料反应。后来在其他许多国家试验,由于骨料反应。后来在其他许多国家试验,由于骨料反应的活性不同,有时水泥含碱量低于0.4%氧化钠当量,也有发生碱骨料反应膨胀量大的情况;但水泥含碱量高于0.6%称为高碱水泥已为大多数国家接受。随着水泥工业出现含不同混合材的水泥以及混凝土愈来愈多地掺用各种外加剂,以及日本、英国使用海砂配制混凝土,发现混凝土各种原材料成分中的碱(Na2O、K2O),均可导致发生碱骨料对工程的损害。

从活性成分看,一种是无定形(非晶体)二氧化硅,如蛋白石,火山玻璃;一种是结晶不完整的二氧化硅,如玉髓、磷石英、微晶石英等,另一种是结晶完整,例如花岗岩为深成岩,其中石英结晶很完整,但由于地壳变动,受挤压力产生晶格扭曲变形,当其中应变石英含量大于30%时,就会发生碱活性。还有一种层状页硅酸盐,属于现在有争议的碱硅酸盐反应活性骨料。

最后一个条件就是潮湿多水,愈是在潮湿多水的环境条件下碱骨料反应对工程的损害发展愈快,往往在同一个混凝土工程,混凝土配制材料具务碱骨料反应的条件,在这个工程潮湿多水的部位首先发生碱骨料反应损害,在其它部位则发展缓慢。

受碱骨料反应膨胀开裂的工程从外观上看,在少钢筋约束的部位为网状裂缝,在受钢筋约束的部位多沿主筋方向开裂,在很多情况下可以看到从裂缝溢出白色或透明胶体的痕迹。在同一工程中潮湿部位发展严重也是其外观特征之一。最后判断还需要从受害的工程取芯样鉴定。

四、碱骨料反应的预防方法

碱骨料反应条件是在混凝土配制时形成的,即配制的混凝土中只有足够的碱和反应性骨料,在混凝土浇筑后就会逐渐反应,在反应产物的数量吸水膨胀和内应力足以使混凝土开裂的时候,工程便开始出现裂缝。这种裂缝和对工程的损害随着碱骨料反应的发展而发展,严重时会使工程崩溃。有人试图用阻挡水分来源的方法控制碱骨料反应的发展,例如笔者见过的日本从大孤到神户的高速公路松原段陆地立交桥,桥墩和梁发生大面积碱骨料反应开裂,日本曾采取将所有裂缝注入环氧树脂,注射后又将整个梁、桥墩表面全用环氧树脂涂层封闭,企图通过阻止水分和湿空气进入的方法控制碱骨料反应的进展,结果仅仅经过一年,又多处开裂。因此世界各国都是在配制混凝土时采取措施,使混凝土工程不具备碱骨料反应的条件。主要有以下几种措施。

1、控制水泥含碱量

自1941年美国提出水泥含量低于0.6%氧气化钠当量(即Na2O+0.658K2O)为预防发生碱骨料反应的安全界限以来,虽然对有些地区的骨料在水泥含量低于

0.4%时仍可发生碱骨料反应对工程的损害,但在一般情况下,水泥含量低于0.6%作为预防碱骨料反应的安全界限已为世界多数国家所接受,已有二十多个国家将此安全界限列入国家标准或规范。许多国家如新西兰、英国、日本等国内大部分水泥厂均生产含碱量低于0.6%的水泥。加拿大铁路局则规定,不讼是否使用活性骨料,铁路工程混凝土一律使用含碱量低于0.6%的低碱水泥。

2、控制混凝土中含碱量

由于混凝土中碱的来源不仅是从水泥,而且从混合材、外加剂、水,甚至有时从骨料(例如海砂)中来,因此控制混凝土各种原材料总碱量比单纯控制水泥含碱量更重要。对此,南非曾规定每m3混凝土中总碱量不得超过2.1kg,英国提出以每m3混凝土全部原材料总碱量(Na2O当量)不超过3kg,已为许多国家所接受。

3、对骨料选择使用

如果混凝土含碱量低于3kg/m3,可以不做骨料活性检验,如果水泥含碱量高或混凝土总碱量高于3kg/m3,则应对骨料进行活性检测,如经检测为活性骨料,则不能使用,或经与非活性骨料按一定比例混合后,经试验对工程无损害时,方可按试验规定的比例混合使用。

4、掺混合材

掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应。根据各国试验资料,掺S——10%的硅灰可以有效的抑制碱骨料反应,据悉冰岛自1979年以来,一直在生产水泥时掺5—7.5%硅灰,以预防碱骨料反应对工程的损害。另外掺粉煤灰也很有效,粉煤灰的含碱量不同,经试验,即使含碱量高的粉煤灰,如果取代30%的水泥,也可有效地掏碱骨料反应。另外常用的抑制性混合材还有高炉矿渣,但掺量必须大于50%才能有效地抑制碱骨料反应对工程的损害,现大美、英、德诸国对高炉矿渣的推荐掺量均为50%以上。

5、隔绝水和湿空气的来源

如果在担心混凝土工程发生碱骨料反应的部位能有效地隔绝水和空气的来源,也可以取得缓和碱骨料反应对工程损害的效果。

五、我国土建工程的碱骨料反应的问题

我国水利工程从50年代起就吸取了美国派克大坝等许多土建工程因碱骨料反应破坏而拆除重建的教训,明确规定凡较大水利划等号开采骨料时都要求进取这行活性检验及专家论证,并采取掺大量混合材的水泥以及在现场掺混合材等措施,这些规定至今、仍在水利工程有关规范、标准中沿用。因此我国自50年代以来建设了许多大型水利工程,未出现过碱骨料反应对工程的损害。

另外,我国自50年代起就生产掺大量混合材料厂的水泥,例如六、七十年代大量生产使用有矿渣400号水泥,其中矿渣含量高达60-70%,水泥熟料仅占约30%,即使产量比例不大的普通硅酸盐水泥也掺有10-15%的混合材,就可以起互通有无缓解与抑制碱骨料反应的作用,因而在八十年代以前,我国一般土建工程尚未见有碱骨料反应对工程损害的报导。

正因为如盯,我国一般土建工程的设计和施工人员对碱骨料反应问题比较生疏,即使某工程发生碱骨料反应特征的开裂缝,也往往认为是养护不好、干缩裂缝、过早加载和水泥后期安定性不好等常见问题所造成,即使有的工程损害严重被迫拆除,也不一定认为是由于碱骨料反应造成的。

自从70年代国际能源危机以来,水泥工业逐渐由湿法生产改为干法生产,我国国营大中型水泥厂到80年代陆续都已改为干法生产,使水泥含碱量增加;特别是在80年代后期,做为利用工业废料和节能措施,将加收高碱窑灰掺入水泥中作为一项先进措施在全国推广,使我国国产水泥含碱量大大增加,1984年又制订不掺混合材的纯硅酸盐水泥标准,这种纯硅酸式盐盐水泥到1989年产量已超额过100万吨。用这种水泥如果骨料活性不作检测,这就为许多工程带来在建成若干年后发生碱骨料反应损害的隐患。据悉,我国某些大厂如冀东、大同、琉璃河、郑州等水泥熟料含碱量均高,约为1%左右,有的还超过1.3%。更值得注意的是我国自七十年代后期以来即以疏酸钠作为水泥混凝土早强剂,而防冰剂则多采用硝酸钠、亚硝酸钠、碳酸钾等,这些盐类中的可溶性钾,钠离子将大大增加混凝土的总碱量,增加碱骨料反应对工程损害的潜在危害。

由于近几年来我国水泥外加剂等情况的发展变化,混凝土碱骨料反应问题已构成我国土建工程的一大潜在危害,希望我国的建筑、市政、交通等有关混凝土工程的设计、施工工程技术人员对此问题给予应有的重视,采取可能做到的各种措施,预防碱骨料反应对工程的损害。

双曲拱桥主拱圈病害形态的探讨与分析

双曲拱桥这种桥型诞生于1964年的原江苏省无锡县,这种结构发挥了预制装配的优点,可以无支架施工,节省木材,加快了施工进度,又继承了砖石拱桥的特点,充分利用圬工材料的抗压强度,节省钢材,且便于施工,因此,这种桥型自创造之初开始便得到迅速推广,尤其在南方水网广阔地区更加普遍。

时至今日,一些双曲拱桥的服役时间最长接近50年,大多也都超过了30年,桥梁病害也逐渐显现、发展,其表现形式也多种多样,有的病害的出现说明双曲拱桥承载能力已下降,有的甚至将危及桥梁安全。下面就两种病害形式与大家交流。

首先是双曲拱桥拱脚、拱顶截面的开裂,严重的缝宽甚至可以达到数mm。其形成的原因主要有以下两种:(1)是拱脚水平变位或者转动;(2)是超载。尤其是在南方地区软土地基,拱桥基础较易产生向外的水平变位或者后仰转动,导致拱脚、拱顶截面承受的弯矩大幅增加,截面由正常的小偏心受压转变为大偏心受压,截面就会因受弯承载能力不足而开裂。这种病害表与一般拱桥类似,但双曲拱桥由于主拱圈钢筋较少,开裂程度往往甚于其他形式拱桥。

其次,主拱圈组件松散、整体性变差是双曲拱桥的另一个主要病害变现,这是由其结构特点决定。双曲拱桥的主拱圈分成拱肋、拱波、拱板几部分。施工时,先把分段预制的钢筋混凝土拱肋合龙,与横向联系构成拱形框架,在拱肋上砌筑预制混凝土弯板或砖石拱波,然后再在拱波上现浇混凝土拱板,形成主拱圈。实际运营后由于种种原因主拱圈各组件间会趋于松散——拱肋与拱波、拱波与拱板之间结合丧失,主拱圈由原来的“组合截面”转变为“叠合截面”,截面承载能力和整体稳定性必然大大降低,严重的还会引起桥梁垮塌的恶性事故,2006年坍塌的陕西白河县冷水河大桥就是其中一例。

拱脚开裂情况的诊断比较直观,裂缝分布在拱脚附近的上缘,呈横向开展,有的裂缝还会沿外侧面向下延伸。拱脚被掩埋的,应将覆土去除后再观察。主拱圈松散主要表现在拱肋与拱波(或拱板)环向结合面开裂,实腹段侧墙与拱肋间环向开裂。

桥梁病害分析——曲线形桥梁常见病害

一、概述

随着我国公路建设的蓬勃发展,公路间转换越来越多,互通和枢纽规模随之增大,高架道路以及立交工程的兴建越来越多,曲线桥的需求量大大增加。与直线桥相比,曲线桥对地形、地貌的适应性较强,更能适合高等级公路、城市立交工程的的线性需要,同时,其具有曲线结构线形平顺、流畅、明快、意境生动的美学价值。因此,在高等级公路及城市道路中,曲线梁桥不仅能实现各方面的交通连接,而且能满足人们的审美视觉要求,是现代交通工程中的一种重要桥型。

与直线桥相比,由于曲率的影响,导致曲线梁桥产生弯矩耦合作用,并且曲线桥的质量中心不在轴线梁端的连线上,即使在自重作用下,桥梁结构也会产生扭矩,所以,曲线桥的内力、变形计算比直线桥计算复杂。曲线梁桥的大规模使用,各种病害也大量出现,甚至许多桥发生了安全事故,对国家造成巨大的经济损失,在社会上也造成了很大负面影响。

二、典型病害

1、内侧支座脱空,支座剪切变形;

由于梁体结构径向变位所产生的严重剪切变形, 部分橡胶支座环向开裂而

失效。此外, 在恒载状态下, 曲线桥梁端内、外侧支座受力不均, 内侧支座可能出现拉力, 产生脱空现象; 外侧支座剪切变形量过大, 也会影响使用寿命。部分对应桥面伸缩缝翘起,可伴随箱梁撞击支座的声音。

2、横向滑移:

曲线连续梁桥在支撑方式、温度荷载、混凝土收缩徐变、车辆荷载以及预应力钢束的影响下,致使曲线梁产生径向位移,由于平面线位移约束不够,导致梁体向外侧的线位移不能完全恢复,形成向外侧的残余线位移逐渐积累,造成梁体横向滑移。

2.1、支撑方式

曲线连续梁桥的受力机制与直线梁桥相比,有很大的差异,首先由于曲率的影响,主梁在自重作用下必然发生扭转,而扭转作用又导致主梁的挠曲变形,可能造成“弯扭-耦合”作用。在相同的荷载下,不同的支撑方式对曲线连续梁桥的内力与支反力有着很大的影响,因此在设计时一般都会考虑扭转因素的存在,如果扭矩设置过大,则会对上部结构与支座设计带来相当大的困难。

曲线连续梁桥的支撑方式是影响曲线梁体横向偏位的潜在因素,直接影响着曲线梁体内力的分布,选取合理的支承方式不仅可以承受自重和活载、偏载等因素所产生的组合扭矩作用,而且可以限制结构的平面位移;一般根据曲率半径与总体布置而选用最为合适的支撑方式。常用的支撑方式有全抗扭支撑、中间点铰支撑和抗扭与点铰支撑交替使用三种形式。

2.2温度影响

温度影响包括日照温差(温度梯度)和季节温差(系统温差)。这两种温度形式对曲线梁桥的影响是不同的。季节温差主要是引起曲线梁体的平面变形,而日照温差则会使曲线梁桥发生竖向翘曲和扭转。

2.3收缩徐变影响

混凝土的收缩与徐变都是时间函数。混凝土的收缩是在非荷载因素下体积变化而产生的变形。混凝土失水时收缩,浸水时膨胀。混凝土的徐变则是在荷载因素下构件首先发生瞬时的弹性应变,并且,随着时间的推移,进一步增加变形。

3、主梁侧翻:

曲线连续梁桥在支撑方式、温度荷载、混凝土收缩徐变、车辆荷载以及预应力钢束的影响下,致使曲线梁产生切向位移,由于扭转约束不够,致使梁体产生不利的向外偏心,造成恒载扭矩加大,使梁体产生逐渐向外侧翻转的累计变形,造成主梁梁体侧翻。

例如:深圳市滨河路车公庙立交桥,采用单箱双室箱梁,箱梁高2.7m,翼缘板长2.1m;桥梁位于R=265.3 m的平曲线上,桥宽12 m。除了中间3个支承采用独柱支承,其余均为双柱支承。该桥在第一施工阶段预应力张拉后,拆除跨中支架时引起支架垮塌,主梁产生翻转。

4、扭转翘曲:

曲线连续梁桥由于曲率的影响,主梁在承受竖向荷载时必然发生扭转,而扭转作用又导致主梁的挠曲变形,可能造成轴向变形与平面内弯曲的耦合,竖向挠曲与扭转的耦合。

5、盖梁中部竖向裂缝。

由于有的曲线桥半径较大,在中间墩柱未设置偏心支座,以减少桥两端恒载扭矩作用,内外侧支座反力相差较大,使外侧支座产生过大超载,梁体出现裂缝。由于外侧支座偏载过大,与此同时墩盖梁较薄、较宽,支座偏心产生的盖梁横向弯矩较大,而横向配筋除箍筋外没有承受横向弯矩的钢筋,因此,盖梁会出现裂缝。

6、梁体裂缝—弯扭

6.1 温度变化产生附加应力

混凝土在强度形成过程中由于水化热、阳光照射、大气及周围温度变化的影响,将引起温度应力,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,将产生温度裂缝。冬季施工及蒸汽养护措施不当,使混凝土冷热、内外温差不均引起裂缝。由于曲率的原因,在温度变化时使得梁体沿切向位移不均匀,造成温度应力在同一截面上不同,引起梁体顶板、腹板和底板温度裂缝。

6.2 预应力产生径向分力

在混凝土曲线梁桥中配置预应力钢束时,由于曲率的原因预应力产生切向和径向分力。径向分力对梁截面中性轴的偏心将引起截面扭转,使梁向外侧扭转,在梁内产生剪力和扭矩。当腹板中抗扭钢筋配置不足时,导致腹板和底板产生裂缝。

6.3 混凝土收缩与徐变的影响

混凝土在强度形成过程中表面的水蒸发并逐步扩展到内部,在混凝土内部形成含水梯度,表面收缩大而内部收缩小,出现内外收缩差,混凝土表面受到拉应力,而内部受到压应力,当混凝土表面的拉应力超过混凝土的抗拉强度时,便产生收缩裂缝。干燥环境、养护不及时、混凝土水灰比过大容易引起收缩裂缝。在预应力混凝土曲线梁桥中,收缩和徐变会导致预应力损失,徐变将引起结构次内力。因此,混凝土收缩和徐变会在曲线梁桥中产生裂缝。

6.4 支座不均匀受力

对于混凝土曲线梁桥来说,由于曲率的影响使梁体外侧边的弧长大于内侧边的弧长,从而造成梁体的重心与截面形心轴不重合,向外侧偏移一定的距离,因此,使梁端内、外侧支座受力不均匀,同时产生向外偏转的扭矩。支座的不均匀受力和扭矩会造成梁体裂缝。为了减小桥梁基础与地下建筑物之间的冲突、扩大桥下空间,独墩单铰支座混凝土曲线梁桥在城市立交桥中得到广泛应用。独墩单

铰支座曲线梁桥的中间铰支座通常采用圆形四氟板式橡胶支座,温度变化对径向变位存在明显的影响。梁体升温时向外侧的线位移在降温时不能完全恢复,形成向外侧的残余线位移逐渐向外翻转的累积变形。当累积变形达到一定程度后会造成温度应力的不均匀分布,引起梁桥腹板和底板温度裂缝。

6.5 设计计算模型不合理

目前混凝土曲线梁桥的设计计算中,由于温度梯度模型不合理使得计算得到的温度应力与梁体内温度应力相差很大,甚至可能是异号应力;预应力的径向分力对梁截面中性轴产生扭矩,自重的偏心同样会产生扭矩,已有的计算分析程序对这些扭转作用考虑不足;对于宽箱梁桥,翘曲、畸变、剪力滞效应考虑不足,导致在曲线薄壁结构中出现较大计算误差。这些设计方法中没有考虑到的因素,可能会对梁桥出现裂缝产生很大的影响。

6.6 施工的原因

施工时预应力钢筋的布置与图纸有一定的差距,混凝土曲线梁桥设计中预应力钢筋是光滑的曲线,但是在施工时将钢束布置成折线形,导致折点处应力集中,产生远大于设计要求的应力,容易在箱梁的腹板和底板中造成纵向裂缝。在箱梁混凝土浇注前未按设计要求对支架采取全区段预压,浇注混凝土过程中支架随着所浇注的混凝土重量的加大发生不均匀沉降,造成箱梁在未张拉预应力钢束前开裂;现浇混凝土曲线箱梁的支架拆除工序不当,也会造成梁体开裂。由于恒载的偏心以及预应力束配置的不够合理,可能会导致箱梁内外侧支架的受力不均匀,当浇注混凝土时,可能会导致部分支架发生失稳现象,引起梁桥侧倾和开裂。

桥梁病害分析——独柱式桥梁典型病害

一、概述

在城市公路桥梁及高速公路桥梁建设过程中,由于受地形、地物、占地面积和城市景观等影响,其下部墩柱往往采用独柱支承方式,以减少占用土地、改善下部结构布局、减少桥梁基础与地下建筑位置冲突、增加视野和桥形美观。这种形式的桥墩受力状态较为不利,桥梁结构工程师在设计或施工时往往关注的重点在于桥梁上部结构的抗弯、抗剪承载能力方面,而对于下部结构受车辆偏心超载作用的考虑是不足的,容易忽略其安全性,在全国范围内,此类桥型结构目前已出现多次因设计原因而在施工或使用过程中发生事故,其中有的引起主梁开裂,有的引起墩柱开裂,有的在施工期间墩柱断裂,还有的引起主梁向外偏转或向内偏转而使支座脱空,其中部分病害比较严重者,已经被拆除,给国家造成巨大经济损失。

二、典型病害

独柱墩是相对于双柱墩或多柱墩而言的,受力特点因其类型不同而相异。独柱墩按其是否与主梁刚接可以划分为墩梁固结独柱墩和墩顶设支座独柱墩;按其支座数量情况可以划分为单支座独柱墩和多支座独柱墩(两个或两个以上支座)。

1、多跨预应力连续箱梁,中支点设多个单支座独柱墩。由于独柱墩中间支点抗扭能力弱,当桥面汽车荷载按横向最不利偏载位置布置时,主梁的扭矩和扭转变形是不容忽视的,尤其在大曲率、较大跨径的曲线梁桥中,主梁组合最大扭矩值有时可达纵向最大弯矩值的50%以上,若结构设计时未考虑此扭矩的影响,后期营运时会导致主梁开裂的病害,裂缝走向与通常抗扭裂缝一致。由于扭矩传递到梁端时,会造成端部各支座受力分布严重不均,甚至会导致支座出现负反力,发生支座脱空或梁体倾覆。

①某高速公路扩建桥,上部结构为34.7m+36m+29.3m预应力混凝土现浇连续箱梁,中间墩为独柱式桥墩,边墩为双支座桥墩,支座间距3.5m。该扩建桥的桥面宽9.2m,箱梁外侧悬臂长2.5m,内侧悬臂预留后浇。施工期间时浇筑外侧防撞栏时,扩建桥边跨内侧支座出现脱空。经过分析,该桥中间墩采用独柱墩,边墩支座间距较小,横向稳定性差,浇筑外侧防撞栏时,支座提供的抗倾覆力不能平衡上部恒载产生的反转力,内侧支座因此脱空。处理方式为箱内部分区域填充钢渣混凝土配重,同时采用顶升复位,后期与旧桥拼接,拼接后横向稳定满足要求。

2、上部结构较轻,桥面较宽且悬臂较长的箱梁,支点处设小间距双支座独柱墩(花瓶墩)。连续梁在支点处横桥向采用两个或多个支座,这种支承方式虽可以提高主梁的抗扭性能和横向稳定性,但由于上部结构自重轻,支座间距小,结构在桥面汽车偏载作用下,支座仍然可能出现负反力。从交通现状来看,目前国内部分地区的重车辆普遍存在超载现象,个别车辆超载甚至达到2~3倍,若遇上堵车情况,大量重车停留在外侧车道时,上部主梁便易发生“倒扣式”整体倾覆。

某高速公路高架桥,上部结构为简支钢箱梁,桥面宽17m,大悬臂,支座间距2.7m。当3辆拉运钢板的半挂牵引重型货车和1辆轿车行驶在高架桥上时,桥面突然发生倾斜,导致这2辆载重汽车和1辆轿车随路面侧向倾斜滑到桥底。经过分析,钢箱梁倾覆原因有:该独柱墩支座横向距离过小,上部结构钢箱梁自重较轻,悬臂较长,且纵向相邻跨之间联系较弱,横向稳定性差,当超载车靠边行驶,偏载严重时,桥梁发生倾覆。该桥垮塌段只能拆除重建,其余同类结构均须加强防倾覆措施。见图所示。

3、墩梁固结独柱墩。采用独柱墩与梁固结的方式,墩柱可承担一部分主梁扭矩,对主梁的扭转变形有一定约束。但因墩梁固结,桥墩参与上部结构弯矩和扭矩分配,特别是在墩柱较矮的情况下,墩柱刚度较大而分配较大的内力,其截面承载力难于满足要求,若设计时忽略此影响,在超载车辆、结构收缩徐变和温度荷载作用下,结构通常会在墩梁固结处出现宽度超过规范限制的裂缝,影响结构的安全性和耐久性。

某高速路匝道上弯桥,上部结构为(25m+2×35m+25m)预应力混凝土连续箱梁,中间三跨均设为独柱式桥墩,其中一个桥墩设置墩梁固结,墩高约5.5m,该桥建成通车后,固结墩的梁墩结合处出现大量裂缝。经分析,采用墩梁固结后,独柱墩参与上部结构弯矩和扭矩分配,上部结构在汽车竖向荷载和横向离心力、弯桥预应力次内力以及温度应力作用下,墩梁固结处弯剪扭耦合,受力相当复杂,墩柱配筋不能满足,主梁虽未破坏,但主梁及墩顶开裂严重,存在安全隐患,需要加固处理,采取梁体粘贴钢板补强,墩柱顶部外包钢筋混凝土,加固处理成本较大。见图所示。

三、相关案例

独柱-偏载,导致匝道侧翻坍塌。

根据交通运输部和国家安全监管总局联合专家组调查、综合分析,造“7·15”津晋高速港塘互通立交匝道桥倒塌事故的直接原因是:在单车道的A匝道桥上,为避让前方逆行车辆,3辆严重超载车辆密集停置并偏离行车道,车辆外轮距离

右侧护栏内缘小于1米,从而形成巨大偏载,导致桥梁梁体向右侧倾斜而引起桥梁倒塌。

据天津市安全监管局介绍,7月15日1时24分,蒙J17913装载电石的货车总重量53.98吨,自收费站驶出走上A匝道。随后是装运矿粉的津AC7692载重货车、冀B61396载重货车,总重量分别为140.22吨和142.28吨;第四辆装载铁矿石的津AF2905载重货车总重量146.72吨,这3辆车从天津港散货物流装车后,经海防路去河北省方向,车辆绕行津晋高速公路延长线从K+800米平交口穿过隔离带在逆行道行驶,行至距收费站约100米处掉头转向互通立交A匝道桥上。1时29分,第五辆车、自重19.26吨的冀BE4262货车从收费站驶出走上A匝道。

当上述5辆车行至A匝道桥上时,由于有一辆货车在A匝道桥上逆行,为避让该逆行货车,包括3辆严重超载货车在内的顺行车辆在A匝道桥上靠右边密集停车。1时33分,第4柱至第9柱间桥面发生倒塌。事故中,5辆载重货车随桥面倒塌坠落,司乘人员中4人死亡、7人受伤;桥梁倒塌砸到桥下临建房,造成临建房内看材料的2名农民工被砸死亡。

其他相似案例如哈尔滨阳明滩大桥引桥匝道、浙江上虞春晖互通立交桥上匝道等桥。

垮塌桥梁分析——重庆市綦江县彩虹桥

彩虹桥位于重庆市綦江县古南镇的一条河上,是一座连结新旧城区的跨河人行桥,该桥结构为中承式钢管混凝土提蓝拱桥,桥长140米,主拱净跨120米,桥面总宽6米,净宽5.5米,桥面设计人群荷载3.5kN/m2。

图1. 垮塌前的彩虹桥

事故情况

时间:1999年1月4日18时50分。

地点:重庆市綦江县古南镇一条河上。

事件:出事当时,30余名群众正行走于该桥上,另有22名驻扎该地的武警战士进行傍晚训练,由西向东列队跑步至桥上约2/3处时,整座大桥突然垮塌,桥上群众和武警战士全部坠入綦河中。

伤亡:事故造成40人死亡(其中:18名武警战士、22名群众)、14人受伤。

直接经济损失:约631万元(其中:建桥工程费418万元,伤亡人员善后处理费207.5万元,现场清障费5.5万元)。

图2. 垮塌后的彩虹桥

破坏过程

该桥的垮塌过程大致分为四个阶段:

(1)局部吊杆锚固失效阶段。

1996年6月19日龙舟赛时,东岸上游7#吊杆和东岸下游3#吊杆发生巨响,经检查7#、3#吊杆已发生滑移失效。

(2)吊杆锚固失效发展阶段。

1998年5月某日桥上发生异常响声,桥面晃动下沉。

(3)多根吊杆锚固急速失效阶段。

1999年1月4日下午6点50分,桥面板倾斜垮塌,拱结构受力严重恶化。

(4)主拱结构整体突然垮塌破坏。

现场勘察发现,上游主拱断成13段,下游主拱断成15段,其断点均为工厂焊接处。

原因分析

1. 吊杆锁锚问题

吊杆锚固仅采用榔头敲打锚具夹片的方法,钢绞线锁锚方法严重错误,不能保证钢绞线有效锁定,不能保证吊杆中三根钢绞线均匀受力。在事故现场勘察中,经对东岸上游半拱的七根吊杆检查表明,除一根锚固完好外,其余钢绞线均全部或部分滑出,致使吊杆钢绞线锚固失效。同时,夹片端面参差不平,夹片与锚头锈蚀粘连严重,影响锚具对钢绞线的夹持能力,其它区域不少吊杆也有类似现象。因此锁锚方法错误、吊杆锚固失效是桥面板垮塌的直接原因。另处吊杆PVC管中灌浆不密实,局部漏灌,钢绞线锈蚀严重,危及结构的长期安全使用。

2. 主拱钢管焊接问题

经现场勘察取样,对焊缝进行X射线探伤、金相、强度等检验证明焊缝有裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣、陈旧性裂纹等严重缺陷,焊缝质量不能达到施工及验收规范规定的二级焊缝检验标准的要求。故主拱钢管工厂对接焊接头焊缝质量低劣是导致主拱垮塌的直接原因。

3. 钢管混凝土问题

主拱钢管内混凝土强度达不到设计要求。经现场取样检验,混凝土强度最低值仅15.6MPa,不能达到C30的设计要求。混凝土局部有漏灌现象,在主拱肋板处甚至出现1米多长的空洞。吊杆的灌浆防护也存在严重质量问题。工程质量低劣,进一步降低了结构的承载力。

4. 设计问题

设计过程中,设计图纸粗糙,更改随意,吊杆由40mm圆钢改为钢绞线群锚体系后,对采用无顶压张拉锚具未提出确保锁锚质量的相应措施;部分构造处理有不当之处;对主拱钢结构的材质、焊接工艺及质量、接头位置及锁锚质量等均无明确要求;门架配筋率低于设计规范要求;在成桥增设花坛等荷载后,主拱承载力不能满足相应规范的要求。

5. 其他直接问题

该桥施工组织设计中没有对分项工程制订严格的工艺操作规程及技术要求,对一些关键部位没有相应的检查验收程序。该桥建成时即是一座危桥。使用过程中,由于使用不当,管理不善,导致吊杆锚固加速失效,西桥头下游端支座处的拱架钢管产生陈旧性破坏裂纹,主拱受力急剧恶化。

6. 关于武警列队跑过该桥是否引起共振

该桥垮塌后,一些人提出垮桥是否与武警战士列队过桥发生共振有关。专家组对此进行了技术分析。经反复分析讨论,运用美国SuperSAP(91)和MARC 动力性能计算软件进行计算复核,其结果表明:

(1). 綦江县大桥前二十阶结构自振频率,没有落入结定激振荷载(14.3kN)的激振频率所在范围2.83~3.00Hz内。

(2). 激振频率所在范围2.83~3.00Hz较接近的结构自振频率分别是第十一阶频率(2.769Hz,面内竖弯)和第十二阶频率(3.114Hz,侧向弯扭)。但是,高阶频率对结构共振的影响很小。

(3). 从动态响应的位移频谱分析结果来看,激起的振动响应频带离激振频率2.83~3.00Hz很远,不会发生共振。

可认定:

22名武警战士列队在桥上跑步造成的动力作用,不会引起该桥共振,其产生的动力响应,远小于该桥的设计承载力。

图3. 彩虹桥垮塌后的残骸

桥梁常见病害的处理方法 为了适应铁路桥梁建筑物的技术标准不断提高,外部环境的不断变化,增强与提高桥梁检修工作人员的判断能力和病害处理能力很有必要。 为确保桥梁满足按规定的要求安全运营,需要进行必要的养护维修。同时通过合理的大修理及加固技术处理来适应条件的变化需求。为配合本次培训班的主题,结合实际工作特点讲以下几点: 1、桥梁设备的基本技术要求 1.1 桥梁应确保安全、完整、适用与耐久性 桥梁设备在不同的环境下存在。如空气污染,脏污物积聚等均能使桥梁结构腐蚀,混凝土碳化。通航河道中的活动吊篮、吊篮跑道,固定检查吊篮缺失、破损;锥体护坡坍塌;八字墙倾斜;立交桥的梁底,框架桥顶板底部被超限车辆撞损,主筋撞断;人行道步板露筋,混凝土疏松;预应力梁的大量裂纹;框架桥的排水系统断裂冒泥浆;钢支座吊空,支座板移位;横隔板断裂,泄水管堵塞,脱落等等。 以上这些病害均是在工作中常见的,它的存在使桥梁没有安全感,也不完整,更谈不上适用与耐久性。 所有此类病害均应在维修工作中予以及时处理。小病小修可预防病害的扩大,很多病害因得不到及时处理而导致病害积累、扩大,以至发现后急需抢修的后果。对安全带来较大的威胁,同时也增大了修理成本。 1.2正确掌握设备基本资料

正确掌握设备基本资料是养护维修管理,治理病害的必要条件。桥梁使用年限较长,如同人生一样有一个完整的履历表。即有关桥梁设计文件、施工记录、竣工文件以及各种检测文件。河道的变迁、结构的变化、修理记录等均应反映在技术档案中。历史较久远,资料不全的应尽可能采用不同手段予以补充完善。正确的设备资料为桥梁的安全运营,病害的分析,修理加固创造了有利条件。 1.3 及时发现桥梁病害,正确处理保安全 桥梁病害的发生是多种多样的,但绝大多数在我们平时的检查中能及时发现。如果我们严格按照大维规的标准要求去做,基本可以满足正常的管理工作。检查工作应分清重点检查与一般检查,对重点桥梁、重点部位、复杂结构应有侧重。影响桥梁使用状态的应特别关注(如河道开挖、水系条件变化、临近营业线施工、筑路筑坝、汛前汛后等)。检查方法应正确,特别是全桥性的病害,应建立整体性的测量体系,正确的检查方法将是提供分析与处理病害的重要依据。 病害发生后正确的处理是确保安全的前提条件,学会正确判断采取合理的加固措施是非常复杂的课题,必须通过不断积累,不断学习,不断总结来提高我们的业务水平。 2、当前桥梁较为突出的病害 2.1 桥梁的倾斜、沉降 2.1.1 施工引起的桥梁倾斜、沉降 主要表现:(1)梁缝顶死,梁与梁之间梁缝缩小或顶死; (2)支座锚螺栓剪断;

桥梁病害成因分析及其处置对策(上、下)(每日一练) 考生姓名:苏东旭考试日期:【2020-08-12 】单项选择题(共2 题) 1、裂缝是混凝土结构病害的最终形式,一般可分为()(E) ?A,荷载裂缝 ?B,非荷载裂缝 ?C,横向裂缝 ?D,纵向裂缝 ?E,A+B 答题结果: 正确答案:E 2、桥梁病害按类型可分为()(D) ?A,耐久性 ?B,受力性 ?C,安全性

答题结果: 正确答案:D 多项选择题(共5 题) 1、多片梁结构在主梁之间的桥面出现贯穿纵向裂缝,主要原因有()(ABCDE) ?A,拼装T梁,横隔板脱焊 ?B,空心安铰缝构造不合理 ?C,组合箱梁湿接缝挠曲变形开裂 ?D,宽幅箱梁受活载轴重影响 ?E,宽幅箱梁支座布置不当 答题结果: 正确答案:ABCDE 2、桥梁病害按发生的部位分,主要为()(ABC) ?A,上部结构 ?B,下部结构 ?C,附属结构

?E,桥墩 答题结果: 正确答案:ABC 3、荷载裂缝主要发生的部位有()(ABC) ?A,受拉区 ?B,受剪区 ?C,振动严重的部位 ?D,其他部位 答题结果: 正确答案:ABC 4、混凝土结构非荷载裂缝,主要有()(ABCD) ?A,温度裂缝 ?B,收缩裂缝 ?C,钢筋锈胀裂缝 ?D,不均匀沉降造成的裂缝

答题结果: 正确答案:ABCD 5、一般条件下,混凝土拱圈横向裂缝()(BD) ?A,允许最大缝宽0.25mm ?B,允许最大缝宽0.30mm ?C,允许最大缝宽0.20mm ?D,裂缝高度小于截面高度一半答题结果: 正确答案:BD 判断题(共5 题) 1、 (A) ?A、正确 B、错误 答题结果: 正确答案:A

桥梁病害的分类和原因分析 【摘要】本文分析了我国桥梁常见病害的的种类,指出了各种病害产生的原因,供同行参考。 【关键词】桥梁;病害;分类;原因;分析 [ Abstract ] This paper analyzes the common disease species of Chinese bridge, points out the various causes of diseases, for your reference. [ Key words ] bridge; damage; classification; causes; analysis 中图分类号TU2文献标识码:A 文章编号:2095-2104 随着经济的飞速发展和道路运输事业的日趋繁荣,人们对高等级、高标准的公路交通的需求也日益增加,因此,全国各地的公路建设和养护维修事业的发展也非常迅速;新建工程已有比较丰富的设计和施工经验,在此不加细说,但养护维修项目,尤其是大型桥梁的养护维修业务却是近几年才逐渐发展壮大起来的热门行业,其受重视的程度也越来越高。桥梁是公路交通系统中的重要组成部分,在公路运输事业中有着举足轻重的地位,一旦出现质量问题,给国家和人民造成的损失将是巨大的.所以,主管部门都把桥梁维修养护工作摆在了极为重要的议事日程上来。 桥连四海,路通八方,桥梁的兴建与畅通,促进了人类社会的文化和经济生活的繁荣与发展。但是桥梁一旦发生倒塌事故,就会带来巨大的损失和灾难。近些年,人们已经开始注意到了各种病害正在不同程度地侵扰着我国正在服役的30多万座既有桥梁。据统计,在我国存在安全隐患和耐久性问题的桥梁约占总数的50%,个别地方甚至超过了70%,在这些桥中危桥又占20%~30%,约有9597座。如何对这些既有桥梁做出正确的检测、评估及加固,目前理论上尚没有很好的解决办法,究其原因,主要是对病害及其发生机理缺乏系统、清楚的认识。1 桥梁病害的主要形式 钢筋混凝土桥梁的病害主要有下列几种形式: 1.1 裂缝裂缝是钢筋混凝土桥梁中最普遍、最常见的病害之一,不产生裂缝的桥梁几乎没有。而且裂缝往往是多种因素联合作用的结果。裂缝对钢筋混凝土桥梁的危害程度不一,严重的裂缝如贯穿缝、网裂等将会严重危及桥梁的安全运行。另外裂缝往往也会引起其它病害的发生与发展,如钢筋锈蚀、冻融破坏等,这些病害与裂缝形成恶性循环,会对桥梁的耐久性产生很大的危害。 1.2 混凝土碳化及钢筋锈蚀混凝土碳化及钢筋锈蚀现象在钢筋混凝土桥

桥梁常见病害 原因分析及处置方法

目录 目录 (1) 一、混凝土常见病害 (4) 1、剥落、露筋 (4) 2、蜂窝麻面 (5) 3、混凝土腐蚀 (5) 4、网状裂缝 (6) 二、上部承重构件 (6) 1、T梁斜向裂缝 (6) 2、T梁马蹄处及板梁梁底的纵向裂缝 (6) 3、梁底的横向裂缝 (7) 4、箱梁翼板横向裂缝 (8) 5、箱梁腹板纵向裂缝 (8) 三、上部一般构件 (9) 1、湿接缝腐蚀、脱落 (9) 2、横隔版 (10) 3、湿接板渗水腐蚀 ............................................................................................................... 10、 四、支座 (11) 1、老化变质、开裂 (11) 2、剪切变形、开裂(剪切超限) (11) 3、支座位置串动、脱空 (11) 五、桥墩 (12) 1、自基础向上的竖向裂缝 (12) 2、环向、水平裂缝 (12) 3、竖向裂缝 (12) 4、顺筋裂缝 (12) 六、桥台 (13) 1、自基础向上发展至台身的裂缝,下宽上窄的 (13) 2、台身的水平裂缝 (13) 3、台身前墙竖向贯通裂缝 (13) 4、挡块裂缝 (13) 七、墩台帽梁 (14) 1、自上而下的竖向裂缝以及顶部的纵向裂缝 (14) 2、自下而上的竖向裂缝以及底部的纵向裂缝 (14) 3、保护层过薄引起的表层开裂 (14) 4、自垫石向下发展的裂缝 (15) 八、基础 (15) 1、冲刷掏空 (15) 2、沉降 (15) 九、翼墙、耳墙 (15) 1、位移、倾斜 (15) 2、裂缝 (15)

公路桥梁病害分析及修护加固 发表时间:2018-01-02T13:51:15.547Z 来源:《防护工程》2017年第22期作者:滕广丽郭佳佳 [导读] 进入到新世纪以来,随着我国的国民经济水平飞速的发展,我国交通运输行业的发展也是十分迅速的。 临颍县公路管理局 462600 摘要:进入到新世纪以来,随着我国的国民经济水平飞速的发展,我国交通运输行业的发展也是十分迅速的,公路桥梁工程是我国国民经济建设中很重要的基础设施,因此对其的维修和保养的工作也是很重要的。本文便对公路桥梁的常见病害以及公路桥梁出现病害的加固措施两个方面的内容进行了详细的分析和探析,从而详细的论述了公路桥梁的维修加固工作。 关键词:公路桥梁;病害分析;修护加固 1 公路桥梁常见病害 1.1裂缝 公路桥梁的裂缝主要包括主拱圈裂缝、主梁裂缝、墩台裂缝以及牛腿裂缝等。主拱圈裂缝是指在桥梁的主拱圈中波波顶处、拱肋处、拱波与拱肋连接处以及横系梁处出现的裂缝,其形成原因多样化,比较复杂;主梁裂缝是指在桥梁悬臂梁与锚跨梁上形成的裂缝。这类裂缝一般都是由于重型车辆的超载运输,从而引起主梁的受拉区开裂;墩台裂缝是指桥墩上出现的竖向裂缝,多是由于桥梁施工时混凝土浇筑不严格所致;牛腿裂缝是指在悬臂孔主梁牛腿上出现的裂缝,它一般是由于支座钢板外移,使钢筋混凝土结外露所致。 1.2伸缩缝损坏 造成伸缩缝破坏的原因主要有以下几个:(1)由于设计不周引起的伸缩缝损坏;(2)由于选型不当引起的伸缩缝损坏;(3)由于桥墩台施工及梁(板)预制尺寸误差导致实际板端预留间隙与设计间隙悬殊而引起的伸缩缝损坏;(4)设计与实际伸缩量不符引起的伸缩缝损坏;(5)板式橡胶伸缩缝由于施工误差或橡胶板破坏引起的伸缩缝处严重跳车;(6)板式橡胶伸缩缝或钢板伸缩缝由于伸缩装置混凝土施工先于两端沥青混凝土路面面层而引起的伸缩缝尾端跳车;(7)“反开槽法”施工操作不认真引起伸缩缝处跳车;(8)材料选用不当引起的伸缩缝损坏。 1.3钢筋锈蚀 引起钢筋锈蚀的主要原因是混凝土的密实性不够以及钢筋保护层厚度不足或遭到破坏,而当钢筋发生锈蚀时,锈蚀部分的体积可膨胀至原来体积的10倍以上,从而对周围混凝土形成挤压,造成混凝土开裂、剥蚀、使截面有效尺寸减小,导致结构承载能力下降,锈蚀剥蚀,使截面有效尺寸减小,导致结构承载能力下降。锈蚀的直接后果是钢筋断面面积减小,对于以钢筋作为抗弯能力。钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的握裹力,锈蚀物外流,在结构表面形成锈迹,影响结构美观。 1.4桥头跳车 高速公路桥头处路基沉陷。路面出现凹陷,车辆行驶到桥头处时发生明显的颠簸。其主要原因:一是路桥结构刚度相差很大;而是路基施工没有达到设计要求,台后压实度达不到标准,高填路堤本身出现压缩变形;三是路面水渗入路基,使路基软化,水土流失造成桥头路基下沉;四是桥头路堤及锥坡范围内地基填筑前清洗不彻底,尤其是软土路基处理不好;五是台后填土材料采用不当,或填土含水量过大。 1.5公路桥梁的其他病害 公路桥梁可能出现的病害除了以上提到的三种外,还可能是墩台基础损坏,支座破坏,桥面破损,防震荡块损坏,主拱圈轴线下降,栏杆断裂,桥板出现变形,混凝土碳化深度超过钢筋保护层厚度等,这些病害的出现直接影响到桥梁的正常使用,严重时还可能危及桥梁的使用安全。 2 公路桥梁修护加固措施 2.1公路桥梁超载加固措施 应通过提高承载能力的方法来根治,从根本上解决问题。对于桥面铺装及铰缝的破坏要进行维修补强,以加强横向联结,提高桥梁的整体承载能力。具体做法如下:首先铣刨桥面铺装,凿除水泥混凝土铺装及铰缝的松散结构,然后在主梁的顶面钻孔,用环氧砂浆或其它粘合剂植入一定长度的竖向短钢筋,该钢筋伸入铺装层,与桥面铺装钢筋网绑扎在一起,起到层间抗剪传力作用,使桥面铺装与主梁联为一体,铺装层有效参与主梁受力。沿铰缝边缘也植入短钢筋,并且相互搭接,以加强铰缝横向传力。水泥混凝土桥面铺装的厚度应该增大,如有标高方面的限制可考虑取消或减薄沥青铺装层。但如果仍设置沥青铺装,应保证其有一定的厚度,否则过薄的沥青层在车轮碾压下易破坏,影响行车平顺。加大水泥铺装层的厚度除了能够补强桥梁主梁的承载能力外,还可以增加桥梁的横向刚度,加强桥梁上荷载的横向分布,使重车道上的荷载能够更多地分配给其他主梁承担。因此,还应加强桥面铺装的横向布筋,加密、加粗桥面铺装钢筋网中横向的钢筋,以实现有效的横向传力。配筋设计应通过计算确定,在进行重载交通桥梁的加固设计时,要把实际调查得来的重车荷载用作验算荷载,对结构配筋等进行修正,计算中内力组合等各种系数可参照挂车验算荷载的取值选定,以保证重载车辆通行情况下结构的安全。 2.2公路桥梁裂缝的处理措施 裂缝的处理主要关键在于裂缝进行修补,恢复混凝土结构的防水和耐久性,对于较小的裂缝,进行表面的裂缝填充和涂抹防水材料。对于宽度和深度较大的裂缝,要在裂缝中注入水泥混凝土填补和树脂等防水材料。主要的成分为环氧树脂,并采用低速低压注入法注入。干缩裂缝主要出现在混凝土施工完成数月后,主要由于后期养护的时间较短造成,对其预防要求在混凝土施工完成后做好养护工作,洒水、保温、保证减水剂的有效期。 2.3碳纤维加固技术 ①加固过程中,基层的处理非常重要。基层的处理直接影响碳纤维的粘结质量。基层处理要求清洁、无浮渣、平整。在使用碳纤维加固结构前,必须要先打磨构件的表面,将表面剥蚀、酥软的混凝土打磨脱落,在露出完好的结构层后,用碳纤维材料将表面修整平整。需要注意的是,在有裂缝的地方,必须对裂缝进行处理,常见的处理方法有灌浆和封闭处理。 ②粘贴碳纤维材料时,需要注意粘结的性能,这与滚压材料密实度有关系。在粘贴过程中,必须进行多次反复滚压,尽可能的排除材

第1题 桥梁病害按类型可分为() A.耐久性 B.受力性 C.安全性 D.A+B 答案:D 您的答案:D 题目分数:8 此题得分:8.0 批注: 第2题 裂缝是混凝土结构病害的最终形式,一般可分为() A.荷载裂缝 B.非荷载裂缝 C.横向裂缝 D.纵向裂缝 E.A+B 答案:E 您的答案:E

题目分数:8 此题得分:8.0 批注: 第3题 桥梁病害按发生的部位分,主要为() A.上部结构 B.下部结构 C.附属结构 D.主梁 E.桥墩 答案:A,B,C 您的答案:A,B,C 题目分数:8 此题得分:8.0 批注: 第4题 混凝土结构非荷载裂缝,主要有() A.温度裂缝 B.收缩裂缝 C.钢筋锈胀裂缝

D.不均匀沉降造成的裂缝 答案:A,B,C,D 您的答案:A,B,C,D 题目分数:9 此题得分:9.0 批注: 第5题 一般条件下,混凝土拱圈横向裂缝() A.允许最大缝宽0.25mm B.允许最大缝宽0.30mm C.允许最大缝宽0.20mm D.裂缝高度小于截面高度一半 答案:B,D 您的答案:B,D 题目分数:9 此题得分:9.0 批注: 第6题 荷载裂缝主要发生的部位有() A.受拉区

B.受剪区 C.振动严重的部位 D.其他部位 答案:A,B,C 您的答案:A,B,C 题目分数:9 此题得分:9.0 批注: 第7题 多片梁结构在主梁之间的桥面出现贯穿纵向裂缝,主要原因有() A.拼装T梁,横隔板脱焊 B.空心安铰缝构造不合理 C.组合箱梁湿接缝挠曲变形开裂 D.宽幅箱梁受活载轴重影响 E.宽幅箱梁支座布置不当 答案:A,B,C,D,E 您的答案:A,B,C,D,E 题目分数:9 此题得分:9.0 批注:

桥梁工程常见病害分析及对策研究 发表时间:2019-06-10T15:50:37.797Z 来源:《防护工程》2019年第5期作者:肖文慧[导读] 随着时间的推移,桥梁病害程度日渐加深,危桥数量逐年增多,承载能力明显下降,直接威胁和破坏这些桥梁结构的安全性、耐久性和使用性。 天津汇海建筑装饰工程有限公司 300000 摘要:我国桥梁大部分为建国后所建,桥龄一般为40年左右,桥梁病害开始逐渐暴露,不少桥梁己经或正在发生老化、破损、出现裂缝等现象,危桥逐年增多,承载能力逐年下降,桥梁功能的完善和运转的顺利不仅促进相应地区的经济发展,同时也将改善社区的生活品质 关键词:桥梁;病害;对策 随着时间的推移,桥梁病害程度日渐加深,危桥数量逐年增多,承载能力明显下降,直接威胁和破坏这些桥梁结构的安全性、耐久性和使用性。因此,为了保证公路交通的正常运行,必须密切关注公路沿线上各类桥梁的安全状况。 1、桥梁常见病害1.1桥面铺装破坏在车辆的长期作用下,在尚未达到设计年限时,桥梁的桥面板即出现凸凹不平或网状开裂等疲劳破坏的特征.桥面铺装损坏的问题在我国非常严重,不仅在较早修建的桥梁中存在,而且国内近年来修建的一些大型桥梁在运营不到5 年就纷纷出现桥面铺装损坏的现象。 1.2桥头断裂沉降由于桥头引道填土产生不均匀沉降,在简支梁的梁端接头处和挂梁的悬臂梁挂梁的填缝处出现较大的沟槽或伸缩缝断裂,致使许多桥梁桥面与引道路面衔接处不平整,车辆过桥时,产生不同程度的跳车现象。 1.3主梁梁底的横桥向裂缝部分桥梁服务年限较长,混凝土出现碳化现象,部分空心板梁桥板底和T型梁桥梁肋底缘混凝土开裂,出现钢筋锈蚀现象。这将严重影响到桥梁的现有承载能力,降低了主梁的抗弯刚度和耐久性。 2、病害原因分析2.1铺装层的受力影响随着交通量的增大、重型、超重型汽车的增多,造成动荷载过大、偏载及对桥面冲击的越来严越严重,尤其在桥面不平整或桥面伸缩缝等地方,冲击就更严重了。其次,为便于交通组织管理,划分了超车道、主车道等,人为强制地为桥梁荷载横向分布划定了某一比例,并使桥梁结构运营始终处于偏载状态,使主车道的铺装承提了比超车道大得多的应力,加快了主车道混凝土裂缝的产生。 2.2铺装层材料的影响(1)水泥混凝土的干缩作用由于混凝土硬化初期的抗拉强度小,若干缩和冷缩产生的拉应力超过其抗拉强度,就将导致桥面铺装层产生裂缝。(2)水泥混凝土质量的影响原材料质量低劣、砂率过大、水灰比控制不好、砂石级配差、混凝土拌和物和易性差以及施工时漏振、模板漏浆等造成混凝土中出现蜂窝、麻面、强度降低等缺陷。这些缺陷不仅破坏了铺装层的整体性,而且降低了铺装层的抗裂、抗冲击、抗弯曲及耐磨的能力。(3)沥青混凝土质量的影响当沥青混凝土的矿料级配不合理,粗骨料偏少且强度不高,油石比过大,饱水率偏小时,容易造成沥青混凝土的高温稳定性差。 2.3桥面防水层的影响柔性防水层的存在使上部结构形成刚—柔—刚的板体受力体系,中间柔性夹层会增大桥面板板中部位的板底拉应力和板角部位的板顶弯拉压力,使板角应力集中。处于防水层上的水泥混凝土一经开裂,在车轮的吸附作用下,碎块即上下活动,彼此间的缝隙越来越大,直到脱落。刚性防水层,由于其强度与主板和铺装层的强度有差异,其作用相当于柔性防水层,与柔性防水层不同的是刚性防水层抗拉强度低,更易开裂,对铺装层更为不利。 2.4施工影响(1)桥面铺装层与梁表面混凝土未粘结好在桥面铺装前没有将梁表面的松散砂石粒、泥污等物清洗干净,没有在梁表面凿毛或凿毛的深度不够,这些都大大降低了桥面铺装层与梁面之间的粘结力,破坏了混凝土的整体性,通车后车轮的剧烈冲刷和荷载的作用容易使桥面出现松散、剥落等病害。(2)桥面铺装层的厚度过薄由于施工因素造成梁顶面高出设计标高或由于调整桥面纵横坡等原因,造成了桥面铺装层厚度局部过薄,削弱了桥面铺装层的刚度和承载能力。 (3)钢筋层内的钢筋网走位施工过程中,进行钢筋网绑扎和浇注混凝土时,由于种种原因导致桥面钢筋层内的钢筋网走位,削弱了钢筋网的分布筋作用和承载荷载的能力,尤其对于出现负弯矩的桥面铺装层,容易出现桥面裂缝等病害。 2.5铺装层养护影响水是导致沥青铺装层损坏的主要原因之一,设计合理的桥面排水系统并保证其畅通显得非常必要。如果桥面铺装体系的排水系统设计不当,渗入的水分无法及时排出,加剧了铺装层的损坏。 3、病害的处治3.1灌封措施

浅析公路桥梁常见病害及原因 摘要:随着公路桥梁运营时间的增长,交通量的增加,桥梁各结构构件会出现各种各样的病害,了解使用中的公路桥梁的病害及发生的原因,对养护单位采取相应的养护措施提供科学的依据。 关键词:常见病害 abstract: along with the growth of the highway bridge operation time and volume of traffic of the increase, the bridge structure component will be different kinds of diseases, understand the use of highway bridge diseases and reasons of the occurrence of maintenance units to take corresponding maintenance measures to provide the scientific basis. keywords: common diseases 中图分类号: u448.14文献标识码:a文章编号: 近年来,随着国民经济的飞速发展,公路和桥梁建设取得了令人瞩目的巨大成就,但是随着交通量的增长、汽车载重量的增加和桥梁运营时间的增长,一些公路桥梁结构构件已出现不同程度的破损,了解使用中的公路桥梁的病害及发生的原因,按照《公路桥涵养护规范》(jtgh11-2004)中的相关规定进行检测评估,及时掌握桥梁的损坏的实际状况,对养护单位采取相应的养护措施提供科学的依据,以便采取相应的养护措施。

公路桥梁病害原因分析及处理方法(实用版) 公路桥梁病害原因分析及处理方法 l摘要:针对公路既有桥梁检查,分析病害产生的原因,并根据桥梁结构特点提出了合适的处理方法。 关键词: 本文来自:https://www.doczj.com/doc/e618230115.html, 骆驼论文桥梁检查病害原因分析养护处理方法 1 引言 随着国民经济的飞速发展,交通运输量大幅度增长,行车密度及车辆载重越来越大,尤其是推行拖挂运输后,重型车辆日益增多,公路桥梁的负担日趋严重,桥梁的安 全度会有所下降,以致影响车辆运营的安全。同时,超重车辆的大量行驶,加之雨水及化冰盐等外界自然及人为条件的不断地侵蚀作用,导致桥梁的部分构件混凝土剥落、钢筋锈蚀的现象十分严重,影响了桥梁正常的使用寿命。而现有公路桥梁中有相当一部分是早期修建的桥梁已满足不了使用上的要求,有的桥梁由于原设计荷载等级偏低,不能适应现代交通增长的需要;有的桥梁由于采用桥型不当或计算假定不尽合理;有的桥梁存在施工质量隐患;有的桥梁养护不当或年久失修等等。因此,有必要对既有桥梁进行科学的检测,充分了解桥梁的实际状况,既可以为有效利用既有桥梁提供合 理依据,又可以避免灾难性事故的发生。 随着交通运输事业的蓬勃发展,种种原因造成不少桥梁发生病害,甚至有的已成 为“危桥”,严重地影响了桥梁的承载能力和正常使用。而要将所有的旧桥、“危桥”拆掉重建依据我国现阶段的经济发展状况是根本不可能的,况且,目前世界各国,即使是最发达的国家,在新建桥梁的同时,也都非常注重旧桥的利用,竟相投入人力、物力和财力从事旧桥的维修与加固研究。因此,如何延长桥梁构件的使用寿命,提高其耐久性以减少桥梁更新的投入,便成为广大桥梁工作者极为关心的问题。 针对旧桥多为钢筋混凝土结构或圬工结构的现状,本文拟根据实地调研资料,分 析旧桥混凝土构件的主要病害,并提出切实可行的整治措施。 2 桥梁检查和典型病害特征 我单位管养辖区内共有93座桥梁,其中箱梁桥1座、混凝土空心板3座、简支梁板桥59座、拱桥加宽或接长梁板桥后成为板拱桥25座、拱桥5座,每季度对既有桥梁进行了详细的定期检查,然后根据这些外业检查检测项目结果,对这些病害产生的 原因进行了细致的分析。 2.1桥面系 经调查发现,各旧桥桥面系及附属构造物均存在不同程度病害,主要有:桥面沥青层出现隆包、剥离,车辆直接作用于外露的混凝土梁(板);伸缩缝被泥沙填堵,缝两侧梁体被车辆撞损严重,或者梁体产生较大纵向位移,在桥台背墙处完全顶死;护栏出现滑移、断裂、脱落等。 2.1.1桥面铺装 桥面铺装首先是调查桥面铺装的类型,然后调查铺装层存在的主要缺陷。水泥混凝土铺装层的主要病害有:裂缝、剥落、坑洞、磨光等。沥青铺装层的主要病害有:轻微裂缝(发状或条状)、严重裂缝(龟裂、纵、横裂缝)、坑槽、车辙、拥包、磨光和起皮等。此外,沥青铺装层应保证足够的平整度和粗糙度,过分光滑雨天易使车辆打滑。 2.1.2伸缩缝 伸缩缝设置于梁端构造较弱部位,因直接承受车辆的反复荷载,故最易遭受破坏。

高速公路梁桥下部结构病害成因分析及防 治措施 胡志扬1 许宝玲1解占涛2 (1.天津市市政工程研究院,天津,300073;2.河北广通路桥工程有限公司,邯郸, 056000) 摘要:为了解决高速公路梁桥下部结构在长期运营过程中出现的病害,本文针对高速公路梁桥下部结构常出现的病害进行了系统总结,并对各种病害的成因进行了认真分析,最后提出了相应的防治措施。对今后简支板梁桥病害的分析和防治工作具有一定的借鉴意义。 关键词:高速公路;梁桥下部结构;病害;成因分析;防治措施 1 前言 高速公路桥梁具有车速快、车流量大、重载交通较多等特点,车辆对桥梁的冲击力大、破坏性强;几乎所有的高速公路都是交通要道,一旦封闭桥梁,轻则造成严重堵车,重则造成周围地区交通陷入瘫痪状态。这些特点给桥梁的定期检查和养护维护造成了困难。桥梁下部结构作为桥梁的直接承载构件,对保证桥梁的安全运营起着至关重要的作用,因此,总结高速公路桥梁下部结构的病害特征对桥梁的养护、维修和加固都具有重要意义。过内专家对桥梁下部结构的研究已经比较多,也取得了相应研究成果[1-3]。 本文通过对多座桥梁的定期检查,总结了各种形式桥梁的病害特征,分析了病害原因,并针对高速公路桥梁的病害从设计、施工、使用和养护等方面提出了对策。 2 病害原因分析 2.1支座 桥梁支座的作用是将桥上荷载传递到盖梁或桥墩的构件,同时还可以通过其剪切变形适应梁体的伸缩位移。目前桥梁大都采用橡胶支座,其主要病害表现为:支座脱空、丢失、剪切变形过大、开裂破裂和安装不当。 (1)支座脱空、丢失 支座脱空丢失主要发生在板梁结构桥,由于每片板梁共有4个支座,要支座均匀受力必须4个支座同在一个平面。支座脱空必然引起相邻支座受力增加导致使用寿命缩短,同时也使板梁发生扭转现象,形成不利的受力状态。与支座脱空相比,支座丢失危害更大。支座病害情况如图1和图2所示。

道路桥梁工程的施工处理技术与常见病害分析殷金鹏 发表时间:2017-11-01T19:34:20.560Z 来源:《基层建设》2017年第21期作者:殷金鹏 [导读] 摘要:道路桥梁工程在长期的车辆碾压下,其表面会出现一定程度的裂缝,或是地基下沉、桥头两端受损,这些都会威胁着道路桥梁工程的正常通行,影响着工程的使用寿命。 天津市公路工程总公司天津 300201 摘要:道路桥梁工程在长期的车辆碾压下,其表面会出现一定程度的裂缝,或是地基下沉、桥头两端受损,这些都会威胁着道路桥梁工程的正常通行,影响着工程的使用寿命。对此,加强对道路桥梁工程常见病害的研究分析,并采取一定的措施进行整改治理刻不容缓。本文就道路桥梁工程的施工处理技术与常见病害进行简单的阐述。 关键词:道路桥梁工程;施工处理技术;与常见病害;分析 由于多种因素的影响,在道路桥梁工程中极为容易出现各种病害问题,严重的影响到了道路桥梁工程的质量、安全性以及外在美观性。因此我们应针对不同的病害类型,采取预防为主,防治结合的措施,加强对病害问题的处理,进而将病害问题消灭在萌芽状态中,或者将病害所造成的危害性降至最低,最终促进道路桥梁工程的顺利有序开展。 1道路桥梁工程中的常见病害分析 1.1路面和桥面的铺装层易产生裂缝 由于道路桥梁是长期暴露在外界环境下的,并且使用的次数是数以万计的,需要承载着不同重量的物体。在道路桥梁工程建设中,路面和桥面铺装层往往采用的是半刚性结构,这种结构虽然在某一程度上增强了铺装层的的强度和承受能力,但这种结构易受温度的影响,温度差异越大,铺装层产生裂缝的可能性越大。尤其是北方寒冷地区,路面或桥面铺装层常常会产生裂缝。由于早晚温度差异过大,导致半刚性结构路面的受压性降低,最终在日常使用中出现裂缝,甚至导致崩塌。路面和桥面铺装层产生裂缝的另外一个原因就是长期的使用量,相对于人行道路的铺装层,车辆行驶的道路更易产生裂缝,由于车辆在行驶过程中往往会出现超载或急刹车的现象,车辆会严重的挤压并磨损地面,因此容易发生路面凹陷,进而产生断裂层,在这样长期的磨损情况下,路面和桥面必然产生裂缝,从而使得道路桥梁工程出现质量问题。 1.2道路桥梁地基不均匀造成沉降问题 ①在道路桥梁工程建设前期相关人员勘测施工场地不到位,进而设计的道路桥梁不合理,导致施工过程中施工技术存在一定漏洞;②一些施工人员在工程建设中为谋取利益而偷工减料,忽略了工程质量的达标成果,满足不了施工要求,最终导致道路桥梁地基发生沉降; ③施工人员在施工过程中没有充分考虑到施工地点周围环境的地质变化情况,建设道路桥梁是需要很长时间的,长时间下地表层会遭到破坏,地质发生变化,土质的软硬度不均衡,造成地基不均匀,甚至引发地基沉降。地基沉降不均匀,则会使路面和桥面受力不均衡,对人们日常生活和车辆的行驶造成严重影响。 1.3钢筋锈蚀出现断裂问题 在道路桥梁的建设过程中,钢筋是路基工程中重要的原材料,在路基的底层起着主要承重的作用。但是钢筋结构处于路基的内部,容易受到一些环境因素的影响而最终影响其原本的承载能力。比如说,钢筋和混凝土构成了桥梁的承重结构,若是混凝土施工过程或是后期受环境因素影响出现裂缝时,那么钢筋就相当于失去了混凝土这层主要的保护层,一些空气中的水分会大量的侵蚀到钢筋结构的表面,钢筋表面会在长期的水分影响下而发生化学变化,也就是产生表面锈蚀,锈蚀情况严重时,继而会引发钢筋结构的断裂。在外界环境中若是存在一些硫化成分的化学品时,更会加剧钢筋结构的锈蚀程度,使得道路桥梁工程在短时期内发生严重的断裂现象。 2道路桥梁工程的施工处理技术分析 2.1裂缝修补技术 裂缝修补技术是专门针对道路桥梁铺装层的裂缝现象提出的一种施工技术,具体来说裂缝修补技术可分为表面修补、裂缝填充、裂缝灌浆等多种方法,具体方法的选择要依据表面裂缝的具体情况来确定。本节主要介绍表面修补技术。表面修补技术:这种方法适用于表面裂缝较浅的情况,其裂缝的宽度在0.2cm以下的情况。具体方法是,采用环氧胶泥或是水泥浆每隔5min便对路面裂缝涂抹一次,使涂抹的厚度达到1mm以后,再对其表面涂抹油漆或是沥青,以作防腐保护,最后采用玻璃纤维布覆盖表面,防止表面再次受外界环境的破坏影响。 2.2加固道路桥梁结构技术 ①加固配件技术。简而言之,就是将桥梁底面的尺寸和配置主筋的数量进行增加,对于桥梁的承载力和抗弯曲强度的增加都有着积极的促进作用。 ②将结构的受力体系进行改变,达到加固目的的技术。将简支梁采用纵向连接的方式连接,并且形成连续的简支梁,就可以将道路桥梁结构的受力体系进行改变,桥梁承载力得到大幅度的提升。 ③采用锚喷混凝土对道路桥梁工程进行加固,将新混凝土混合料在高速喷射机械的作用下,在受喷面上持续喷射,形成可以增强结构稳定性的钢筋混凝土。 ④加固桥面补强层。将钢筋混凝土层铺加在梁顶上方,主梁的抗压力强度得到提升,达到提高梁体承载能力的目的。 2.3锚喷施工技术 锚喷施工技术是针对于桥头破损提出的一种施工技术。锚喷具有凝结快、稳固性能高的特点,是处理桥头破损常采用的一种施工技术。具体的技术方法是,在借助锚喷设备超强喷射力的条件下,向裂缝部位喷射一定量的硅胶材料,然后在模板的加固作用下,用硅胶材料将桥体有效的粘结在一起。硅胶材料在强度、硬度和柔韧度上都是材料中的首选,其在桥梁模板的作用下可起到很好的衔接效果。 2.4处理软土地基技术 在道路桥梁工程施工之前,现场勘察及其准备工作一定要充分的完成,对于将要进行施工区域的软土地基形成的原由和分布的特点都要进行严格仔细的分析,并将软土地基的承载力、沉降均匀性和灵敏性采用原位测试法、钻探式勘查法等方法进行全面而深入的了解。将获得的信息进行收集和整理,给后期施工提供准确的依据。在施工过程当中,就要依靠勘察所获得的资料,将处理软土地基各种技术的优缺点进行综合分析,再加之施工条件、设备安置、材料条件等影响因素,选择最为科学的道路桥梁工程施工技术。

桥梁常见的病害分析及其防治措施 (重庆交通大学建筑与土木工程学院重庆 400074) 摘要:本文对引起桥梁病害的常见种类和主要成因以及相应的措施, 如下部结构、上部结构、混凝土、桥面铺装和裂缝等进行了具体的归纳和总结, 并对主要成因提出了相应的措施。对施工技术、桥梁运营期间的监测及养护工作有一定的指导意义。 关键词:桥梁;病害;成因;措施 Analysis of Bridge Common Diseases And Preventive Measures (Chongqing jiaotong University, Chongqing 400074, China) Abstract: In this paper, the main causes of common species and diseases caused by the bridge and the corresponding measures, as the Ministry of the structure, the upper structure, concrete, cracks, etc. deck pavement and concrete and summarized, and the main causes of the appropriate measures proposed . Of construction technology, operational monitoring and maintenance work during the bridge has some significance. Key words:Bridges; disease; causes; measures 0 引言 随着我国经济的迅速发展和经济的全球化,大力发展交通运输事业,建立四通八达的现代交通网络,这不仅有利于经济的进一步发展,同时对促进文化交流、加强民族团结、缩小地区差别、巩固国防等方面,也都有非常重要的意义。我国自改革开发以来,路、桥建设得到了飞速的发展,对改善人民的生活环境,改善投资环境,促进经济的腾飞,起到了关键性的作用[1]。桥梁是我国现代化建设的重要基础设施,在经济建设中发挥了促进作用。然而,随着大量桥梁服役年限的提高,在荷载和环境的共同作用下,各种各样的病害相继产生,对桥梁的安全运营造成了隐患。 1病害的概念 《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB厂r 50283—1999)规定公路工程结构必须满足下列功能要求: (1) 在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种作用; (2) 在正常使用时,具有良好的工作性能; (3) 在正常维护下,具有足够的耐久性能; (4) 在预计的偶然事件发生时及发生后,仍能保持必需的整体稳定性。 凡由于人为的(勘察、设计、施工、使用等)或自然的(地质、风雨、冰冻等)原因,使桥梁结构出现不符合上述规范和标准要求的一些问题和现象统称桥梁结构的病害[2]。 2 桥梁常见病害分析 2.1下部墩台及基础的病害 基础的缺陷和病害主要表现为:(1)基础的缺陷和病害主要表现为:承载力不足而使基础均匀沉陷;基础的滑移和倾斜,以及基底局部冲空(如图1);础结构物的异常应力和开裂。

公路桥梁常见病害及预防 一、国内外桥梁病害状况 二、桥梁基础病害 1、扩大基础病害基础沉降、倾斜及混凝土破坏。 2、打入桩基础支承力不足下沉、倾斜,配筋不足,桩长不足。 3、钻孔灌注桩基础沉降、倾斜、桩长不够、配筋不足、桩混凝土不完整、短桩、短筋、偏位、桩顶露筋、桥台桩偏位。 三、桥梁墩台病害 台后填土冻胀、桥台前移。墩台裂纹、墩台倾斜、表面剥落、混凝土强度低。 四、桥梁上部病害 不同部位出现裂纹,混凝土标号不足,同一标号不同部位不一、混凝土漏水渗水、钢筋锈蚀、预应力过大过小、拱度过大、管道压浆混凝土溶蚀。 五、桥面病害 整体化接缝破坏、裂纹、桥面脱落、桥面厚度不足、钢筋下落。 六、桥头跳车 七、桥梁冻害 一、国内外桥梁状况 世界上第一座钢筋混凝土桥于1875年在法国建成,20世纪中期以前,钢筋混凝土桥局限于中小跨度桥梁,1937年在德国第一座预应力混凝土桥梁建成以后,混凝土桥才进入长跨度桥的行列。 回顾历史,不难看出,近代桥梁是在与事故及病害的斗争中不断发展起来的。混凝土桥梁130余年的发展历程,是从教训中不断改善与提高,从素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土到预应力钢筋混凝土,每一步都是与桥梁倒塌、混凝土毁坏和开裂作斗争中发展的。预应力技术直到20世纪的20年代才得到完善,解决了高强度混凝土、高强度钢材和安全可靠的锚固方法。在公路桥梁中,混凝土桥占绝大多数,据10前的统计数字,欧洲占70%,美国占52%,我国占90%以上。在混凝土桥梁中预应力桥梁所占的比例,虽然日趋增加,但仍为少数。钢筋混凝土桥与预应力桥比例,德国为62:38,美国50:50,我国大约70:30。在各类桥梁中预应力混凝土桥梁的缺陷率最低,它是钢筋混凝土桥缺陷率的一半。预估使用寿命钢筋混凝土桥70年左右,预应力桥梁100年上下,由此可见,混凝土桥梁越多,使用寿命就越短,缺陷率就超高,这说明桥梁的使用耐久性存在很大的问题,由于荷载标准的不断增加,气候条件的变化,环境污染,风雨酸盐侵蚀,桥梁数量急骤增加,桥梁建设质量下降,这些致桥梁远远达不到设计预期使用寿命。对我省危桥险桥检查所见,有的长则20年-30年,短则8-10年就出现明显病害,美国有近60万座混凝土桥梁存在缺陷的占45%,需要修复和更换,类似情况在世界其它国家也不例外。我国再过10年以后也难免于此。混凝土桥梁的病害由于其数量之大,地域之广,项目之多,对交通运输安全畅通会带来严重的影响,修复费用之浩繁,现已成为世界各国共同关注的问题。因此我们必须注重桥梁工程的耐久性,减少桥梁的缺陷及病害,下面讲一些病害实例,提出产生原因及防治方法。 二、桥梁基础病害 对基础要求:承载力、稳定性、冲刷、冻胀、不满足要求就会出现病害。对常用的三种桥梁基础,扩大基础(挖基)、打入桩、钻孔桩在施工中和使用中出现的病害加以阐述。 1、扩大基础 一般是地基强度较高能够满足设计承载力要求,但也时有承载力不足,所以设计文件用在说明中都注出,如地质条件变化与设计不符,通知设计部门,研究后确定是否可继续施工。尽

病害分析: (1)桥面铺装局部存在破损、裂缝、刮痕、磨光露骨主要是由于大量重载、超载车辆作用引起的。 (2)防撞护栏多处破损、露筋、锈蚀的主要原因:由于其保护层厚度不足,水汽通过孔隙进入混凝土内部,长时间作用致使钢筋锈蚀﹑混凝土胀裂以及维修不及时。 (3)箱梁底面局部存在纵向裂缝产生的原因主要是施工过程中预应力张拉时产生及混凝土干缩产生的裂缝,不属于结构裂缝范畴。 (4)桥台砌石开裂主要是由于道路现有车流量大,超载、超限车辆多原因导致的。 (5)翼缘板、腹板及桥台多处存在渗水泛碱痕迹主要因为桥面排水系统设置不合理、伸缩缝止水带局部破损等原因造成的。 (3)主梁梁底横向裂缝主要是结构受力产生的受力裂缝,由于该路段超载、超限车辆过多导致。 (4)2#桥墩产生竖向裂缝可能是由于2#墩支座为固定支座,重庆市内环路段车流量较大、超载车辆较多导致离心力过大,导致桥墩产生竖向裂缝;另外可能是由于温度作用下墩身产生竖向裂缝。 (4)支座垫板锈蚀主要是由于伸缩缝止水带破损导致雨水泄至支座位置,长期作用下导致支座垫板锈蚀。 建议: 1、针对箱梁底板出现的裂缝,对裂缝宽度大于或等于0.15㎜的裂缝采取压力灌浆方法进行修补,裂缝宽度小于0.15㎜的裂缝进

行表面封闭处理,并定期观测裂缝发展变化状况; 2、针对0#桥台、8#桥台前墙裂缝处进行化学注浆或者水泥压浆处理,并定期进行裂缝观测 (3)对桥台砌石开裂处及时采取环氧树脂或水泥砂浆灌缝,并定期观测裂缝变化; (2)对主拱圈及桥台砌石风化处可采用水泥砂浆抹面的方式进行加固处理; (3)对桥台及主拱圈砌石勾缝脱落处可采用水泥砂浆抹面的方式进行加固处理; (4)桥台脱空的砌块应用新的块体填塞更换,更换时应保证嵌挤或填塞紧密,更换后要重新进行勾缝处理。 (5)由于该桥拱上侧墙外鼓,建议对其进行维修整治; (5)建议对桥位环境进行及时有效的清理; 3、针对箱梁梁底混凝土破损处及时采取环氧砂浆进行修补; 3、针对箱梁底部及栏杆处出现的破损、露筋现象,应将钢筋锈迹清楚干净,并把松动的保护层凿去,用环氧砂浆修补; 4、鉴于内环快速路段车流量较大,超重车辆较多,建议对桥梁设置明显的标识标牌,加强社会车辆的管理与引导,防止超重车辆对桥梁的损伤; 5、针对2#墩竖向开裂较严重,建议对2#墩进行必要的加固处治,

桥梁病害成因分析及其处置对策曲线桥梁的病害、成因及措 施 摘要:主梁在承受竖向荷载时必然发生扭转,而扭转作用又导致主梁的挠曲变形。与直线梁桥相比,曲线梁桥由于弯扭耦合作用,曲线梁桥尤其是小半径曲线梁桥比直线梁桥更容易出现各种病害,为了减少桥梁病害的发生,对各种病害应采取相应的措施。为此类桥梁预防病害提供参考。 关键词:曲线梁桥力学特点病害措施 :TV :A :1008-925X(xx)O8-0144-01 1、曲线梁桥的力学特点 曲线梁桥由于曲率的影响,主梁在承受竖向荷载时必然发生扭转,而扭转作用又导致主梁的挠曲变形。与直线梁桥相比,曲线梁桥由于弯扭耦合作用,使得结构在受力上具有以下的一些特点: (1)主梁挠曲变形大,弯扭耦合效应明显。曲线梁桥的挠曲变形一般比相同跨径的直线梁桥大,这是因为曲线梁桥的挠曲变形不但于弯矩,而且还于扭转力矩。在均布荷载作用下,曲线梁桥外边缘的挠曲变形大于内边缘的挠曲变形,而且曲率半径愈小,变形愈严重。

(2)弯矩效用大,曲线梁桥的弯矩一般比相同跨径的直线桥大。 (3)扭矩效应大,在直线梁桥中,只有当荷载偏心时,才会产生扭矩;而在曲线梁桥中,无论荷载偏心与否,都有弯矩和扭矩产生,而且支承处也承受较大的扭矩。曲线梁桥中,总扭矩一般由自由扭转扭矩和约束扭矩组成,自由扭转矩和约束扭矩在总扭矩中所占比例,取决于曲线梁桥的曲率半径及主梁的截面形状。 (4)横梁的重要性,曲线梁桥的横梁是有助于抵抗扭矩、保持全桥稳定的重要构件,因而与一般直线梁桥相比,要求曲线梁桥的横梁刚度较大。 (5)支承反力的特殊性,与直线梁桥相比曲线梁桥的支承反力有外梁大,内梁小的倾向。因此在内梁中有产生负反力的可能,尤其在曲率半径和静荷载较小时,更容易出现负反力。 2、曲线梁桥的常见病害 由于结构受力上的特点,曲线梁桥尤其是小半径曲线梁桥比直线梁桥更容易出现各种病害,在对曲线梁桥病害的调查总结发现,曲线梁桥的常见现象可归纳为以下几种:

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