桥梁常见病害

24 垂直裂缝
弯曲裂缝
剪切裂缝
弯
24
剪
24
弯 剪
弯一般不止一道，曲阜立交
24
断开裂缝
垂直
局部应力集中裂缝
扭曲 断开
扭曲裂缝
垂直
弯一般不止一道，曲阜立交
扭曲
局部
断开
7 混凝土裂缝
7 混凝土裂缝
8 混凝土崩裂
8 混凝土崩裂
9 墩柱开裂
9 墩柱开裂
10 桩基
0.10 超载车
二、

桥梁加固技术
2 桥面铺装
环状网裂
2 桥面铺装
环状网裂
2 桥面铺装
沥青铺装碎裂
2 桥面铺装
水泥 铺装 碎裂
2 桥面铺装
单板受力
2 桥面铺装
单板受力
2 桥面铺装
单板受力
3 桥面线形
4 桥头搭板
5 支座
老化开裂
5 支座
剪切变形过大
脱空
5 支座
缺不锈钢板
5 支座
开裂
5 支座
开裂
移位
5 支座
加固的一般原则： •(1)尽量减少对原结构的损伤；
•(2)技术可靠，具有长期加固效应，能满足
结构耐久性要求；
•(3)施工设备简单，施工操作方便；
•(4)材料用量少，费用低；
•(5)养护工作量少； •(6)加固施工时尽量不中断交通。
二、 桥梁加固技术
桥梁加固的常用方法：
（1）增大构件截面加固技术；
（2）改变结构体系加固技术；
大跨径桥梁 局部开裂
5 粘贴钢板加固技术
（1）结构胶原材料检验
性能项目 抗拉强度 抗压强度 伸长率 钢—钢拉伸抗剪强度标准值 性能要求 ≥30MPa ≥65MPa ≥1.3% ≥15MPa
与混凝土的正拉粘接强度
≥2.5MPa
（2）钢板原材料检验—拉伸试验，测 量屈服强度、抗拉强度、延伸率
0 K V V
5 粘贴钢板加固技术
结构胶原材料检验——抗压试件
0 K V V
5 粘贴钢板加固技术
结构胶原材料检验——剪切试件
0 K V V
5 粘贴钢板加固技术
（3）现场检验——混凝土凿毛 凿毛合格 凿毛不合格
0 K V V
5 粘贴钢板加固技术
（4）现场检验——钢板打磨 打磨合格
打磨不合格
打磨后生锈、污染
0 K V V
AA 裂缝宽度大于 2mm， 外 露 长 （ 极 水平裂缝长度大于相 度 大 于 严重） 应边长 50% 100mm A级 裂缝宽度大于 2mm， A1 （严 局部 水平裂缝长度大于相 重） 外露 应边长 25% 裂缝宽度大于 1～ — B 级（较重） 2mm，水平裂缝长度 大于相应边长 25% 裂缝宽度 0.5～1mm， — C 级（中等） 水平裂缝长度大于相 应边长 10% 龟裂、裂缝宽度小于 — D 级（轻微） 0.5mm，无水平裂缝
（2）中压灌胶—空压机配胶罐
（3）高压灌胶—专用设备
4混凝土裂缝灌胶
（1）原材料检验—抗压试件
项目 性能指标
抗压强度
粘接抗剪强度 粘接抗拉强度
≥50MPa
≥10MPa ？MPa
4混凝土裂缝灌胶
（2）原材料检 验—与混凝土粘接
4混凝土裂缝灌胶
（3）原材料检验——钢—钢粘接
4混凝土裂缝灌胶
（4）现场检验—固化检验
0 K V V
5 粘贴钢板加固技术
(5)质量缺陷—
钢板丢失
5 粘贴钢板加固技术
(6)质量缺陷 —钢板撕开
6粘贴碳纤维加固技术
I级碳纤维布的主要力学性能指标
性能项目 抗拉强度标准值 弹性模量 性能要求 ≥3400MPa ≥240000MPa
极限拉伸值

≥1.7%
规范规定[εf]＝0.007或其极限拉应变的较小值，即其容许抗拉 强度 [fp]=Ef×[εf]＝1680MPa Q235钢的抗拉强度fsd=195MPa [fp]/fsd=8.6 即粘贴一层300g/m2(厚0.167mm)碳纤维1m宽，相当于增加了14.36cm2 （3根φ25）I级钢筋，或2根φ25Ⅱ级钢筋。其加固效率较低。
混凝土裂缝
(a)由骨料下沉造成的裂缝;(b)侧模板移动 产生的裂缝; (c)垂直于钢筋方向的收缩裂缝; (d)垂直于骨料表面的收缩裂缝;(e)干缩形成的 三支裂缝;(f)水泥碳化的网状细裂缝;(g)钢筋 腐蚀膨胀引起的裂缝;(h)弯折钢筋受拉引起的 裂缝;(i)转角处拉应力引起的裂缝
7 混凝土裂缝
（2）现场检验——表面平整度
6粘贴碳纤维加固技术
（3）现场检验—外观
6粘贴碳纤维加固技术
（4）现场检验——施工缺陷
大面积空鼓 褶皱 面胶涂刷过量
浸渍不充分
分散
面胶涂刷不均匀
6粘贴碳纤维加固技术
（5）现场检验——拉拔试验
6粘贴碳纤维加固技术
（1）质量缺陷—涂装脱落
（2）质量缺陷—碳纤维脱落
6粘贴碳纤维加固技术
6粘贴碳纤维加固技术
由于桥梁构件普遍尺寸大、配筋多，粘 贴碳纤维增加的抗弯承载力相对较小，一 般使用在： （1）小型构件，如跨径小的板、楼板。 （2）应力复杂部位，如箱梁腹板。 （3）包柱，使受压柱形成约束混凝土。
6粘贴碳纤维加固技术
I级碳纤维布主要力学性能指标 (1)原材料检验 ——布3项、 胶2项
— 沿支座一侧外 鼓长度占相应 边长 25% 沿支座一侧外 鼓长度占相应 边长 10%～25% 沿支座一侧外 鼓长度小于相 应边长 10% —
— 有脱 空 —
—
4混凝土裂缝灌胶
灌胶饱满芯样
4混凝土裂缝灌胶
灌胶饱满芯样
4混凝土裂缝灌胶
取芯钻孔照片
4混凝土裂缝灌胶
灌胶不饱满芯样
4混凝土裂缝灌胶
活动裂缝灌胶后开裂
4混凝土裂缝灌胶
活动裂缝封缝后开裂
4混凝土裂缝灌胶
活动裂缝封缝后开裂
5 粘贴钢板加固技术
中小跨径梁 板桥承载力不 足
适用 于大多 数桥梁 加固

2改变结构体系
(2)简支变连续

2改变结构体系
(3)八字撑架法

2改变结构体系
(4)连续梁斜拉加固

2改变结构体系
（4）连续梁斜拉加固

2改变结构体系
(5)连续梁桁架加固

3增强横向联系
(1)预制板桥面铺装改造

3增强横向联系
(2)预制板底增强横向联系（增设横梁）
0 K V V
3增强横向联系
开放交通条件： （1）养生10天后。 （2）混凝土抗压强度达到设计的100%。
8 支座病害判断及更换
橡胶支座损坏原因:
⑴橡胶支座的老化 ⑵橡胶支座产品质量 ⑶施工和养护管理不善 ⑷支座设计、选型及布置不合理 ⑸其它原因
8 支座病害判断及更换
橡胶支座病害评价—板式橡胶支座劣化等级评定表
劣化类型 裂纹 劣化等级 钢板 外露 不均匀鼓凸 与脱胶 支 座 脱空 超限 剪切 tanα >0.45 支座位置 串动 串动大于 相应边长 25% 串动小于 相应边长 25% —
性能项目 抗拉强度标准值 弹性模量 极限拉伸值 性能要求 ≥3400MPa ≥240000MPa ≥1.7%
A级碳纤维胶主要力学性能指标
性能项目
抗压强度 钢—钢拉伸抗剪强度标准值 与混凝土的正拉粘接强度
性能要求
≥70MPa ≥14MPa ≥2.5MPa
正拉粘接强度≥2.5MPa，且为混凝土内聚破坏
6粘贴碳纤维加固技术
6粘贴碳纤维加固技术
碳纤维板加固布置
6粘贴碳纤维加固技术
预应力钢绞线松弛率
6粘贴碳纤维加固技术
碳纤维板与钢绞线比较： 按强度计算，100mm宽、2mm厚碳纤维板相 当于1根钢绞线， 1）碳板约100元/米，无粘结钢绞线约10 元/米。 2）碳纤维板锚具约4000元/套，单根钢绞 线锚具及齿板不超过1000元/套。 加固效率低，耐久性还需验证。
（3）增强桥梁整体性加固技术；
（4）体外预应力加固技术； （5）裂缝修补加固技术; （6）粘贴（钢板、碳纤维、钢丝等）加固技术； （7）支座病害判断及更换； （8）拉吊索病害判断及更换。
1增大构件截面
(1)增焊主筋

1增大构件截面
(2)增加钢筋混凝土截面

1增大构件截面
(3)增设主梁


外鼓
钢板脱胶
5 支座
剪断
5 支座
支座偏位
5 支座
偏压
5 支座
钢盆底面混凝土脱空
偏压引起四氟板挤出
5 支座
箱梁脱离支座
5 支座
盆式支座承载力不足
6 混凝土缺陷
蜂窝
麻面
孔洞
裂缝
6 混凝土缺陷
剥落
露筋
流膏
风化
7 混凝土裂缝
(a) (b) (c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
图 2-1
案例——某连续箱梁桥建成后不久，腹板、底板即严重开 裂，在原施工节段结合处发现很多几乎贯通底板的裂缝。 90%以上的裂缝宽度已经达到并超过0.2mm。加固措施： （1）边腹板内侧及中腹板在中支点两侧距支点10m范围 内粘贴钢板条，然后在四分之一跨范围内浇筑10cm厚钢 筋混凝土；
6粘贴碳纤维加固技术
（2）主桥箱梁全部顶板、底板底面，部分翼缘板底面和支 点一定范围内的边腹板外侧，采用粘贴碳纤维布的加固补强；
（3）重新铺设桥面铺装，更换伸缩缝。加固费用1000多万元。 该桥加固二年后，腹板内表面又发现大量裂缝，又进行了检 测和荷载试验。通过检测、荷载试验和计算分析，主桥腹板尺 寸不足，整体刚度偏低，加固后其截面抗剪尺寸不够，抗剪承 载能力仍不能满足要求。
1 伸缩缝
伸缩缝病害形式
间隙大 间隙小
护栏错位 取消伸缩缝
构件丢失 锚固混凝土损坏 滑移箱（杆）断裂
1 伸缩缝
间隙大
间隙小
1 伸缩缝
缝内垃圾
1 伸缩缝
支座剪断
支座耳板开裂
支座脱空
落梁
1 伸缩缝
梁移位
墩柱开裂
1 伸缩缝
伸缩缝病害形式
滑移箱（杆）断裂
1 伸缩缝
伸缩缝病害形式
构件丢失
1 伸缩缝
板端剪切裂缝
7简支板（梁）桥桥面铺装改造
植筋24小时后，进 行拉拔试验,φ 16植 筋深度7cm时，拉拔 力应达到2吨。
摆放横筋 摆放纵筋并绑扎 钢筋网与植筋点焊
7简支板（梁）桥桥面铺装改造
安装导轨 焊接导轨
风力灭火机吹扫
浇筑前冲洗湿润
7简支板（梁）桥桥面铺装改造
刮平
精平
粗平 提浆
7简支板（梁）桥桥面铺装改造
7简支板（梁）桥桥面铺装改造
（1）简支板桥常见病害：板底 纵横向裂缝、渗水、露筋、铰缝 开裂、单板受力等。 （2）在这些病害中，单板受力 危害最大，已出现桥梁坍塌的严 重事故。 （3）单板受力使活载横向分布 系数由0.2变为0.5，活载增大一 倍以上，引起板底开裂、挠度过 大，甚至断板的严重事故。
4混凝土裂缝灌胶
（1）使断裂的原结构
恢复为整体。
（2）阻止空气中水气 和空中介质腐蚀钢筋 及钢绞线。
4混凝土裂缝灌胶
灌缝灌注胶主要性能指标
性能项目 性能指标
抗压强度 抗拉强度 抗拉弹性模量 可灌注性
≥50MPa ≥20MPa ≥1500MPa 能注入0.1mm宽裂缝
4混凝土裂缝灌胶
（1）低压灌胶—壁可法
公路桥梁常见病害
李承昌
交通运输部公路科学研究院 （北京公科固桥技术有限公司 ） 2014.05
公路桥梁常见病害及加固方法
一、桥梁常见病害 1 伸缩缝 2 桥面铺装 3 桥面线形 4 桥头搭板 5 支座 6 混凝土缺陷 7 混凝土裂缝 8 混凝土崩裂 9 墩柱开裂 10 桩基 二、桥梁加固方法 1 伸缩缝 2 桥面铺装 3 桥面线形 4 桥头搭板 5 支座 6 混凝土缺陷 7 混凝土裂缝 8 混凝土崩裂 9 墩柱开裂 10 桩基
1增大构件截面
(4)增设拱肋


1增大构件截面

(5)套拱

1增大构件截面

(6)双曲拱肋粘型钢

1增大构件截面

(7)拱桥粘贴钢板、碳纤维

1增大构件截面
(8)腹拱粘贴型钢


2改变结构体系
(1)临时支撑—腹拱

2改变结构体系
(2)临时支撑—— 防落梁

2改变结构体系
(1)临时支撑—防板剪断
1）清理封缝胶，检查裂缝表面灌胶饱满情况 2）注意假灌胶
（5）现场检验—取芯检查
1）取芯仅作为验证使用，应尽量少。 2）钻芯钻杆内径一般为3～5cm，取样位置：裂缝未端 、两胶嘴中间、裂缝交叉处，芯样深度宜大于10cm，且达 裂缝深度。 3）取芯前探测钢筋位置，避开钢筋。 4）取芯孔用环氧树脂砂浆或混凝土封堵。
(3)
粘
贴
钢
板

3增强横向联系
(4)T梁增设横隔板

3增强横向联系
(4)T梁增设横隔板

3增强横向联系
(4)T梁增设横隔板

3增强横向联系
(5)双曲拱、肋拱、刚架拱增设横系梁

3增强横向联系
(5)双曲拱、肋拱、刚架拱增设横系梁
4混凝土裂缝灌胶
形成密闭腔体 （1）将裂缝表面封 闭，形成一密闭腔体。 （2）空心板底面裂 缝，小箱梁底板、腹 板裂缝不能灌胶。
5 粘贴钢板加固技术
（5）现场检验—脱空检查
0 K V V
5 粘贴钢板加固技术
（6）现场检验——拔试验
0 K V V
5 粘贴钢板加固技术
（1）质量缺
பைடு நூலகம்陷——外观检查
未充分凿毛、
脱空
0 K V V
5 粘贴钢板加固技术
(2)质量缺陷—钢 板弯曲
0 K V V
5 粘贴钢板加固技术
(3)质量缺陷— 钢板局部扭曲 (4)质量缺陷— 涂装开裂