钢筋砼T梁桥的病害成因分析
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混凝土桥梁病害原因及防腐加固措施探讨混凝土桥梁是现代高速公路建设中不可或缺的重要桥梁结构,经过多年的使用和风吹日晒,桥梁结构中不可避免地会出现各种各样的病害,如裂纹、腐蚀、剥落等,严重影响着桥梁的使用寿命和安全性能。
因此,对混凝土桥梁的病害原因及防腐加固措施进行探讨十分必要。
一、混凝土桥梁病害原因分析1. 环境因素:冻融循环、热胀冷缩、水侵蚀、化学腐蚀等都是混凝土桥梁病害的主要原因。
比如,水侵蚀会使混凝土内部钢筋锈蚀、节点部位疏松,从而导致桥梁的破坏;又比如,高温季节内,桥梁结构因温度升高而产生膨胀,再受到冷却后的收缩作用,易受到热胀冷缩的影响。
2. 材料质量:混凝土桥梁的材料质量对桥梁的使用寿命起着决定性作用。
如混凝土原材料质量差、掺杂杂质过多等,都会使得混凝土桥梁易受到水、风、雨等天气环境的侵害。
3. 维护管理不当:经常性的检查、维护、修缮是保障混凝土桥梁结构健康的重要手段。
而没有及时发现和处理桥面裂缝、破损等,以及没有进行防腐加固,也是造成混凝土桥梁病害的重要方面。
1. 桥梁防腐技术:钢筋混凝土桥梁的防腐处理技术因材质、结构、使用环境等不同因素而差异较大。
总的来说,防腐工程主要分为主动防腐和被动防腐。
主动防腐是指通过物理或化学方式降低钢筋的腐蚀速度,如涂刷防锈油、电化学防腐等。
被动防腐则是指在桥梁结构设计、施工和维护管理过程中采用防腐措施,以降低钢筋的腐蚀环境致害程度。
2. 桥梁加固技术:混凝土桥梁加固技术一般包括加筋、加厚和增强三种方式。
加筋是一种增强桥梁承载能力的方式,主要包括在桥梁原有钢筋结构的基础上新加钢筋、加注灌浆材料等。
加厚是指增加混凝土覆盖层的厚度,以增强桥梁的耐久性。
增强则是指在桥梁结构或支座等关键部位采用设备增强的方式,以提高桥梁的刚度和承载力。
3. 桥梁监测技术:桥梁监测是桥梁维护保养和管理的重要方式,可以帮助工程师及时发现和处理桥梁病害,以确保桥梁的稳定性和安全性。
常用的桥梁监测技术包括基础测量、结构损伤检测、结构健康状态监测等。
T梁上部结构常见的病害及产生原因混凝土碳化会降低混凝土的高碱性,导致钝化层的高碱性使包裹在混凝土中的钢筋表面形成钝态失稳,甚至失效,产生原因如修建混凝土配合比不合理,水灰比大。
水泥用量少,空隙大,早期养护不足所致;表层缺陷:1)蜂窝,混凝土配合比设计不合理。
骨料过大,混凝土和易性差,无法密实,振捣操作方法不当出现少振、漏振、捣固不到位,浇筑混凝土没按规程分层浇筑,造成振捣操作的盲目性,振捣不密实:混凝土运输过程中没有采取适当措施,结构设计不合理;钢筋布置过于密集模板之间缝隙没有处理好,施工过程中没有及时处理,造成水泥浆流失过多;2)麻面:模板没有涂刷隔离剂或者脱模剂使用不当:结构混凝土没有达到强度,提前拆卸模板施工时采用的模板不光滑,模板湿润度不够导致构件表面混凝土内的水分被吸去。
3)露筋:混凝土保护层的垫块强度不够在施工过程中破碎,或垫块绑扎不牢固施工中发生位移造成结构钢筋位移紧贴模板:施工把关不严卡在边角处钢筋网上,违反混凝土操作规程,保护层处混凝土漏振。
4)空洞:水泥结块、混凝土中混入杂物,如泥块、冰块:模板拼接不实,施工中出现严重漏浆,结构钢筋网布置过密,施工时混凝土被卡住,没有采取适当措施充分振捣就继续浇筑上层混凝土。
5)缝隙及夹层:施工缝或变形处未经接缝处理,就浇注混凝土,混凝土浇筑高度过大,未设串筒、溜筒,底层交接处为灌注接缝砂浆层,施工缝处锯屑、泥土、砖块等夹杂物未清除干净。
裂缝及裂缝形式:荷载引起的裂缝弯曲裂缝出现在梁的侧面和底面,侧面的弯曲裂缝从梁低向上开裂,,弯剪力作用下梁腹板的斜裂缝,结构在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝,如大风、大雪时产生的裂缝。
:收缩引起的裂缝由于混凝土的收缩、缩水收缩、自身收缩、都可能引起混凝土的体积收缩。
当收缩到一定程度时会产生裂缝;钢筋锈蚀,出现膨胀,导致混凝土沿着主筋延伸方向,出现水平纵向裂缝。
其他缺陷包括(磨损、腐蚀、老化、脱落等)也是桥梁常见的缺陷,磨损产生原因混凝土强度不够,表面细集料太多,车轮磨耗、水流夹杂物冲刷等,腐蚀‘老化产生原因保护层太薄,结构出现裂缝、钢筋腐蚀膨胀等。
公路钢筋混凝土及预应力混凝土梁桥常见病害原因分析桥梁是公路交通的咽喉,是重要的基础设施,由于桥梁结构反复承受着行车荷载的磨损、冲击,遭受暴雨、洪水、风沙、冰雪、日晒、冻融等自然因素的侵蚀破坏,特别是我国交通量和重型汽车的不断增加,加之建筑材料的性质衰变,以及由于设计和施工留下的一些缺陷,必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日趋退化。
这些结构上的初始缺陷加上结构的自然老化使得结构上的损伤不断积累和发展,结构的功能不断退化,由此极有可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁、垮塌的危险。
一、表观缺陷1.1蜂窝(1)病害现象、特征梁体混凝土表面局部酥松,水泥浆少,骨料之间存在空隙,形成蜂窝状的空洞。
在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象。
(2)病害原因分析梁体混凝土出现蜂窝病害,主要是桥梁施工中控制不严造成,具体为①浇筑梁体混凝土时,混凝土振捣不实或漏振;②模板空隙未堵好或模板架设不牢固,混凝土振捣时模板移位,造成严重露浆形成蜂窝;③混凝土保护层厚度设置不足,钢筋紧贴模板,混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋。
④混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大,主要影响结构耐久性。
1.2 麻面(1)病害现象、特征梁体混凝土表面局部缺少水泥浆形成仅有细骨料、粗骨料的粗糙面,或者表面有许多麻点的小凹坑,一般情况下,钢筋不外露。
(2)病害原因分析主要是梁体混凝土施工技术粗糙造成的,具体为①混凝土配合比不合理,水灰比过大或过小;②模板表面粗糙或清理不干净,拆模时混凝土表面粘损出现麻点;③木模板浇筑混凝土前没有润湿或润湿不充分,浇筑混凝土时与模板接触的那部分混凝土,水分被模板吸收,使其表面失水过多形成麻面;④钢模板脱模剂涂刷不均匀或局部漏涂,混凝土表面被粘损;⑤模板接缝拼装不严密,浇筑混凝土时露浆,混凝土表面出现沿板缝位置的麻面;⑥泵送混凝土气泡多,若未对混凝土进行二次振捣,气泡未消散,一部分气泡停留在模板表面形成麻面。
混凝土梁桥的常见病害及加固处理分析混凝土梁桥是公路交通中常见的桥梁类型之一,它具有一定的结构稳定性和承载能力。
但长期使用后,由于各种外部因素的影响,桥梁可能会出现各种病害。
本文将介绍混凝土梁桥的常见病害及加固处理分析。
1. 裂缝裂缝是混凝土梁桥中最常见的病害之一。
裂缝可以分为表面裂缝和深层裂缝两种。
表面裂缝主要是由于混凝土的收缩和膨胀引起的,深层裂缝主要是由于施工不当、负荷过重、地震等原因引起的。
2. 锈蚀梁桥使用一段时间后,钢筋可能会发生锈蚀。
这不仅会降低梁桥的承载能力,还可能导致钢筋断裂,从而影响桥梁的安全性。
3. 空鼓和开裂由于混凝土的材料和环境原因,混凝土与钢筋之间可能会出现空鼓和开裂的问题。
这些问题严重影响了梁桥的整体强度和承载能力。
4. 拱度梁桥可能会因承载车辆的重量而出现拱度。
拱度不仅会降低桥梁的承载能力,还会影响行车安全。
对于表面裂缝,可以通过填充材料进行修补。
而对于深层裂缝,则需要进行深度修补,加固裂缝处的钢筋,增加梁桥的结构稳定性。
针对钢筋锈蚀问题,可以进行涂层保护和钢筋防腐处理。
对于已经发生断裂的钢筋,则需要进行更换。
可以采用注浆技术将灌注材料注入混凝土中,填补混凝土空缺,提高梁桥的整体强度和承载能力。
对于梁桥的拱度问题,可以进行对称载荷测试,确定拱度情况,然后采取适当的加固措施,增强梁桥的承载能力和稳定性。
总之,混凝土梁桥在使用过程中难免会出现各种病害,为了保证交通安全和行车畅通,必须及时加固处理。
以上为混凝土梁桥的常见病害及加固处理分析,希望对大家有所帮助。
混凝土梁桥的常见病害及加固处理分析1. 引言1.1 研究背景混凝土梁桥是交通建设中常见的桥梁形式,由于长期受到车辆和自然环境的影响,梁桥往往会出现各种病害问题。
这些病害不仅影响了桥梁的使用寿命和安全性,也给交通运输带来了诸多隐患。
对混凝土梁桥的病害及加固处理进行研究具有重要的意义。
混凝土梁桥的病害主要包括裂缝、锈蚀、拱形变形等。
这些病害可能导致梁桥结构的失稳和强度减小,严重时甚至会导致桥梁的倒塌。
对混凝土梁桥的常见病害进行分析,可以帮助我们更好地了解桥梁的健康状况,及时制定有效的加固措施。
通过对混凝土梁桥的病害及加固处理进行研究,可以为桥梁维护管理提供科学依据,延长桥梁的使用寿命,提高交通运输的安全性和效率。
探讨混凝土梁桥病害及加固处理的相关问题具有重要的研究意义。
部分结束。
1.2 研究目的混凝土梁桥是公路和铁路交通中常见的桥梁结构形式,其承载能力和安全性直接关系到交通运输的顺畅和人民生命财产的安全。
由于混凝土梁桥长期受到外部环境和车辆荷载的影响,容易出现各种病害问题,如裂缝、锈蚀、碳化等,严重影响了桥梁的正常使用。
本文旨在对混凝土梁桥常见病害进行全面分析,并探讨相应的加固处理方法,旨在提高混凝土梁桥的使用寿命和安全性。
具体研究目的包括但不限于:1.详细分析混凝土梁桥常见病害的类型、成因和发展规律,为后续的加固处理方法提供依据;2.探讨不同的加固处理方法对混凝土梁桥的效果评价,评估其对桥梁结构性能的改进程度;3.分析各种加固处理方法的经济性,综合考虑成本和效益等因素,为桥梁维护管理提供经济合理的建议;4.探讨对混凝土梁桥加固处理技术的创新和应用,为工程实践提供新的思路和方法。
通过本次研究,我们希望能够为混凝土梁桥的加固处理提供科学、有效的技术支持,推动桥梁结构的安全运行和长期发展。
1.3 研究意义混凝土梁桥是城市道路交通系统中重要的组成部分,具有承载能力强、使用寿命长等优点,在城市交通中起着不可替代的作用。
浅析钢筋砼简支梁桥梁体病害及维修方法
钢筋砼简支梁桥是一种常见的桥梁形式,具有结构简单、施工便利、经济实用的优点。
但是,在使用过程中也会出现一些病害,如下:
1. 裂缝:由于材料的失配、荷载作用等原因,桥梁中常常出现裂缝,严重影响桥梁的使用寿命和安全性。
2. 锈蚀:钢筋与混凝土接触或受潮,会引起钢筋腐蚀,严重影响梁体的强度。
3. 坍塌:受地震、风载等外力作用,桥梁可能发生决裂、坍塌等事故,造成人员和财产损失。
为了保证钢筋砼简支梁桥的安全性和稳定性,需要进行定期巡查和维护。
具体的维修方法如下:
1. 对裂缝进行修补:裂缝的修补分为清理、填充、固定三个步骤。
一般可采用注浆法或表面混凝土修补法。
2. 防止锈蚀:定期进行清洗、除锈和涂漆等预防性维护措施,以保证钢筋的防腐蚀能力。
3. 加强荷载能力:可以采用施工配筋、加强加固、建立预应力等措施,增加梁体的荷载能力。
4. 增强耐震能力:可采用加固裂缝、植筋加固等方式,提高钢
筋砼简支梁桥的耐震能力。
总之,对钢筋砼简支梁桥进行定期的检测和维修是保证桥梁正常使用的关键,必须重视和落实到实际工作中。
T梁桥病害分析及维修加固技术1.1、T梁桥的特点T梁桥是指钢筋混凝土和预应力混凝土T形截面简支粱。
由于截面设计经济合理,充分利用了钢筋的抗拉能力和混凝土的抗压能力,最大限度地减少了受拉区混凝土的面积,使得T形梁结构的质量得到减小。
施工工艺多数采用预制装配的方法,其具有吊装质量小、施工简单、投入设备少的特点,在我国既有公路中小跨径桥梁中应用广泛。
简支T梁具有简支梁的一般受力特点,其图示及恒载下的弯矩图下图所示,跨中主要承受弯矩,端部为剪弯区,承受较大的剪力。
图1.1 简支T梁图示及恒载下的弯矩图简支T梁一般为预应力混凝土结构,适用跨度20~40m,横向由多片T形纵梁组成,横向各梁之间主要通过横隔板连接。
其整体横向连接相对薄弱,在理论计算上,一般通过横向分布系数将其简化为单片梁进行承载力分析。
1.2、T梁桥常见病害1)横隔板损坏或横向联系不足T梁结构的横向刚度及抗扭性能等方面要比箱梁结构差,其借助于跨内横隔板将数片主梁联成整体,横隔板在T梁结构中起到关键的横向联系的作用。
横隔板在荷载作用下,主要承受弯矩及剪力。
T梁采用预制装配式施工工艺,横隔板在两片梁连接处,通过后焊接等工艺连接。
横隔板横向连接构造图见图1.2。
横隔板受力大,结构构造易出现各种病害。
由于剪力的作用,横隔板之间的连接构造容易出现纵向错位,混凝土开裂、连接钢板裸露锈蚀。
由于弯矩的作用,横隔板常常都有不同程度的开裂,在底面易发生抗弯承载力不足的弯曲裂缝,裂缝为竖向,分布在翼板与横隔板底面之间。
图1.1 横隔板横向连接构造图横隔板除了出现直接的错位、裂缝、锈蚀等病害外,在过去T梁的设计中,横隔板的数量往往设置不足,或由于病害间接引起横隔板的截面刚度减小,造成T梁构造上横向传递的先天或后天不良,桥梁的整体刚度不足,尤其在横向联系比较薄弱的部位,在经过长时间的超负荷运行后,必然会产生不同程度的二次病害。
因此,由于各种原因的影响,削弱了T梁之间的横向连接性能,特别是相邻T梁竖向变形不协调,使得各片T梁分配荷载增加,内力及位移增大。
文章编号:1005205742(2001)0520159201钢筋混凝土桥梁病害原因分析及防治薛建峰 刘桂荣(呼伦贝尔盟公路勘测规划设计院,内蒙古海拉尔021008)【摘 要】 介绍了钢筋混凝土桥梁经常出现的病害及其病害产生的原因,提出了对病害的处理及预防措施。
【关键词】 钢筋混凝土桥;病害;防治中图分类号:U45.7+1 文献标识码:C 钢筋混凝土桥梁在修建或运营一段时间后往往会伴有病害的发生,如桥头跳车、混凝土开裂、钢筋锈蚀等,对混凝土桥梁产生不同程度的损伤,影响结构的正常使用,降低其使用性能及使用寿命。
下面介绍对这些桥梁病害的分析及病害的处理及预防措施。
1 桥梁存在的主要病害及产生的原因通过对部分钢筋混凝土桥梁病害的调查分析,产生病害既有外界因素,也有内部因素。
设计考虑不周或施工组织不当、地基基础的不均匀沉降、桥梁长期处于超载状态等原因。
1.1 桥头跳车1.1.1 现象及病害分析桥头跳车是桥梁投入使用后普遍存在的一种病害,一般的台后路面与桥台路面高差普遍在2~3cm左右,个别的桥梁甚至达到了6~7cm,桥台与台后路面明显存在着台阶。
桥头跳车不仅影响行车舒适,而且还会使桥产生过大的冲击力,诱发或加重桥梁的病害,同时影响桥头伸缩缝的工作性能,加速其破坏过程,伸缩缝需频繁维修、更换。
桥头跳车主要因素是台后填土及路基与桥台间的不均匀沉降。
而不均匀沉降的原因包括:①填土前原地面的承载力不足。
②填土质量不好,容易发生沉降。
③土方碾压质量不合格。
④由于桥梁结构物的影响,碾压机械无法达到的部位出现死角。
1.1.2 防治措施设计上考虑增加台后搭板的形式来避免或减轻桥头跳车的现象。
施工中,严格控制填土及碾压质量。
可以通过长期观测,判断桥台台后及路基沉降是否稳定。
若沉降相对稳定,可考虑将台后路面凿掉后重新铺装混凝土的方法解决,但不能破坏或扰动原来的台后回填土。
1.2 混凝土开裂1.2.1 混凝土开裂特征及原因从目前钢筋混凝土桥梁使用的情况看,有许多桥梁梁体开裂,桥面铺装混凝土损坏,使桥面产生坑槽,影响车辆的正常行驶,甚至影响到结构的正常使用和耐久性。
钢筋混凝土桥梁病害检测分析钢筋混凝土桥梁是现代交通建设中不可或缺的重要组成部分,但随着使用年限的增加,桥梁面临着各种各样的病害问题。
病害的及时检测和分析,对于确保桥梁的安全使用具有十分重要的意义。
本文将对钢筋混凝土桥梁病害的检测和分析进行详细的介绍,以期为相关工程技术人员提供一定的参考和帮助。
一、常见的桥梁病害类型1.裂缝裂缝是钢筋混凝土桥梁中常见的一种病害,主要表现为桥梁结构表面出现不同形状和大小的裂缝。
裂缝的形成可能是由于设计、施工、材料质量或者使用环境等因素所致。
裂缝的发生对桥梁的承载能力和使用安全具有一定的负面影响,因此及时检测和修复裂缝是保障桥梁安全的关键。
2.钢筋腐蚀钢筋腐蚀是另一种常见的桥梁病害,主要表现为桥梁内部的钢筋受到腐蚀而发生断裂或者锈蚀。
钢筋腐蚀的发生往往是由于桥梁受到化学腐蚀、物理腐蚀或者电化学腐蚀等因素的影响所致。
钢筋腐蚀对桥梁的承载能力和使用寿命造成严重威胁,因此及时检测和修复钢筋腐蚀问题是十分必要的。
3.混凝土疏松混凝土疏松是指桥梁中混凝土材料的内部结构发生空洞和疏松现象。
混凝土疏松可能由于施工工艺、材料质量或者使用环境等因素所致,对桥梁的稳定性和承载能力造成严重影响。
因此混凝土疏松的检测和修复是桥梁维护中的重要工作。
4.桥面损坏桥面损坏是桥梁中较为常见的病害类型,主要包括沥青路面损坏、混凝土路面开裂、路面坑洼等问题。
桥面的损坏会影响行车安全和道路使用舒适性,因此对桥面损坏问题的及时检测和修复十分重要。
二、桥梁病害检测技术为了及时发现和解决桥梁病害问题,工程技术人员采用了各种先进的检测技术和设备,以确保桥梁的安全使用。
常见的桥梁病害检测技术包括:1.无损检测技术无损检测技术是指在不破坏桥梁表面结构的情况下,通过各种检测设备和传感器对桥梁的内部结构和材料进行检测。
无损检测技术包括超声波检测、雷达检测、红外粘结检测等,能够全面而准确地检测桥梁病害问题,为后续的维护工作提供重要参考。
钢筋砼T梁桥的病害成因分析摘要:由于钢筋砼T型梁预制、安装技术简单,便于施工等特点,目前应用较广,但T梁间混凝土接缝容易出现漏水、钢筋锈蚀等现象,导致桥面铺装损坏、单梁受力等病害,本文结合徒骇河大桥的病害检测,分析T型组合梁桥的病害成因。
关键词:T型梁桥桥梁病害成因分析1 概述徒骇河大桥位于京台高速公路德州段,跨径布置12×25m,设计荷载:汽—超20级、挂—120。
上部结构为预应力混凝土组合T梁,预制T梁采用50号混凝土,现浇桥面板采用40号混凝土;板式橡胶支座;下部结构为钢筋混凝土桩柱式墩台。
该桥处于国道主干线—京福高速公路上,于1997年建成通车,桥上交通繁忙,车流量大,特别是近年国民经济的高速发展,车流量增加很快,桥上车流量已近饱和。
严重超载车辆的总重、轴重大于设计规范规定的相应值,在桥梁、路面结构中产生的内力(应力)达到或超过其疲劳承载力,使桥梁、路面过早损坏。
由于该桥桥面板、桥面铺装损坏严重,于2002年对损坏的部分桥面板拆除后重新浇筑混凝土,桥面铺装改造为钢筋混凝土结构。
但桥面铺装又已经严重损坏,出现了大面积开裂,多处出现坑洞,养护任务十分繁重,且存在安全隐患。
2 桥梁病害检测分析2.1 桥梁病害2003年5月,山东省桥梁检测中心对该桥进行了定期检查,部分支座变形、开裂,左幅7孔4#T梁马蹄两侧纵向开裂,2002年加固时横隔板粘贴钢板的结构胶开裂,全桥桥面铺装开裂、磨耗严重,左幅2#伸缩缝有跳车现象。
按《公路桥涵养护技术规范》的方法对该桥进行评价,该桥总体评分为87分,评定该桥为二类桥,说明该桥工作状况良好。
2.2 荷载试验结果分析由于该桥T梁间混凝土接缝漏水、钢筋锈蚀,桥面板有纵向裂缝,桥面铺装局部损坏等,为确保桥梁安全,2004年7月山东省交通建设工程检测中心对该桥进行了静载试验。
试验选取右幅第2、第3跨进行,试验荷载效率为1.13,分3级加载,试验车列布置及各级荷载加载方式见图2.2—1。
2.2.1 挠度试验荷载作用下第2跨实测最大挠度15.6mm,为计算跨径的1/1517,第3跨实测最大挠度12.8mm,为计算跨径的1/1848,小于规范限值L/600。
根据第2跨实测挠度计算的跨中横向分布系数见表2.2.1—1,为便于比较,根据刚性横梁法按试验车列布置计算的横向分布系数也列于表中。
图2.2—1试验车列布置及各级荷载加载方式图第2跨跨中横向分布系数比较表表2.2.1—1由表中实测与计算值比较可以看出,实测跨中横向分布系数比计算值最多大28%,最少小63%,在活载作用处的主梁跨中荷载横向分布系数大于计算值,在远离活载作用处的主梁跨中荷载横向分布系数小于计算值,说明设计计算假定的刚性横梁法存在较大误差。
设计时根据刚性横梁法计算结果,最不利内力出现在边梁,其跨中横向分布系数为0.184,而实测3号梁跨中横向分布系数最大,为0.215,因此设计控制内力比实际内力小(0.215-0.184)/0.184=16.8%。
表2.2.1—2、表2.2.1—3分别列出了第2、3跨偏载实测跨中挠度、由实测横向分布计算的跨中挠度及跨中挠度校验系数。
由表可见,第2、3跨偏载跨中挠度校验系数分别为0.75、0.59,第2跨满足《公路旧桥承载能力鉴定方法》规定的0.7~1.0的要求,第3跨则低于规定值,说明结构的刚度满足要求。
第2跨偏载跨中挠度校验系数表表2.2.1—2第3跨偏载跨中挠度校验系数表表2.2.1—3第2跨1#、2#、5#梁在各级荷载作用下的累计荷载效应比与累计挠度比见表2.2.1—4。
由表可见,在各级荷载作用下,1#、2#梁累计挠度比高于累计荷载效应比,5#梁则相反,说明在偏载作用下,1#、2#梁实际承担的荷载偏大,5#梁实际承担的荷载偏小,进一步说明了主梁荷载分布不均衡,主梁间的横向连接偏弱。
卸载后主梁相对残余变形介于0~15%,符合《大跨径混凝土桥梁试验方法》规定的小于20%的要求。
说明在试验荷载作用下,主梁处于弹性工作状态。
第2跨1#、2#、5#梁累计荷载效应比与累计挠度比表2.2.1—42.2.2 应变由于左右两幅桥间的通讯管线支架固定在内侧T梁桥面板上,将上部结构连接起来,试验时东幅双向通行,车流量很大,对试验跨影响很大,应变读数不断变化。
但从采集到的应变值分布看,各梁应变实测值变化规律与挠度基本一致。
2.2.3 裂缝在偏载作用下,第3跨1#梁跨中外侧马蹄部位发现2条裂缝,缝宽0.01mm,卸载后裂缝闭合。
第2跨1#梁横隔板下的马蹄有1条裂缝,缝宽0.01mm,卸载后裂缝闭合。
2.2.4 检测结果分析试验结果表明,在试验荷载效率为1.13的情况下,主梁在试验荷载作用下的变形满足要求,主梁仍处于弹性工作状态,其挠度校验系数小于规定值,说明主梁刚度、强度满足设计要求。
根据静载试验实测挠度和应变计算的荷载横向分布系数与设计假定按刚性横梁法计算的荷载横向分布系数相比差别较大,荷载作用处的主梁实际受力大于设计值。
根据刚性横梁法假定,在活载作用时,横梁像一片刚度无穷大的刚性梁一样保持直线形状,即各片T梁在活载作用下其变形呈直线分布。
但由实测跨中横向分布系数(或挠度)可以看出,各片梁跨中横向分布系数呈明显曲线分布,在活载作用处的主梁跨中荷载横向分布系数下挠,在远离活载作用处的主梁跨中荷载横向分布系数上翘,说明横梁变形比设计假定大,横向刚度不满足设计假定要求。
这使作用在T梁的荷载不能有效向相邻梁传递,实际内力大于设计内力。
同时设计假定桥面板为固结于T梁的单向板进行内力计算,由于横梁刚度低,不能有效约束T梁,T梁存在较大横向扭转变形,使桥面板约束条件发生了变化,桥面板变为弹性支撑板,弹性支撑板中内力大于固结板内力,是桥面板纵向开裂、桥面铺装纵向裂缝的主要原因。
横向连接弱对桥梁整体受力不利,容易使结合部变形过大,横向连接失效,出现单梁受力状况。
现场观察到横隔板开裂、断裂,现浇桥面板混凝土与主梁结合缝多处漏水、开裂,桥面普遍存在纵向裂缝,部分桥面板破碎后正在不断更换等都说明该桥横向连接存在问题。
3、承载力分析根据桥梁使用现状,T梁基本没有损坏,桥面板损坏严重,选取桥面板按《公路桥梁承载能力检测评定规程》对其进行承载力分析。
3.1 正常通行承载能力分析根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》规定,对于配筋混凝土桥梁,按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D26-2004)进行强度验算的方程式变更如下:Sd(γdG, γqξq∑Q)≤γd Rd(ξc Rc/γc,ξs Rs/γs)Z1(1-ξe)由于桥面板跨度较小,恒载产生的内力所占比例小,可忽略不计,活荷载效应约比设计值增大到ξq=1.035;混凝土损伤比钢筋损伤严重,抗力按混凝土计算,不考虑安全储备,抗力约比设计值降低到ξc Z1(1-ξe) =0.883。
因此考虑实际车辆荷载与设计荷载不同、桥面板损伤等不利因素后,桥面板名义承载能力降低到设计承载力的0.883/1.035=0.853。
3.2 单幅双向通行承载能力分析单幅双向通行时构件承载力折减系数、大吨位车混入率、轴载分布都相同,仅交通量增加一倍。
按桥上交通量统计资料,折合为小客车的双向交通量约30000辆/日,与设计交通量大致相等,单幅双向行驶时,相当于交通量增加一倍,查《公路桥梁承载能力检测评定规程》,对应交通量的活载影响修正系数ξq1=1.20。
由此计算汽车检算荷载的活载影响修正系数:ξq=(ξq1ξq2ξq3)1/3=1.100。
即单幅双向通行时,汽车荷载的效应比正常通行时增大(1.100-1.035)/1.035=6.3%。
根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》规定,不考虑安全储备,考虑实际车辆荷载与设计荷载不同、桥面板损伤等不利因素后,单幅双向通行时桥面板名义承载能力降低到设计承载力的0.883/1.100=0.803。
与正常通行相比,其名义承载力降低0.853-0.803=5%,说明单幅双向通行与正常通行时的承载力差别不大。
但桥面板已经损伤,其现状名义承载力仅为设计承载力的80.3%,单幅双向通行风险较大。
且单幅双向通行时车列占据桥面两个车道,当出现桥面板损坏时,需封闭车道维修,车辆无处分流,势必造成严重拥堵。
4、结论通过检测和分析,T梁混凝土质量较好,虽然预应力钢束管道存在未压浆及分布钢筋尺寸偏差大,但并没有明显病害。
桥面板混凝土质量较差,钢筋存在锈蚀现象,钢筋偏位严重,部分检测部位保护层厚度偏大,在T梁与桥面板结合处普遍漏水,降低了其承载能力,初步估计桥面板在正常通行时其名义承载力降低14.7%,在单幅双向通行时其名义承载力降低19.7%,需要尽快进行加固处理。
(1)实测荷载横向分布系数与设计假荷载横向分布系数相比差别较大,荷载作用处的主梁实际受力大于设计值,说明了主梁荷载分布不均衡,主梁间的横向连接偏弱。
横向连接弱对桥梁整体受力不利,容易使结合部变形过大,横向连接失效,出现单梁受力状况。
(2)考虑实际车辆荷载与设计荷载不同、桥面板损伤等不利因素后,双幅正常通行时,桥面板名义承载能力降低到设计承载力的85.3%;单幅双向通行时桥面板名义承载能力降低到设计承载力的80.3%,单幅双向通行与正常通行时的承载力差别不大。
参考文献1、李承昌,京福高速公路徒骇河大桥上部结构安全评价报告,2006年9月2、张劲泉、王文涛,桥梁检测与加固手册,人民交通出版社,2007年2月3、王建华、孙胜江,桥涵工程试验检测技术,人民交通出版社,2004年12月3、张劲泉、徐岳,公路旧桥检算分析指南及工程实例,人民交通出版社,2007年7月。