大跨径预应力混凝土桥梁常见病害分析_郑为
桥梁常见的病害分析及其防治措施
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 BridgeCommon 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; measures0 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。
预应力混凝土桥梁易产生病害及维修方法_0
预应力混凝土桥梁易产生病害及维修方法摘要:在我国现役的大多数桥梁中都是选用预应力混凝土作为主材料,但是因为种种原因,选用预应力混凝土材料修建的桥梁在经过一段时期的使用后,都会出现很多问题。
随着经济的发展,车辆的增多,以及超速超载的现象普遍增加,也导致了很多桥梁的使用周期。
关键词:预应力混凝土;桥梁;裂缝一、前言桥梁的质量,直接关系到人们的生活生产,因此对已经出现问题的病害桥梁进行及时的维修是一件非常重要的事情,也是不可推卸的责任。
我们要针对该桥梁所出现的问题,快速做出判断,提出修补方案,在最短的时间内进行维修。
二、预应力混凝土连续箱梁常见病害及分析1、箱梁顶板开裂:裂缝沿纵向发展,在横桥向均匀分布且宽度较小,全桥范围内都有分布。
由裂缝的性状来看,导致结构开裂的原因主要有以下几个:一方面,由于泊松效应,箱梁顶板在纵向预应力作用下产生横向拉应力,进而在汽车荷载作用下产生横向弯矩而开裂,虽然在顶板布置横向预应力,但由于施工工艺控制等影响,横向预应力张拉效果难以得到保证。
另一方面,预应力位于顶板截面中性轴处,对抵抗横向弯矩作用不大。
此外混凝土早期的收缩变形也是该类裂缝出现的一个诱因。
2、箱梁腹板开裂:箱梁腹板在主梁四分点附近存在斜向裂缝,裂缝与梁体顶缘线成3O。
~50。
角,有的裂缝甚至沿箱梁全高度延伸,宽度在0.5mm以上,通常中跨较边跨病害严重。
箱梁腹板斜裂缝主要是由于结构抗剪能力不足引起的。
在早期的桥梁设计中,对混凝土结构特l生认识不足,在优化设计思想的指导下,往往使得结构构件尺寸偏小,这是导致该类裂缝出现的根本原因之一。
同时由于提高构件的抗剪强度的竖向预应力筋较短,且在张拉工艺控制等因数的影响下,导致预应力损失较大,使得竖向预应力张拉的效果往往不理想,这是导致该类裂缝出现的另一个主要原因。
此外在2004版新“桥规”颁布之前,结构设计对日照温差荷载均按顶板升温5℃考虑,大量工程实践表明,这与实际情况存在较大的偏差,明显低估了实际温度梯度荷载的作用,导致设计分析箱梁主拉应力偏小。
桥梁工程的常见病害与施工处理技术
桥梁工程的常见病害与施工处理技术桥梁工程作为重要的交通基础设施,承担着极其重要的交通运输功能。
受到自然环境和外部因素的影响,桥梁在使用过程中往往会出现各种病害问题,这不仅会影响桥梁的使用寿命,还会对交通运输造成严重的安全隐患。
及时发现桥梁病害并采取有效的施工处理技术是确保桥梁安全的关键之一。
一、常见的桥梁病害种类1. 混凝土病害混凝土桥梁中的混凝土病害主要包括混凝土裂缝、混凝土表面剥落、混凝土开裂等。
这些病害主要由于混凝土材料质量不良、设计不合理、施工工艺不当等原因引起。
2. 铁路钢轨病害桥梁上的钢轨在长时间的使用过程中容易出现锈蚀、疲劳断裂、焊接接头开口等病害,这些病害会影响铁路运输的安全和稳定性。
3. 桥梁基础病害桥梁基础病害主要包括桩基沉降、桥墩倾斜、基础冻害等,这些病害会影响桥梁的承载力和稳定性。
以上只是桥梁病害中的一部分,针对不同种类的病害,需要采取相应的施工处理技术进行修复和加固。
二、桥梁病害的施工处理技术1. 混凝土病害的修复技术对于混凝土桥梁的混凝土病害,一般可以采取修补、加固的施工处理技术。
修补主要针对混凝土表面的裂缝、剥落等病害,可以采用混凝土修补材料进行修复。
而对于混凝土桥梁的开裂、裂缝较为严重的情况,需要采用加固的处理技术,例如设置钢筋混凝土套筒、外加剪力墙等形式进行加固。
2. 铁路钢轨病害的维修技术针对桥梁上的钢轨病害,主要可以采用热焊修复、剪切焊接等技术进行维修。
对于锈蚀严重的钢轨,还可以采用磨削、镀铜等方式进行修复,保证钢轨的使用安全性。
3. 桥梁基础病害的加固技术桥梁基础病害对桥梁的安全性影响较大,因此需要采取有效的加固技术进行修复。
针对桩基沉降、基础冻害等病害,可以采取桩基灌浆、基础加固等方式进行修复,增强桥梁的承载能力和稳定性。
在进行桥梁病害的施工处理技术时,需要根据具体的病害情况制定合理的施工方案,并严格按照规范要求进行施工操作,保证修复和加固效果。
还需要对施工过程中的安全性和环保性进行充分考虑,确保施工过程安全、可控和环保。
大跨径预应力混凝土桥梁常见病害分析
引起 混 凝 土 结 构 产 生 裂 缝 的 因素 很 多 ,而 且 各 因 素 之 间相 互 作 用 和影 响 ,对 于 常 见 的 各 种 类
利用现代 的一些 高强度 的材料 , 如高强混凝土 、 高 强 钢材 ,达 到减 小 桥 梁 的构 件 的截 面 积 、减 轻 自 重 、 大桥 梁 的跨 径 的 目的 。其 次 , 应 力 混 凝 土 增 预 桥 梁 和普 通 的钢 筋 混 凝 土 桥 梁 相 比 ,能 够 节 省 钢
明 , 形 态 和 数 量 与 施 加 的荷 载 密 切 相关 , 其 裂缝 形 成 后 会 逐 步 向两 侧 发 展 。 于 扭 曲裂 缝 , 常会 导 对 常
致混凝土保护层 的脱落 , 钢筋暴露在外 面 , 使 加速 施的影 响 , 大跨 径 预 应 力 混 凝 土 桥 梁 在 使 用 过 程 构 件 的破 坏 。断 开 型 裂缝 的 产 生 是 由于 施 加 的荷 中 会 出现 各 种 病 害 , 响 桥 梁 的 美 观 性 和 正 常 使 载 超 过 了构 件 的抗 拉 极 限 强 度 ,轻 微 时 则 造 成 混 影 用功能。 凝土工作失效 , 由钢 筋 承 受 全部 荷 载 , 着 荷 载 的 随 继 续增 加 , 筋 达 到屈 服 , 终 使 整 个 构 件 达 到 破 钢 最 1 大跨径 预应 力混 凝土桥 梁 常见病 害分 析 坏。 局部 应 力 引起 的裂 缝 , 由于 在 桥 梁 的 局 部 结 是 11 主 要病 害 之一 : 缝 . 裂 构处存在较大 的应力或者桥梁结构物在遭 到突然 通过大量 的的实践表 明 ,混凝 土的任何损伤 性 的外 界 荷 载 冲击 时 而 产 生 的 。 与 破 坏 ,一 般都 能够 通 过 混 凝 土 中 的 裂 缝 表 现 出 112 混 凝 土收 缩 产 生 的 裂缝 .. 来 , 就 是 说 , 缝 能 够 及 时 反 映混 凝 土 的 性 状 。 也 裂 混 凝 土 是 由气 、 、 液 固组 成 的 三 相 体 , 强 度 在 在 工程 实 践 中 ,人 们 都 会 努 力 采 取 各 种 措 施 尽 量 形 成 过 程 中 ,未 水 化 的 水 泥 颗 粒 会 继 续 吸收 周 围 减少 裂 缝 的产 生 , 以此保 证 结 构 物 的 整 体 性 。 管 的水 分进 行 水 化作 用 ; 一 方 面 , 随 有 三 相 体 中 尽 另 伴 如此 ,在 施 工 过 程 中或 者 已经 投 人 使 用 的混 凝 土 的 水 分散 失 , 结 构 物 体 积 缩 小 , 致 收 缩 裂 缝 的 是 导 桥 梁 中 , 是会 不 同程 度 地 产 生 各 种 裂 缝 , 已成 产 生 。 还 它 收 缩 裂 缝 是 引起 混 凝 土 结 构 物 产 生 裂 缝 的原 收稿 日期 :0 0 1— 0 21—22 因之 一 , 一 般 情 况 下 , 对 于 温差 应 力产 生 的裂 但 相 作者 简介 : 郑为 (9 4 , , 17 一) 男 浙江 江 山人 , 程 师 , 事道 路 工 从 交通 工程 建设工 作 。 缝 则 小 得 多 ,在 温 度 不 是 很 高 的情 况 下 甚 至可 以
桥梁常见病害及原因分析
桥梁常见病害原因分析2011年2月目录1 前言 (5)2 钢筋混凝土及预应力混凝土梁桥 (6)2.1 表观缺陷 (6)2.1.1 蜂窝 (6)2.1.2 麻面 (6)2.2 钢筋混凝土梁板裂缝 (7)2.2.1 竖向弯曲裂缝 (7)2.2.2 斜裂缝 (7)2.2.3 T梁肋板表面竖向裂缝 (8)2.2.4 梁板端部上部水平裂缝 (8)2.3 预应力钢筋混凝土梁板裂缝 (9)2.3.1 先张法预应力混凝土空心板端部区段裂缝 (9)2.3.2 后张法预应力混凝土梁端部区段裂缝 (11)2.3.3 T梁肋板竖向裂缝 (11)2.3.4 先张法预应力混凝土空心板底面纵向裂缝 (12)2.3.5 先张法预应力混凝土空心板底面横向裂缝 (13)2.3.6 先张法预应力混凝土空心板侧面竖向裂缝 (14)2.4 混凝土梁板其他病害 (14)2.4.1 先张法预应力混凝土空心板上拱值过大 (14)2.4.2 预制板间企口缝混凝土剥落 (15)2.4.3 预制T梁横隔板连接错位或开裂 (16)2.5 混凝土连续箱梁 (17)2.5.1 箱梁腹板斜裂缝 (17)2.5.2 箱梁腹板弯曲裂缝 (19)2.5.3 箱梁腹板竖向裂缝 (20)2.5.4 箱梁底板横向裂缝 (22)2.5.5 箱梁底板纵向裂缝 (25)2.5.6 箱梁顶板纵向裂缝 (29)2.5.7 箱梁翼板横向裂缝 (31)2.5.8 齿板裂缝 (32)2.6 钢筋锈蚀与锈蚀裂缝 (33)2.6.1 普通钢筋的锈蚀及锈蚀裂缝 (33)2.6.2 预应力钢筋的腐蚀 (35)3 拱桥 (38)3.1 圬工拱桥 (38)3.1.1 拱上建筑侧墙与主拱圈拱背脱离 (38)3.1.2 主拱圈表面风化 (38)3.1.3 主拱圈砌体砂浆脱落 (38)3.1.4 拱上建筑侧墙外倾 (39)3.1.5 桥台向路基方向水平位移 (39)3.1.6 主拱圈拱顶下沉 (39)3.1.7 主拱圈渗水 (40)3.1.8 主拱圈拱顶竖向裂缝 (40)3.1.9 主拱圈沿跨径方向纵向裂缝 (40)3.1.10 砌体块件之间的裂缝 (41)3.2 双曲拱桥 (42)3.2.1 拱肋间横系梁开裂混凝土剥落 (42)3.2.2 拱波砌缝砂浆剥落 (43)3.2.3 拱波与拱肋间砌缝不密实 (43)3.2.4 主拱圈拱脚水平位移 (43)3.2.5 拱肋跨中区段径向裂缝 (43)3.2.6 拱肋拱脚区段径向裂缝 (44)3.2.7 拱波沿跨径方向裂缝 (45)3.2.8 拱波与拱肋间裂缝 (45)3.3 桁架拱桥和刚架拱桥 (46)3.3.1 拱片上弦杆脱空 (46)3.3.2 拱片连接部位混凝土开裂 (47)3.3.3 剪力撑等横向联系构件与拱片的连接部位混凝土开裂、剥落 (47)3.3.4 拱片节点部位混凝土开裂、剥落 (47)3.3.5 桥面微弯板断裂 (48)3.3.6 刚架拱主拱腿混凝土剥落 (48)3.3.7 拱脚水平位移和拱顶下沉 (48)3.3.8 拱片实腹段竖向裂缝 (49)3.3.9 沿钢筋方向的锈蚀裂缝 (49)3.3.10 节点附近的斜裂缝 (49)3.3.11 刚架拱次拱腿根部的环向裂缝 (50)3.3.12 桁架拱杆件混凝土裂缝 (50)3.3.13 微弯板裂缝 (50)3.3.14 横系梁裂缝 (51)3.4 系杆拱桥 (51)3.4.1 钢管混凝土拱肋内混凝土与钢管脱空 (51)3.4.2 钢管混凝土拱肋钢管锈蚀 (52)3.4.3 哑铃型钢管混凝土拱肋竖板外凸 (52)3.4.4 吊杆锈蚀 (53)3.4.5 吊杆断裂 (54)3.4.6 吊杆下端锚头表面渗水 (54)3.4.7 吊杆保护层老化、缺损、开裂 (55)3.4.8 短吊杆破坏 (57)3.4.9 系杆钢绞线锈蚀 (57)3.4.10 拱座表面裂缝 (57)3.4.11 系杆竖向裂缝 (58)3.4.12 横梁竖向裂缝 (58)4 桥梁墩台 (59)4.1 表观缺陷 (59)4.1.1 桥台向河道方向移动与转动 (59)4.1.2 桥台与路堤滑动 (59)4.1.3 桩柱式桥墩桩柱连接部位缺陷 (59)4.1.4 桥台台面污水痕迹 (59)4.2 桥墩裂缝 (59)4.2.1 实体墩墩身网状裂缝 (59)4.2.3 实体墩墩身水平裂缝 (60)4.2.4 柱式桥墩下承台竖向裂缝 (60)4.2.5 柱式桥墩盖梁竖向裂缝 (60)4.2.6 柱式桥墩水平裂缝 (61)4.2.7 支承垫石下墩帽放射状裂缝 (61)4.2.8 支承相邻不等高梁的墩帽裂缝 (61)4.3 桥台裂缝 (61)4.3.1 实体桥台表面竖向裂缝 (61)4.3.2 实体桥台翼墙和前墙间裂缝 (61)4.3.3 耳墙式桥台耳墙和前墙间竖向裂缝 (62)4.3.4 墙式轻型桥台水平裂缝 (62)5 桥梁支座 (63)5.1 橡胶支座 (63)5.2 钢支座 (63)6 桥面系及附属设施 (64)6.1 桥面铺装表观缺陷 (64)6.1.1 沥青混凝土桥面铺装表观缺陷及病害 (64)6.1.2 水泥混凝土桥面铺装表观缺陷及病害 (64)6.2 桥面排水系统表观缺陷及病害 (64)6.3 人行道、栏杆及护栏表观缺陷 (64)6.3.1 混凝土护栏外观粗糙 (64)6.3.2 护栏立柱露筋及钢筋锈蚀 (65)6.3.3 钢筋混凝土墙式护栏竖向裂缝 (65)6.4 桥台引道表观缺陷及病害 (65)6.4.1 桥面与引道路面之间的高低差(桥头跳车) (65)6.4.2 桥头“二次跳车” (65)6.5 桥梁伸缩装置 (65)6.5.1 橡胶条伸缩装置主要缺陷及病害 (65)6.5.2 钢制支承式伸缩装置主要缺陷及病害 (66)6.5.3 模数支承式伸缩装置主要缺陷及病害 (66)6.5.4 板式橡胶伸缩装置主要缺陷及病害 (67)1 前言桥梁是我国现代化建设的重要基础设施,由于反复承受着车轮的磨损、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,必然造成道路桥梁使用功能和行车服务质量的日趋退化、不适应。
桥梁常见病害成因分析及维修加固建议
桥梁常见病害成因分析及维修加固建议摘要: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,对于桥梁改造和维修以及加固工作是当前我国交通部门的重要工作内容。
了解使用中的公路桥梁的病害及发生的原因,及时掌握桥梁的损坏实际状况,严格按照一定的加固手段,对当前存在的病害问题有针对性的预防和解决,才能够延长桥梁的使用寿命,实现我国交通道路事业的快速发展。
关键词:桥梁;病害;维修加固引言1桥梁中容易出现的病害问题1.1上部结构主要病害类型裂缝是主梁(板)的最常见病害,主要发生的位置在跨中、梁(板)端、梁(板)侧以及梁(板)底等,不同位置的裂缝其发生的原因也大不相同。
一般来说:跨中竖向及梁(板)端斜裂缝主要是结构性受力裂缝,其余位置处的裂缝主要是非结构性裂缝。
横向裂缝:大多数情况下梁(板)底横向裂缝病害主要是由于梁(板)在荷载作用下产生的正弯矩裂缝,也有部分横向裂缝是由于梁(板)底保护层厚度不足,梁(板)体内箍筋锈胀所致。
纵向裂缝:纵向裂缝的产生原因主要有: ①早期空心板梁设计由于经济因素制约,其底板厚度较薄,薄壁结构在纵向受力时其截面将发生畸变变形,同时在底板上下缘产生畸变弯曲应力,当畸变拉应力超过混凝土的抗拉强度,势必导致底板产生纵向开裂。
若底板横向构造配筋较少,则钢筋无法限制纵向裂缝的扩展,这也是底板纵向裂缝宽度一般较大的原因之一。
②施工工艺引起空心板梁底板产生纵向裂缝的因素较多,其中预应力因素较为关键。
正常状态下施加预应力,预应力将对截面产生轴向压力和弯矩,由于混凝土材料的泊松效应,在轴向压力作用下底板将产生横向拉应力,此应力与截面的畸变应力组合后往往大于混凝土的抗拉强度,这就是产生纵向裂缝较为普遍的原因之一。
③此外,空心板梁混凝土质量较差、振捣不密实、内模下沉导致底板厚度偏薄等因素均可引起底板产生纵向裂缝。
主梁(板)常见裂缝情况表空心板(或普通钢筋混凝土T梁)板(或梁)间铰缝开裂、脱落、渗水,桥面有大量反射纵缝,单板受力趋势明显。
预应力混凝土桥梁易产生病害及维修方法
预应力混凝土桥梁易产生病害及维修方法【摘要】本文从预应力混凝土桥梁内容及影响因素出发,系统阐述了桥梁施工中预应力存在的问题,接着研究了桥梁施工中预应力的措施和预应力技术在桥梁施工中的应用。
【关键词】预应力,桥梁,病害及维修一、前言随着当今社会的不断发展和施工水平的不断提高,施工中对桥梁施工过程以及施工质量的要求也日益渐高。
因此,积极采用科学的施工技术,不断完善应力混凝土桥梁易产生病害及维修方法就成为当前一项十分紧迫的问题。
二、预应力混凝土桥梁内容及影响因素1、预应力材料的质量控制严把材料质量关,采用信誉好质量好的厂家产品。
产品要有出厂合格证,质量检测报告,对到场材料进行检验,其强度、刚度、严密性及螺旋压接缝咬合牢度等各项指标均达到质量标准方可使用。
加强对波纹管的保护减少对其损伤。
减少电焊作业。
在普通钢筋骨架成型后再铺设波纹管,用振捣棒振捣混凝土时,要避开波纹管,波纹管接头。
用大一号规格的波纹管作套管,套管长20-30cm、管道接头在套管内要对口、居中。
两端的环向缝隙用胶带封闭严密。
2、预应力张拉前的准备工作对力筋施加预应力之前,应对构件进行检验,外观尺寸应符合质量标准要求。
张拉时,构件混凝土强度应符合设计要求.;设计无要求时,不应低于设计强度等级值的75%。
当块体拼装构件的竖缝采用砂浆接缝时,砂浆强度不低于15Mpa。
对预留孔道应用通孔器或压气、压水等方法进行检查。
端部预埋铁板与锚具和垫板接触的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。
应采用先穿束的方法时用压气、压水较好。
钢筋穿束前,螺丝端杆的丝扣部分应用水泥袋纸等包缠2-3层,并用细铁丝扎牢.;钢丝束、钢绞线束、钢筋束等穿束前,将一端找齐平,顺序编号。
对于较长束,应套上穿束器,由引线及牵引设备从另一端拉出。
对于夹片式锚具,上好的夹片应齐平,在张拉前并用钢管捣实。
预应力筋的张拉顺序应符合设计要求。
3、施工控制影响因素桥梁施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态(线性和受力)相吻合。
预应力混凝土桥梁常见病害与施工工艺现状分析
力混凝土桥梁的设计 、 结构分析 、 试验研究 、 预应力
材料及工艺设备 、 施工工艺等方面的日新月异 , 大大 促进 了桥梁结构新体系与施工方法 的发展 , 目前世 界桥梁 中有 7 % 以上 都 采用 了预应 力 混凝 土结 0 构 …。但国内外对在役 桥梁 的检测报告都表 明, 随 着桥梁建设 数量与使用 年限的增加 , 陷桥梁 出现 缺 的数量也越来越多, 预应力混凝 土桥梁在施工与运 营期 陆续 出现 一些 具 有 共 性 的病 害 , 引起 了广 泛 的
第3 7卷第 2期 2 1 年 6月 01
湖
南
交
通
科
技
V0 . 7 No 2 13 .
HUNAN COMMUN C I C E I AT ON S I NCE AND T HNO OG EC L Y
Jn2 l u .01
文章编号 : 0 884 2 1 )203 -3 10 —4 X(0 0 —170 1
关 键 词 : 应 力混凝 土桥 梁 ;梁体 下挠 ;裂缝 ;施 工工 艺 预
中 图分类 号 : 4 . l U45 7
文献 标识 码 : B
预应力在混凝土桥梁结构 中的使用 , 提高 了桥 梁构件 的抗裂度和刚度 , 有效 改善 了构件 的使用性 能, 增加结构的耐久性 ; 节省混凝土用量 , 对大跨径 桥 梁 , 显著 优 越性 ; 少 了混凝 土梁 的竖 向剪 力 和 有 减 主拉应力 , 有利于减小梁 的腹板厚度 , 使梁 自 重进一 步 减小 。特 别 近年来 , 预应力 技术 发 展迅 速 , 预应 在
1 12 梁体 开裂 ..
1 常 见病 害 与案例 分析
目前出现病害的桥梁数量及桥梁高昂的维护费 用在直线上升 , 据统计 , 美国上世纪 8 年代末 , 0 桥梁 维修费用估计 为 ¥1 5 0亿元 ; 5 上世 纪 9 O年代 ,0 7 万 座混凝 土 桥 梁 中 6 % 加 固 费 用 需 ¥ 0 0 350亿 元 ;
预应力混凝土桥梁施工常见质量问题及防治措施PPT课件
3)加强锚垫板安装质量控制,确保预应力筋轴线与锚垫板 垂直;
常见施工质量问题
准备阶段 预应力筋锈蚀、断裂 预应力施工机具使用不规范 预应力筋、波纹管定位安装不准 钢绞线发生缠绕 锚板位置不准 锚下螺旋筋遗漏或匝数与设计不符
常见施工质量问题
施工阶段
预应力筋滑丝、断丝 上拱度不符合要求(上拱度过大、不足或梁体侧弯) 后张法预应力管道堵管(多数是管道破损引起) 放张顺序不对或采用切割钢绞线放张 预应力筋张拉未采取双控 压浆不饱满、不及时 封锚不规范 未做同条件试块或同条件试块未随梁养护 预应力筋切割方式不规范 预应力混凝土锚下裂缝 张拉记录及压浆记录与现场施工脱节,不能真实反映施工情况
2.2预应力混凝土桥梁病害分析
预应力混凝土桥梁的病害主要是梁体下挠和开裂。而 这种病害在刚成桥的检测和试验中无法体现,特别是 梁体的下挠,在成桥荷载试验时,桥梁的承载力能够 达到要求,但运营阶段,在荷载特别是活载作用下, 跨中将持续下挠。这是由于预应力筋的有效预应力不 均匀度过大,相当于有效预应力大的钢筋承受了本应 该所有预应力筋承受的力,这样有效预应力大的钢筋 在使用阶段逐渐屈服,梁体也随之下挠。而随着梁体 下挠和开裂的不断发展,桥梁承载力将严重下降,甚 至有断裂的危险。
预应力混凝土桥梁施工常见质量问题的防 治措施
5梁体张拉后上拱度不符合要求 表现形式: 1)梁体上拱度不足,使用期下挠偏大,易开裂,
影响其耐久性; 2)梁体上拱度超出规范允许,易引起梁体上层混
预应力混凝土桥梁易产生病害及维修方法
预应力混凝土桥梁易产生病害及维修方法[摘要]在当前桥梁施工过程中预应力混凝土施工成为主要的施工方法,本文针对当前预应力混凝土桥梁的病害和维修进行阐述,以供参考。
[关键词]预应力;混凝土桥梁;病害;维修一、前言在预应力混凝土桥梁施工的过程中由于原材料质量、施工工艺、施工控制等环节的影响和桥梁在使用过程中大量超载车辆的碾压,造成桥梁在使用过程中出现很多的病害,这在一定程度上降低了桥梁的使用寿命,对车辆的运行安全造成影响,我们要对出现病害的部位及时采取相关的措施进行维修,提高交通运输的安全性。
二、使用预压应力混凝土材料的难点过去建筑行业配制的混凝土材料,在使用寿命、材料质量、应用功能等方面存在明显的缺陷。
其用于桥梁施工之后,受到外界条件产生的不利作用,会出现裂缝、压损等多种病害,给桥梁交通埋下了巨大的安全隐患。
预应力混凝土是行业科技创新的成果,从原材料成分及配制工艺上都进行了改良。
现场施工情况来看,预应力混凝土材料使用还存在较多的难点,影响了桥梁工程的质量标准。
1、工艺工艺材料工艺是桥梁施工的关键内容,选择不同的配制工艺对桥梁性能的影响不一。
预应力混凝土材料的工艺方案十分复杂,特别是原材料配合比例大小的控制较难,同时对水泥、砂、石、水的质量也有明确的要求。
除了配制工艺外,现场使用此种新型混凝土的操作工艺也很复杂,不同桥梁路段的材料摊铺标准不一,如:厚度、用量、受力等,这些工艺上的难题尚未得到根本性的解决。
2、人员引用新型预应力混凝土意味着施工团队的变动,原先组建团队中施工人员的专业技能要求更严。
但是,大部分施工单位已经习惯于早期建立的施工队伍,并没有考虑到新材料需要安排高水平的作业人员完成操作。
此外,受限于桥梁项目成本资金的额度,施工单位很少按照新材料使用规范进行培训。
种种因素导致施工人员专业技能不足,限制了预应力混凝土材料功能的正常发挥。
3、技术技术水平落后限制了施工单位对预应力材料的使用,同时破坏了桥梁工程验收的总质量标准。
预应力混凝土连续箱梁常见病害及原因分析和加固方法
预应力混凝土连续箱梁常见病害及原因分析和加固方法前言:由于预应力混凝土连续箱梁这种结构形式的截面具有结构性能优良,抗扭转能力较强,适宜于工厂化集中预制、安装快捷等优点,使得其非常适合于建造大跨度的桥梁,但是因运营条件的改变、设计和施工不当、自然灾害和外部环境等原因,许多桥梁出现了各种常见病害,如不能得到及时处理势必影响桥梁结构安全和耐久性,甚至对人民生命财产造成极大损害。
本文中,我们针对在实际工程中连续箱梁出现的常见病害,对其产生的原因进行详细分析并提出了相应的加固措施。
预应力混凝土连续箱梁常见病害及原因分析1、支座破坏由于每一联的长度较长,从而其伸缩量较大,所设计的滑动支座必须有效滑动,也就是说伸缩量必须靠支座滑动来承担,不滑动仅靠支座变形来承受,支座变形超出其极限,那么支座必然破坏。
从实际使用观察,应该说存在一些问题,出现个别桥梁支座破坏,为此必须保证支座的质量,一方面支座的刚度、强度、耐久性必须满足要求,另一方面必须保证滑动面能有效滑动。
支座破坏2、施工工艺质量问题箱梁预制拆模后,如不注意在腹板下部与底板接触处波纹管位置会出现“水纹”现象。
通过实践分析主要是由于内模为下料方便未设底板,腹板振捣时水泥浆外漏造成的。
采取措施为芯模制作时加设活动底板,底板下料时打开,浇完底板后盖上并固定,再浇腹板,并注意振捣密实。
加强混凝土浇筑的工艺控制,严格按规范要求浇筑,同时适当采取二次振捣工艺。
通过以上措施就能很好的避免出现“蜂窝麻面”,“气泡”,“冷缝”,“拼缝漏浆错台”等质量通病。
3、连续箱梁的开裂通过对预应力混凝土箱梁桥的调查,在桥梁的修建以及以后的运营过程中.梁体不同部位常会出现横向、纵向及斜向裂缝。
裂缝问题是连续箱梁的常见通病。
裂缝一旦出现,轻则影响结构的耐久性,重则直接影响结构的承载能力,甚至危及结构安全,必须予以重视。
应弄清裂缝成因.采取预防措施.必要时采取加固措施.控制和延缓裂缝的进一步发展,以确保桥梁的安全和耐久性。
分析桥梁工程的常见病害及施工处理技术
分析桥梁工程的常见病害及施工处理技术桥梁工程是交通工程中非常重要的一部分,它承载着行车和行人的重量,因此在使用过程中会出现一些病害。
下面将对桥梁工程的常见病害及施工处理技术进行分析。
1. 沉降:桥梁长期使用后,由于地基不稳定、沉降等因素,桥梁会出现沉降现象。
处理技术主要有两种,一是对桥梁进行加固,例如增加支座、加固梁段等;二是对地基进行加固,例如进行注浆、加固土体等。
2. 裂缝:桥梁在施工过程中或长期使用后,由于温差、荷载等因素,会产生裂缝。
处理技术包括注浆、局部修补、扩大裂缝并填充等。
3. 锈蚀:桥梁钢结构长期受到环境氧化、湿度等因素的作用,会出现锈蚀现象。
处理技术主要是进行钢结构的除锈和防护涂层的涂装。
4. 鼓包:桥面铺装材料与桥面混凝土层之间存在空隙,长期受到荷载和气候变化的影响,会导致桥面松动、鼓包等现象。
处理技术包括重新铺装、桥面结构加固等。
5. 螺栓断裂:桥梁中的螺栓连接紧固件,由于材质、施工质量等因素,会发生螺栓断裂。
处理技术包括更换断裂的螺栓、加固相邻的螺栓等。
7. 混凝土剥落:桥梁混凝土表面受到风化、水蚀等因素的作用,会发生剥落现象。
处理技术包括修补剥落部位、加固桥体等。
8. 桥墩倾斜:桥墩由于地基不稳定等原因,会发生倾斜现象。
处理技术主要包括对地基进行加固、设置支撑等。
桥梁工程的常见病害主要有沉降、裂缝、锈蚀、鼓包、螺栓断裂、氧化、混凝土剥落、桥墩倾斜等。
针对不同病害,需要采取相应的处理技术,包括加固、注浆、填充、涂装等。
通过及时的维护和修复,可以延长桥梁的使用寿命,保障交通安全。
大跨径预应力混凝土连续刚构的徐变病害及对策
的部位有效预应力不足 ,下挠增大。浇筑混凝土时,内膜不能严格
3.1截 面尺寸偏小 。由于大跨度预应力 混凝 土连续刚构的绝大 固定牢固,便会产生超方 ,增加自重。3.6梁体开裂。梁体在下挠的同
普遍 。预应力混凝土桥梁具有跨 越能力强 ,刚度大 ,行车舒适 、施工 并没有足够的压应力储备。负弯矩预应力对控制徐变下挠具备有
技术成熟 、工程造 价低 、养 护简单等诸 多优点 。然 而随着预 应力混 利作用 ,并 且压应力沿截 面高度 的分 布梯 度和徐变 下挠 的有非 常
凝土桥梁的飞速发展,暴露出越来越多的徐变病害。尤其是主跨跨 密切的关 系。沿 截面高度压应 力分布 不均 ,上 下缘差 值较大 ,上缘
1概述
量 不够 。按照公路桥梁规 范 ,全应力构件设计按 受拉 区混 凝土不 出
近年来 ,随着预应力混凝土的研究开发与发展 ,预应力混凝土 现拉应力控制,对压应力的大小并未作要求。因此设计时通常配置
的应用也越来越广泛。其中预应力混凝土在桥梁中的应用也 日益 的负弯矩预应力筋数量仅刚刚满足受拉 区混凝土不出现拉应力 ,
一 96一 科 学技 术创 新 2018.23
大跨径预应力混凝土连续刚构 的徐变病害及对策
蒋 国龙 (北 京 中汉威 工程 咨询 有 限公 司 ,北 京 102218)
摘 要 :对 预应 力 混凝 土桥 梁徐 变效 应 的主 要 影响 因素进 行 了具 体 分析 ,得 出预 应 力混 凝 土桥 梁徐 变产 生的 各种 不 利病 害。
会 问接 的影 响叠加活荷 载的应力峰值 的出现 。同时由于混凝 土为 中,对预应力管道定位控制不严格,造成预应力钢束线型与设计线
脆性 材料 ,徐变将可 能影 响桥梁上混凝土 的胞 雎破坏 。
大跨径连续刚构桥梁的常见病害及控制措施
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。
桥梁病害之预应力相关病害分析
桥梁病害之预应力相关病害分析
悬臂与连续体系结构类桥梁刚度大、变形小,伸缩缝少跨越能力强,广泛应用于当今桥梁建设中,其中预应力可显著提高梁的强度和刚度,设计、施工不当会致使预应力带来很多相关病害,严重影响梁的承载能力及桥梁的结构安全。
桥梁病害
(1)预应力管道偏位。
预应力管道偏位时,在预应力作用下会产生径向集中力,引起底板局部冲剪受力状态,轻则导致混凝土局部开裂,重则混凝土崩裂,一般在施工期间就会表现出来。
(2)预应力管道压浆不密实。
该情况属于普遍存在的问题,主要是由于施工不当所致,其最大危害是在锚具突然失效情况下梁体预压应力会瞬间失效,致使梁体突然断裂坍塌,危害极大。
(3)预应力方向的裂缝以及锚后混凝土板开裂,齿块局部压损等病害。
(4)箱梁底板层离。
部分预应力箱梁由于上下两层钢筋网间布设的拉结筋较薄弱,如仅设带直角钩的拉结筋,在底板预应力张拉后,不能有效抵抗上下两层钢筋网之间产生裂缝的拉力,最终导致箱梁底板分层。
除此以外,预应力不足还会导致梁底裂缝以及梁体下挠等诸多病害产生。
桥梁预应力混凝土施工常见问题及防治措施
桥梁预应力混凝土施工常见问题及防治措施【摘要】预应力桥梁施工过程中,常常存在各种各样的质量问题,影响结构使用寿命和营运安全,所以应引起广大从业人员的高度重视。
本文分析其原因,提出了防治措施,并就切实抓好每道工序、每个环节的质量控制,减少预应力混凝土桥梁施工中的质量通病等进行了探讨,为类似工程施工提供技术借鉴。
【关键词】预应力混凝土质量通病防治措施预应力技术在桥梁施工中因其节省材料、自重轻、减少混凝土梁的竖向剪力和主拉应力、结构简单、安全可靠、便于安装等优点,在国内外公路桥梁建设中得到广泛应用。
但预应力张拉工艺相对较复杂,要求预应力结构施工的专业性强。
而在实际施工中,有的施工队伍经验不够丰富,加之有的设计方案欠考虑,引发桥梁施工过程中预应力损失过大、空心板梁张拉后梁端顶底板中间部位出现纵向裂缝、金属波纹管孔道漏浆、曲线孔道竖向位置偏差、曲线孔道灌浆欠密实、预应力筋改变方向处混凝土开裂等诸多质量缺陷和问题。
为减少预应力结构施工中的病害,笔者结合工程实践中的一些体会,进行分析和探讨。
1 预应力损失过大设计计算预应力混凝土受弯构件张拉控制应力σcon时,除需要根据承受外荷载的情况,估定有效预应力σy外,还需要估算相应的预应力损失σs,即:σy=σcon-σs。
预应力损失σs主要包括预应力筋与管道壁间磨擦引起的预应力损失σs1,锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失σs2;钢筋与台座间温差引起的预应力损失σs3等。
但由于有的施工行为不够规范,致使实际施工情况与原估算应力损失的施工情况不完全相符,导致实际预应力损失大于原估算值。
1.1 原因分析(1)预应力管道安装控制不严。
管道位置偏差过大,或梁体浇筑过程中管道存在漏浆现象,致使σs1过大,超过原估算值。
(2)张拉龄期过早。
现今梁的预制多采用早强剂或提高混凝土配置强度,梁体浇筑后4-5天混凝土强度就能达到设计强度的75%以上,有的甚至达到90%以上,而《公路桥涵施工技术规范》对龄期也未作明确要求,结果梁体混凝土浇筑4-5天后即开始张拉。
中国大跨径混凝土梁桥典型病害剖析及防治技术简介
前 言
预应力 混凝 土梁桥 ( 包括连续 梁桥 、连续 刚
等病害。开裂和下挠影响结构的正常使用 、耐久
性 以及美观 性 ,还会 引起 超静定 结构 的内力重分
构和刚构一 连续组合体系 )以其结构刚度好 、行
布,有可能导致结构承载能力的降低 , 乃至危及
桥梁安 全 。
1 1大跨 径混凝 土 梁桥结 构 裂缝现 状 .
车平顺 、养护简单等一系列优点而备受工程界欢
迎。目 前我国已建和在建 的跨径超过20 的连续 0m 刚构桥 已达2多座 ,跨径在10 2 0 之间的预 0 0 ~ 0m
应 力混 凝 土梁 桥 已有 10 0 多座 ;世 界 范 围 内共有 跨 径超过 20 4m的特大 跨径连续 刚构桥 共 l座 ,其 8 中 1 座在 中 国 , 占世 界 总量 的7 % 。然 而 近年 3裂 、纵缝 底向
篆 蓑
横 囊 向 裂 缝
锚下发散裂缝
沿预应 力管道 裂缝 《
《
j 一 二 一
— —
束 霎板 的 瓣 跨 中 底 霎’ 嘉 曩 兽 蓑
任力 何管 预道 应
横过 正、周 上两 、 隔人边 方侧 板孔
桥型 连续 刚构
连续 刚构
长期下挠( m m ) 20 6
35 3
三门峡黄河公 路大桥 东明黄河大桥 重庆黄花园大桥 南海金沙大桥
大河铺大桥
连续 刚构 刚构一 连续组合体 系 连续 刚构 连续刚构
连续刚构
15 4× 4 + 0 0 + 10 15 7 + × 2+5 5 7 1 0 7 17 6 3 0 17 6 3 . + 2 + 3 . 1 X5 1 6+2+6 6 10 6
预应力混凝土桥梁易产生病害及维修方法
预应力混凝土桥梁易产生病害及维修方法摘要:近二三十年来,预应力混凝土桥梁发展很快。
目前已建造了大量的预应力混凝土桥梁,特别是在特大桥的建造中,预应力混凝土桥梁的采用相当普遍。
有些桥梁存在不同程度的开裂,以至增加养护、维修费用。
产生裂缝的原因除了混凝土、钢筋存在的质量缺陷外。
还与设计环节、施工环节、气候等外界因素有关。
关键词:预应力混凝土桥梁生病害维修方法前言特别近年来,预应力技术发展迅速,在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面的日新月异,大大促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展,目前世界桥梁中有70%以上都采用了预应力混凝土结构。
但国内外对在役桥梁的检测报告都表明,随着桥梁建设数量与使用年限的增加,缺陷桥梁出现的数量也越来越多,预应力混凝土桥梁在施工与运营期陆续出现一些具有共性的病害,引起了广泛的重视和研究。
一、桥梁的常见病害通过对多座预应力混凝土桥梁的调查分析,总结既有预应力混凝土桥梁的常见病害特征如下:1、桥面不平整,铺装层出现不规则的网状裂缝:在超载、超限车辆的长期作用下,在尚未达到设计年限期时,桥面板即出现凸凹不平或网状开裂的特征;2、桥头跳车:对运营数年的预应力砼桥梁而言,桥头跳车是一种普遍的病害现象。
据调查,台后路面与桥台路面高差普遍在2~3 cm左右,明显存在台阶。
3、砼开裂:在预应力砼桥梁中,梁体开裂是一种较为普遍的现象。
裂缝按其开裂部位可为:箱梁顶、底板开裂,腹板开裂,齿板开裂,预应力锚头附近局部应力引起的开裂等。
这些裂缝如不及时发现并维修,就会使小裂缝发展成大裂缝,小病酿成大病。
4、钢筋锈蚀:钢筋锈蚀体积膨胀导致砼开裂或表面砼成块脱落。
砼开裂后又使原来处于砼保护层下的钢筋暴露于空气中,如此恶性循环,如不及时维修养护,对桥梁的危害也是并不可忽视的。
5、桥梁附属构筑物的病害:伸缩缝装置设置在梁端构造上较薄弱部位,受桥面温度的变化影响和车辆荷载作用,频繁不断地伸缩变形,很容易损坏,不仅影响行车的舒适性,而且由于伸缩缝的损坏可能使水向下渗漏到梁主体结构和造成支座锈蚀等破坏。
预应力桥梁施工中的常见质量问题与预防措施
预应力桥梁施工中的常见质量问题与预防措施摘要:随着我国建筑桥梁事业的快速发展,为了顺应桥梁的发展速度,提高建筑桥梁的施工质量,必须要提高桥梁施工技术。
随着我国桥梁施工技术的不断发展,预应力桥梁也具备了更广阔的市场发展空间。
但是在实际的工程施工中,预应力桥梁依然存在了很多问题,尤其是质量问题。
通常这些质量问题都会在各项桥梁工程施工当中出现,影响了桥梁的质量安全。
因此,相关的技术人员必须要根据预应力桥梁施工中经常出现的质量问题进行有效的分析,并制定相关的解决措施和预防措施,从而保证预应力桥梁施工的质量安全,提高我国桥梁工程的质量水平。
关键词:预应力;桥梁施工;质量问题;预防措施交通事业的繁荣发展在很大程度上影响了我国社会经济的发展,也对人类的生命安全,生产活动产生很大程度上的影响。
因此,为了促进我国社会经济的发展,保证人们的生命安全和正常的生活,必须要提高我国交通事业的发展。
在我国交通建设中,桥梁建设占到了交通事业发展的重要组成部分。
因此,必须要提高桥梁工程的建设,保证桥梁质量的安全。
在桥梁施工过程中,预应力技术得到了很好的应用,但是,预应力桥梁施工过程中也存在了诸多问题。
这就要求着技术人员提高自身的技术水平,保证预应力桥梁的正常施工。
预应力桥梁施工中的常见质量问题1、预应力桥梁施工过程当中,通常会出现预应力钢丝或钢绞线断裂或滑落的现象,从而在很大程度上影响了桥梁施工中所需要的预应力值。
这常常是因为在施工中使用的预应力钢丝或者是钢绞线的直径太大时,不能很好的安装锚塞和夹片,或者是没有按照相关的编束要求对预应力钢筋进行编束,使得编束的预应力钢筋出现交叉、松紧不同的现象,而在张拉时很容易使得钢筋受到了不均匀的力度。
另外在安装锚具时,没有对锚具的尺寸进行准确的计算,使得夹片与预应力筋之间存在了很大的误差,而在安装锚环的位置时也没有准确计算,很容易导致支承垫板出现倾斜的现象,因而预应力钢筋出现断裂和滑落的现象。
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2011年3月第3期城市道桥与防洪收稿日期:2010-12-20作者简介:郑为(1974-),男,浙江江山人,工程师,从事道路交通工程建设工作。
郑为1,高水堂2(1.浙江省交通工程建设集团有限公司,浙江杭州310051;2.浙江省交通工程建设集团第三交通工程有限公司,310051)大跨径预应力混凝土桥梁常见病害分析摘要:大跨径预应力混凝土桥梁在使用过程中会出现各种病害,如各种裂缝的形成、跨中的下挠,这不仅会影响桥梁的美观更重要的是会影响桥梁的正常使用。
该文阐述了大跨径预应力混凝土桥梁中常见的病害,并分析了其产生的原因,针对性地提出了一些预防和补救的措施。
关键词:预应力混凝土;裂缝;病害;原因分析;预防;补救措施中图分类号:U448.35文献标识码:B文章编号:1009-7716(2011)03-0099-030前言预应力混凝土是一种预先储备足够压力的新型结构材料,因而由其建造的预应力混凝土桥梁具备多方面的重要特点和优势。
首先,它能够充分利用现代的一些高强度的材料,如高强混凝土、高强钢材,达到减小桥梁的构件的截面积、减轻自重、增大桥梁的跨径的目的。
其次,预应力混凝土桥梁和普通的钢筋混凝土桥梁相比,能够节省钢材,并且桥梁的跨径越大,节省的钢材越多。
再次,预应力混凝土桥梁构件的刚度比普通混凝土桥梁要大,能够提高结构使用的耐久性。
最后,预应力技术提供了一种较为有效的拼装手段,能够提高结构的整体性,并且减少施工的难度。
由于预应力混凝土桥梁具备以上多种优点,因而近年来我国修建了大量的预应力混凝土桥梁,其中不乏许多大跨径预应力混凝土桥梁。
但由于各种原因,如桥梁结构材料自身的特性、桥梁的设计的合理性与施工的质量、桥梁所处的环境及防护措施的影响,大跨径预应力混凝土桥梁在使用过程中会出现各种病害,影响桥梁的美观性和正常使用功能。
1大跨径预应力混凝土桥梁常见病害分析1.1主要病害之一:裂缝通过大量的的实践表明,混凝土的任何损伤与破坏,一般都能够通过混凝土中的裂缝表现出来,也就是说,裂缝能够及时反映混凝土的性状。
在工程实践中,人们都会努力采取各种措施尽量减少裂缝的产生,以此保证结构物的整体性。
尽管如此,在施工过程中或者已经投入使用的混凝土桥梁中,还是会不同程度地产生各种裂缝,它已成为混凝土施工中很常见并且难以解决的病害,甚至在预应力混凝土结构中也会经常见到裂缝。
引起混凝土结构产生裂缝的因素很多,而且各因素之间相互作用和影响,对于常见的各种类型的裂缝,由其产生的原因可以归纳为以下几种类型。
1.1.1由荷载引起的裂缝荷载裂缝是混凝土结构物在自重,以及汽车等外荷载作用下产生的一种裂缝形式。
对于这种类型的裂缝又表现为斜裂缝、垂直型裂缝、扭曲裂缝、断开型裂缝、局部应力引起的裂缝。
其中,斜裂缝通常在腹板上见得最多,随着荷载的不断增加和作用,裂缝的长度、宽度、数量也不断增大,同时有向桥的跨中发展的趋势。
这种裂缝一旦形成,应该注意及时采取相应的措施加以控制。
对于垂直型的裂缝,通过大量观察和检测表明,其形态和数量与施加的荷载密切相关,裂缝形成后会逐步向两侧发展。
对于扭曲裂缝,常常会导致混凝土保护层的脱落,使钢筋暴露在外面,加速构件的破坏。
断开型裂缝的产生是由于施加的荷载超过了构件的抗拉极限强度,轻微时则造成混凝土工作失效,由钢筋承受全部荷载,随着荷载的继续增加,钢筋达到屈服,最终使整个构件达到破坏。
局部应力引起的裂缝,是由于在桥梁的局部结构处存在较大的应力或者桥梁结构物在遭到突然性的外界荷载冲击时而产生的。
1.1.2混凝土收缩产生的裂缝混凝土是由气、液、固组成的三相体,在强度形成过程中,未水化的水泥颗粒会继续吸收周围的水分进行水化作用;另一方面,伴随有三相体中的水分散失,是结构物体积缩小,导致收缩裂缝的产生。
收缩裂缝是引起混凝土结构物产生裂缝的原因之一,但一般情况下,相对于温差应力产生的裂缝则小得多,在温度不是很高的情况下甚至可以管理施工99城市道桥与防洪2011年3月第3期忽略不计。
但是在温度较高而且干燥的环境中,如果结构物较大,且养护措施不到位的话则很容易引起收缩裂缝的产生。
1.1.3由温差应力产生的裂缝混凝土的热胀冷缩的性质相当明显,而在混凝土的拌制过程中及强度形成过程中会伴有水化热的过程,在使用期间经历温差的变化过程,导致结构各个部分间温度不均,这都将引起混凝土结构的变形。
当混凝土的变形受到某种阻碍和约束时,在结构内部将会产生次内力,当这种内力超过混凝土自身的抗力时,就会形成所谓的温度裂缝。
一般来说,日温差和骤然的温度降低最容易引起混凝土构件温度裂缝的产生。
此外,施工过程中的水化热、养护措施不当、新旧混凝土结构接缝处温度不均都会导致温度裂缝的产生。
1.1.4混凝土中钢筋失效产生的裂缝当混凝土结构的保护层厚度不足时,钢筋直接受到大气的侵蚀和其他环境因素的作用,导致其与混入混凝土结构中的氧气和水发生锈蚀反应,引起混凝土的开裂,产生纵向裂缝。
此外,由于钢筋发生锈蚀,其能够提供拉应力的有效面积减小,结构抵抗拉应力的能力相应减小,承载力明显下降,引起其他形式裂缝的产生,进一步加速结构的破坏。
1.1.5桥梁基础沉降变形引起的裂缝当桥梁所处的基础地质情况较差,承载力不足时,会导致基础的竖向不均匀沉降或者水平方向的位移,在结构物中引起附加应力的产生,当其超过结构物的抗拉或者抗剪强度时就会导致结构的开裂,从而形成裂缝。
1.1.6混凝土在低温条件下产生的冻胀裂缝在低温条件下,混凝土中存在的游离水转化为冰,体积迅速膨胀,在混凝土内部产生附加力,导致裂缝的产生。
如果混凝土中的空隙过大、组成材料的吸水率太高、水灰比较高、养护措施不当时,最容易在低温时产生冻胀裂缝。
1.1.7混凝土组成材料不合格引起的裂缝混凝土结构整体是由水泥、粗集料、细集料、水和外加剂组成,其中任何一种材料的质量存在问题,都有可能引起混凝土结构的开裂。
因而从外面采购的材料在混凝土拌合之前,有必要进行相关试验,确保拌和成的混凝土能够达到各项性能要求。
1.1.8施工不当引起的裂缝在预应力混凝土桥梁的各个构件的浇筑、养护、起吊、运输、堆放、拼装、预应力的张拉过程中,如果施工工艺不到位,都可能引起各种裂缝的形成。
以上是预应力混凝土桥梁中常见的裂缝形式产生原因的简要分析。
总的说来,目前我国的大跨径预应力混凝土桥梁的梁体开裂现象是比较严重的。
交通部公路科学研究院曾经对全国公路系统主跨大于60m的近180座主要预应力混凝土箱梁桥开展了裂缝相关调查与统计分析工作。
结果表明,这些桥梁中都不同程度地存在各种形式的裂缝。
调查结果不容乐观,具体情况见表1所列。
1.2主要病害之二:混凝土及钢筋的腐蚀对于混凝土桥梁,混凝土和钢筋的腐蚀破坏应该是桥梁产生病害的主要原因之一。
桥梁作为一种室外构造物,暴露于自然,长期经受风吹、雨淋、日晒。
特别是对于大跨径的桥梁,所处的环境可能更加恶劣,如受到海水的侵蚀等,更容易引发桥梁钢筋混凝土的腐蚀。
钢筋混凝土中引起钢筋锈蚀的原因主要有两种:混凝土保护层的碳化作用和氯离子的侵入,对于直接与海水接触的钢筋混凝土结构则同时存在这两种腐蚀作用。
钢筋一旦发生锈蚀破坏,其有效截面面积减小,导致结构承载能力的下降,随之产生诸如裂缝和变形等现象,随着钢筋的进一步腐蚀,结构破坏也进一步加剧,直至完全破坏。
对于混凝土的腐蚀,即溶蚀作用,是混凝土结构在所处环境中自身物质发生一系列化学反应,导致结构强度明显降低的复杂过程。
总之,不管是混凝土的腐蚀还是钢筋的腐蚀,都会破坏桥梁结构的整体性,导致其承载能力下表1桥梁中裂缝出现的常见位置及裂缝性质统计表裂缝性质裂缝常见位置底板横向裂缝跨中附近底板及腹板顶、底板纵向裂缝跨中附近厚度较薄底板、板中部、折角附近底板层间横向裂缝配有底板正弯束的跨中底板腹板中部斜裂缝L/4跨及梁端附近腹板与底板横向裂缝贯通的腹板裂缝剪跨区内的底板及腹板齿板局部区域裂缝齿板与顶、底、腹板交界处,齿板侧面及前端纵向裂缝锚下发散裂缝钢束锚固处(梁端及齿板)沿预应力管道裂缝任何预应力管道顶、底板纵向裂缝跨中附近厚度较薄底板、全桥顶板、板中部、折角附近顶板横向裂缝桥墩部位顶板及腹板横隔板裂缝横隔板过人孔周边、正上方、两侧管理施工1002011年3月第3期城市道桥与防洪降,甚至丧失应有的功能。
因此,混凝土桥梁出现此类病害,应该引起高度重视,并且有针对性地采取相应措施。
1.3主要病害之三:梁跨中长期变形超过预期值,且不稳定对于大跨度预应力混凝土梁跨中长期变形超过预期值,且不稳定是一个较为普遍的现象,并且跨中变形与梁体的裂缝常常是同时出现的,对于大跨径桥梁的跨中部下挠能够达到很大的数值。
预应力混凝土受弯构件计算的长期挠度值,不应超过计算跨径的相应数值,一旦超过预期值,将引发各种严重的病害。
经过大量实践和经验总结表明,引起大跨度预应力混凝土梁跨中下挠超过预期值的因素是多方面的,分析其原因主要如下:(1)设计上没有合理预测混凝土徐变产生的影响,以致梁跨中长期变形超过预期值;(2)在混凝土结构没有形成足够强度之前,过早施加荷载,导致桥梁跨中的挠度增大;(3)设计时忽视了汽车等外荷载对桥梁挠度形成的作用;(4)在桥梁的施工过程中,由于施工技术不到位,使预应力损失增大,引发桥梁跨中挠度的增大;(5)由于以上所述的的病害之一裂缝的出现,导致桥梁结构整体性下降、刚度降低,从而进一步引发跨中挠度的增大。
2大跨径预应力混凝土桥梁常见病害预防和处理措施2.1裂缝的预防和处理措施2.1.1裂缝的预防措施根据大量分析调查表明,混凝土出现裂缝或者其它缺陷,除了设计上的原因外,通常施工质量不到位是产生问题的主要原因。
因而,要想预防和减少混凝土桥梁中裂缝的产生,应该从狠抓施工质量入手,严格控制施工各个环节。
具体如下:(1)预应力钢筋的张拉应该严格按照施工步骤进行;(2)在施工过程中,要及时更换模板,避免模板过度变形而引起的裂缝;(3)在施工过程中要重视施工工序间的前后衔接,以此减少温度裂缝和收缩裂缝的产生;(4)在混凝土的浇筑过程中,要确保混凝土的浇筑质量,同时加强养护工作,有效提高混凝土的强度,减少温度裂缝和干缩裂缝的产生;(5)严格控制混凝土原材料的质量,在混凝土拌合之前有必要对其进行相关试验,设计出较为合理的混凝土配合比;(6)在不利气候条件下,如在高温或者低温条件下,最容易引起混凝土各种裂缝的产生,因而施工过程中应该采取相应的措施预防混凝土构件中裂缝的产生。
2.1.2裂缝的处理措施如果混凝土构件中已经产生了裂缝,则应该通过采取相应的措施进行处理。
首先,应该通过观察检测,判别裂缝的性质,分析其产生的可能原因,并且预测其发展情况及其可能对结构产生的不良影响。
其次,根据初步分析的结果,提出初步的处理措施:(1)对于较为轻微的或者对桥梁的正常运营不构成威胁的裂缝,可采取修补的办法进行处理;(2)对于较为严重的裂缝且可能危及桥梁的安全时,则应封闭桥面上的交通运行甚至对桥梁进行报废处理。