高速公路桥梁常见病害成因及预防措施
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高速公路桥梁常见病害成因及预防措施
摘要:随着我国经济的高速发展,高速公路的建设和发展成为了我国经济的一大特征。高速公路桥梁的特点在于车流量大、车速快,对桥梁的冲击力大;很多高速公路是交通要道,一旦封路封桥将造成严重堵车,甚至周围地区交通陷入中断状态。这些特点给桥梁的定期检查和养护维护造成了困难。因此,总结高速公路桥梁的病害特征对桥梁的养护、维修和加固都具有重要意义。
关键词:高速公路桥梁常见病害成因分析预防措施
abstract: along with the rapid development of economy, the highway construction and development of the economy in our country became a big features. the characteristics of the highway bridge is big, speed fast cars, the bridge’s huge impact; a lot of expressway traffic main artery is, once fenglu sealing bridge will cause serious traffic jam, even in areas around the state traffic was interrupted. these characteristics to bridge the regular inspection and maintenance maintenance caused difficulties. therefore, this paper summarizes the characteristics of the highway bridge diseases of the bridge maintenance, repair and strengthening is very significant.
keywords: highway bridge common disease cause analysis the preventive measures
中图分类号:u412.36+6文献标识码:a 文章编号:
本文通过对福建省几条高速公路沿线桥梁的定期检查,总结了各种形式桥梁的病害特征,分析了病害原因,并针对福建省地处地震带和季节性雨季的特点,将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,对既有病害的整治和桥梁维修加固方法进行了讨论。
一、高速公路桥梁常见病害原因分析
纵向裂缝是预应力空心板结构的常见病害,一般有以下几个成因:1、常见裂缝分析
桥台竖向裂缝,一般出现在扩大基础的重力式桥台上,在设计阶段由于地质勘察精度不够,试验资料不准确,没有充分掌握地质,就设计、施工,在运营过程中,由于结构荷载差异较大,引起台身不均匀沉降产生的;桥台横向裂缝,一般为荷载裂缝,它主要是由台背主动土压力过大、荷载以及温度作用效应产生的。另外钢筋锈蚀膨胀、混凝土收缩也是产生桥台裂缝的主要原因。
盖梁(墩顶及悬臂处)产生的裂缝(缝宽约0.04mm~0.2mm),是结构正应力即盖梁顶面负弯矩区受力钢筋不足引起的。盖梁其它类型裂缝主要是由于钢筋锈蚀膨胀以及混凝土收缩产生的裂缝。
此类裂缝主要存在于连续预应力t梁桥中,病害最主要的原因是:设计方面,由于横隔梁间距过大,自身刚度偏小,致使桥梁横向联系较弱,横隔梁在拉剪应力下开裂;施工方面,横隔梁一般采取湿
接缝施工,后浇混凝土未考虑收缩补偿,造成新旧混凝土收缩速率差而产生混凝土收缩裂缝;养管方面,由于超载重车反复作用,使桥梁的横隔梁承受远大于设计的荷载,导致横隔梁混凝土竖向开裂。另外雨水及融雪盐水沿横隔板接缝下渗,致使连接钢板锈蚀,将混凝土保护层胀开。
空心板横向裂缝一般包括荷载裂缝、温差产生的混凝土干缩裂缝、空心板板底钢筋锈胀裂缝等几种形式。其成因主要为:设计荷载等级小于目前超载车辆的荷载等级,较大荷载作用下板底混凝土开裂形成横向裂缝;施工时由于水泥用量过大、温差过大或养生不及时等出现的干缩裂缝;模板底座不牢,沉降不均匀出现的横向开裂;空心板吊装或堆码,受力支点不当出现的开裂;施工时板底厚度偏小,容易造成板底横向开裂。
2、桥梁上部结构病害分析
由于桥下无明显限高标志,会导致边梁(板)被车辆撞击,混凝土脱落,严重者主筋或钢绞线外露、崩裂,影响了梁体的承载能力。也有的梁底被刮蹭、局部混凝土剥落、有大面积的划痕,影响了结构耐久性。预制板铰缝混凝土脱落、渗水现象也比较常见,主要是由于施工质量差以及桥面防水层失效造成的。
一方面水渗到板梁底面影响结构的耐久性,另一方面铰缝混凝土构造失效后板梁之间横向联系降低,荷载作用下单板受力较大,容易引起底板横向开裂。钢筋锈蚀、混凝土风化剥落此类病害在上部结构及盖梁、墩柱和桥台等各部构件都有发生,可分两种情况:一种
是混凝土剥落开裂后导致钢筋锈蚀,即先裂后锈;另一种是由于保护层太薄、露筋或渗水等引起钢筋锈蚀膨胀,继而混凝土剥落,即先锈后裂。主筋锈蚀将导致其有效截面的减少,混凝土剥落开裂后使钢筋更易锈蚀,如此恶行循环对桥梁的危害是相当大的;另外还有的桥梁由于施工质量差,造成钢筋外露,混凝土破损,引起钢筋锈蚀的化学原因主要是氯离子的侵入和混凝土的碳化。
3、桥梁下部结构病害分析
常见的支座形式有油毛毡支座、板式橡胶支座和盆式橡胶支座。油毛毡支座经常发现破裂和滑动面不平整的现象。板式橡胶支座的主要病害是脱空、老化开裂和剪切变形,此类病害在所检测桥梁中比较普遍。盆式橡胶支座的情况好于板式橡胶支座,但有的支座螺栓生锈、上螺栓卡死,支座无法活动。支座的病害可能使上部结构失去活动能力,从而产生附加内力,对桥梁的承载能力和工作状态产生不利影响。
桥面铺装层病害表现为铺装的纵横向裂缝,铺装层剥落,引起这一病害的主要原因是冲击荷载。铺装层的病害在高速公路上的危害性非常严重:铺装层破损会使车辆冲击荷载进一步增大;
防水功能失效后,雨水渗入主梁中,使主梁受力钢筋锈蚀,这一点对于钢筋混凝土结构而言危害尤其严重;铺装层的破坏会还改变设计荷载的横向分布状态,使得横向刚度变小,各梁板受力不均,并使主梁实际高度变小,纵向刚度减弱,挠度增大。
伸缩缝的损坏后,不仅影响行车的舒适性,而且造成许多桥梁在桥