13-1-大跨径连续刚构桥常见病害及维修
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大跨径连续梁桥病害成因分析及加固设计探讨摘要:随着我国经济的飞速发展,我国的桥梁事业也得到发展,桥梁作为我国重要的交通枢纽之一,越来越被人们所重视。
连续梁桥技术因其具有的受力均匀、整体性好、节省材料,安全度高等优点广泛应用于我国中跨径和大跨径的桥梁建设项目中。
本文分析了大跨径连续梁桥的一些常见病害及其加固措施。
关键词:连续梁;病害分析;桥梁加固一、常见病害1、主跨跨中下挠预应力混凝土连续梁式桥运营阶段所产生的持续下挠是一个较普遍的现象,尤其是大跨径梁式桥,如表l所示。
这主要是由预应力损失和混凝土收缩徐变估计不足引起的,严重时甚至会发生跨桥。
如科罗.巴岛桥是一座跨中带铰的3跨连续预应力混凝土刚架桥,其跨径组合为72m+24lm+72m,是当时世界上同类桥梁中跨径最大者。
1978年建成通车,通车后不久就产生了较大的挠度,到1990年,其挠度达到1.2m。
后来采用体外索施加预应力,使主跨中央挠度减小。
1996年7月加固结束,加固处理后不到3个月就发生了倒塌事故。
表1国内外典型连续钢构桥长期变形表2、梁体开裂预应力混凝土连续梁式桥的梁体开裂也是一个很严重的问题,主要表现在施工过程中的裂缝及运营阶段产生的裂缝,两者机理稍有差别。
在施工过程中,裂缝的产生主要是由于混凝土收缩或构造不合理产生,一般有两种情况:不同龄期混凝土收缩裂缝以及预应力布置不合理或者施工偏差造成的裂缝。
由于各个构件混凝土浇注时间不同,早期浇注的混凝土将对新浇注混凝土的收缩产生约束从而引起裂缝。
这类裂缝一般有以下几种:①墩身与承台交界处的竖向裂缝;②1号块与0号块之间接缝附近的纵桥向裂缝(主要在顶底板);③腹板分层浇筑接合面处竖向接缝;④人孔附近等。
预应力布置不合理或者施工偏差造成的裂缝主要有:①顶板横向裂缝;②预应力锚头附近的裂缝;③曲线底板的分层劈裂等。
运营阶段所产生的裂缝主要有顶板纵向裂缝、腹板斜向裂缝、底板横向裂缝和底板纵向裂缝等。
大跨径连续刚构桥梁的常见病害及控制措施通过调查,我国已成的大跨径连续刚构桥梁中,出现的病害主要有以下几种情况:(1) 跨中挠度过大;(2) 箱梁腹板、底板产生裂缝;(3) 墩顶0 # 梁段开裂;(4) 桥墩墩身裂缝。
1跨中挠度(1)适当增加梁高,提高结构的承载能力(2)设置足够的施工预拱度(3)应力松弛的影响,增加底板预应力束,并采用分批张拉,部分底板预应力束可滞后1 年左右的时间,待混凝土完成一定的收缩、徐变后再张拉。
(4) 在中跨底板适当设置体外备用钢束,待需要时进行张拉。
(5)延长混凝土的加载龄期,减少徐变对结构的影响(6)利用高墩的柔度来适应结构由预应力混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的位移,减少饶度。
竖向接缝存在,可以采用把接缝作成斜接缝,阶梯接缝,销槽式接缝等.增加截面的配筋率减小徐变对结构的影响。
我国施工质量水平总体不高, 管理不完善,.采用预抛高的方法,即在建造期间通过设置预拱度来抵消桥梁长期下挠变形。
是对高标号混凝土的收缩、徐变的考虑不足,且在施工中预拱度的设置存在偏差.顶板悬臂施工束有效性降低对主梁下挠有较大的影响2混凝土开裂,如箱梁竖向开裂、箱梁底板纵向开裂、箱梁腹板出现斜裂缝等;箱梁裂缝主要表现为纵向裂缝、弯曲裂缝、弯曲剪应力裂缝和主拉应力裂缝,(1)选择合适的箱梁下缘曲线。
大跨径连续刚构桥多采用变截面箱梁,底板下缘曲线常采用半立方抛物线和二次抛物线(2)预应力筋过于集中及预应力吨位过大导致混凝土开裂。
设计合适可靠的竖向预应力。
箱梁施加竖向预应力的主要目的是克服腹板主拉应力过大(3) 在中跨跨中及悬臂中部设置横隔板,提高箱梁畸变刚度,(4)增设腹板纵向预应力下弯束(5)适当增加边跨现浇段的底板和腹板厚度,并设置足够的防崩钢筋(6)合拢段的混凝土标号提高半级或一级(7)合理布置桥梁跨径。
箱梁腹板截面几何尺寸偏小,为了减少结构自重,对于宽箱梁,多数桥梁腹板仅仅是由构造决定其厚度,这导致截面抗剪能力储备不足.主梁梁体非预应力钢筋配置不足,也会导致砼的开裂. 墩柱的约束过大,导致主梁开裂应尽可能使其具有较大的抗弯刚度和较小的抗推刚度, 国内外连续刚构墩身形式多为双墙式薄壁柔性墩。
桥梁工程常见病害分析及维修加固措施【摘要】随着交通量的增大及其他一些使用原因,造成桥梁破坏或承载力及耐久性降低。
为提高桥梁荷载等级,延长桥梁服务年限,旧桥的加固、维修已成为迫在眉睫的专项工程。
本文介绍了桥梁工程常见病害,分析了桥梁的病害产生的原因,探讨了常见病害的维修加固措施。
【关键词】桥梁病害维修加固前言在经济全球化的大形势下,我国的交通运输业也正蓬勃的发展着,原有的低标准、低通行能力的公路已经不能满足国民经济迅速发展的要求,伴随着车辆的逐渐增多、交通量不断的增大还有一些其他使用方面的原因,都容易造成桥梁的破坏、承载力和耐久性的降低。
分析桥梁的常见病害,探析加固的方法,使桥梁的荷载等级得到提高,服务年限得到延长,已经成为了一项刻不容缓的工程,必须引起大家的重视。
一、桥梁工程常见病害目前公路桥梁在投入运营使用之后所承受的负荷有3 个特点:交通量不断增大;重型车辆增加及超载现象严重;超限运输的出现和增加。
在承受负荷运营的同时,又在寒冬酷暑、暴雨烈日、洪水冲刷、车船撞击的多种因素影响下,发生了各种大大小小的病害,如桥面破损、栏杆断裂、伸缩缝损坏、桥头跳车、梁板或拱体裂缝、混凝土剥落、钢筋锈蚀、支座变形、墩台断裂位移、挡墙倾斜错位、墩台基底脱空、桥头路基冲塌以及河道被冲刷严重变迁而危及桥头路基等,已经破坏了桥梁的正常良好使用状态。
桥梁受到损伤后,需要对桥梁结构的损伤原因和病害程度进行分析研究。
实践表明,混凝土结构的任何损伤与破坏,一般都是首先在混凝土中出现裂缝,所以,对混凝土结构的损伤检测,首先应从对结构的裂缝调查、检测与分析入手。
混凝土结构的裂缝是由材料内部的初始缺陷、微裂缝的扩展而引起的。
引起裂缝的原因很多,但基本可归纳为2 大类,即第1 类:由外荷载引起的裂缝,称为结构性裂缝,其裂缝的分布及宽度与外荷载作用有关。
这种裂缝的出现,预示结构承载力可能不足或存在其他严重问题。
第2 类:由变形引起的裂缝,称为非结构性裂缝,如温度变化、混凝土收缩等因素引起的裂缝。
浅析大跨径预应力混凝土连续刚构桥的常见病害及控制措施摘要:本文对大跨径预应力混凝土连续刚构桥的常见病害及成因进行了分析,针对各病害提出了可行的控制方法。
或可为该类桥梁的设计施工提供参考。
关键词:预应力混凝土,连续刚构,病害,控制措施。
1常见病害通过调查,我国已建成的大跨径连续刚构桥梁中,常见的病害主要有以下几种:(1) 跨中挠度过大;(2) 箱梁梁体产生裂缝;(3) 墩顶0#块开裂;(4)桥墩(或塔墩)靠承台区段的竖向裂缝。
2跨中挠度过大的成因分析及控制措施跨中挠度过大,通常是由于梁体本身刚度不足所致,而梁体由混凝土、普通钢筋和预应力钢筋组合而成,故梁高过小、腹板厚度不足、混凝土标号不足、普通钢筋配置不足、预应力不足都会导致梁体刚度不足,进而导致跨中挠度过大。
其中,预应力配置不足可以由设计中预应力配置不足或者预应力筋应力松弛过大、混凝土收缩徐变导致预应力损失过大引起。
此外,如设置的预拱度不足,也会导致桥梁合龙后跨中挠度过大。
可通过以下方法降低跨中挠度:(1) 适当增加梁高,提高结构的承载能力(2) 设置足够的施工预拱度(3) 应力松弛的影响,增加底板预应力束,并采用分批张拉,部分底板预应力束可滞后1 年左右的时间,待混凝土完成一定的收缩、徐变后再张拉。
(4) 在中跨底板适当设置体外备用钢束,待需要时进行张拉。
(5) 延长混凝土的加载龄期,减少徐变对结构的影响(6)利用高墩的柔度来适应结构由预应力混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的位移,减少挠度。
3箱梁梁体裂缝的成因分析及控制措施3.1箱梁节段间施工接缝处腹板竖向裂缝箱梁节段间施工接缝处腹板竖向裂缝处于两施工节段之间,严重的缝宽1-2mm甚至更宽。
开裂原因:(1)悬臂浇注移动支架的整体刚度不够,浇注过程中变形大;(2)混凝土浇注程序不对:先浇注后端(紧靠前一浇注节段),然后逐步向前端浇注,前端的荷载引起悬臂支架变形,导致后端混凝土裂开。
控制措施:(1)支架的刚度和强度必须满足施工要求,必须采用相当于实际荷载的荷载预压,除强度满足需要外,其最大挠度应小于或等于2.0cm。
1、单板受力趋势特征:病害主要特征表现为铰缝砼被剪坏,并逐步松散而脱落。
在桥面铺装沿铰缝方向产生不规则纵向裂缝,严重时形成一条破碎带。
一旦出现桥面裂缝,雨雪水渗入后,在冲刷、化学、冻涨综合作用下,铰缝混凝土彻底破坏,钢筋锈蚀,并在板底留下明显的渗水痕迹。
当重型车辆通过“单板受力”的板时产生明显的弹性下挠,使其与两侧板上下错动,形成台阶。
待重车过后,这种错动消除,板恢复原状。
单板受力病害初期表现为勾缝砂浆和铰缝底部混凝土脱落;随后由于铰缝内部出现贯通上下的裂缝,出现渗水痕迹,此时下渗的水中不含灰浆杂质,只在板底形成水痕,这一时期持续时间较为不确定,长之2、3年,短之3个月;病害继续发展在桥面铰缝位置出现纵缝带,下渗的水夹带灰浆在板底形成大片的灰白或黄色浮浆,铰缝混凝土出现较大块脱落,这一阶段为病害快速加剧阶段,在降水较多或重载严重情况下发展更快,此阶段虽然横向联系尚未完全破坏,但已经消弱;经过多为1~4个月后最终铰缝完全失效,横向钢筋和钢板断裂、变形,形成单板受力。
出现单板受力病害桥梁破坏具有一定的突发性,一辆超载车就可以造成突然断裂,属于脆性破坏,其最终破坏形态属于斜截面破坏而非通常认为的受弯破坏。
适筋梁受弯破坏属于塑性破坏,有一定的发展过程,但斜截面相反,由于空心板或实心板在理论上一般受弯具有1倍左右的富裕承载力,但由于受结构高度限制,斜截面抗剪富裕度多在0.2~0.5。
这就验证了多次断板事先并无先兆,且破坏发生在板端支点到1/4L处的事实,同时说明了这种病害对于板梁比T梁危害要大的多。
2、桥面铺装病害原因(1)设计或构造原因沥青桥面铺装层厚度设计偏薄。
由于钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量,加之混凝土厚度较薄,车辆荷载容易在铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,从而造成推移、拥包。
连续刚构桥病害原因分析及对策摘要随着城市建城区规模的急剧扩张以及美观的要求,许多经济、美观的桥梁形式被不断研究、引进和开发。
高墩大跨径预应力刚构桥梁由于自身得天独厚的优点,在城市环线上得到广泛的应用。
结合实际工程,针对以前修建的几座连续刚构桥存在的一些病害情况,对这些病害作了详细分析,拟通过采取一系列措施,改善结构受力,减少开裂。
关键词连续刚构桥病害;原因;对策1高墩大跨连续刚构桥具有的特点梁墩固结,结构整体性好,抗震性能优,抗扭潜力大,结构受力合理。
上下部结构共同承受荷载,减小墩顶负弯矩。
墩较柔,能够承受较大变形。
结构为多次超静定,收缩徐变、温度变化、预应力、不均匀沉降引起的次内力对结构影响较大。
但也存在对地基要求高,墩梁连接处受力复杂,高墩弯矩随墩高的骤然降低而急剧变化,合龙段结构体系转换引起内力重分布等问题。
近年来修建的大跨连续刚构桥中,有一些出现了病害,主要表现为:腹板出现斜裂缝,边跨端部上缘出现横向裂缝,中跨跨中下挠过大等。
2已建成连续刚构桥梁产生病害的不同原因采取了不同的对策1)保证足够的截面尺寸。
高跨比是影响主梁受力状态的主要参数,适当增加梁高,可增加主梁刚度,改善主梁应力状态。
本次设计七古寺大桥和柳园大桥采用了根部1/15、跨中1/40的高跨比。
2)改善预应力筋的布置。
大跨径连续刚构在对称纵向荷载作用下,截面将产生纵向翘曲位移,并且顶底板横向不同位置产生纵向位移差。
由于上下翼缘的剪切变形导致对称荷载弯曲引起的法向应力呈非均匀分布状态,即剪力滞后现象。
因此,在设置预应力筋时应该考虑法向应力的不均匀性,否则可能造成在应力分布最大处预加力不够,导致混凝土开裂。
以前的连续刚构桥均采用了直束的布置方式,即纵向预应力钢束基本上锚固于箱梁顶部而没有下弯,通过适当调整箱梁正应力及竖向应力控制主拉应力的产生。
该布束形式成立的前提是竖向预应力必须可靠,然而因设计及施工等诸多原因,竖向预应力往往不能达到设计预期的工作性能。