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职称驿站所属分类:交通运输论文发布时间:2011-08-13 16:47:27浏览:1

  摘要:随着公路桥梁运营时间的增长,交通量的增加,桥梁各结构构件会出现各种各样的病害,了解使用中的公路桥梁的病害及发生的原因,对养护单位采取相应的养护措施提供科学的依据。

  摘要:随着公路桥梁运营时间的增长,交通量的增加,桥梁各结构构件会出现各种各样的病害,了解使用中的公路桥梁的病害及发生的原因,对养护单位采取相应的养护措施提供科学的依据。
  关键词:常见病害
  近年来,随着国民经济的飞速发展,公路和桥梁建设取得了令人瞩目的巨大成就,但是随着交通量的增长、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,了解使用中的公路桥梁的病害及发生的原因,按照《公路桥涵养护规范》(JTGH11-2004)中的相关规定进行检测评估,及时掌握桥梁的损坏的实际状况,对养护单位采取相应的养护措施提供科学的依据,以便采取相应的养护措施。下面仅用梁式桥做举例,说明公路桥梁常见病害及原因分析。
  一、桥梁常见病害综述:
  1、上部结构:结构裂缝,蜂窝麻面,剥落掉角,空洞及孔洞,破损露筋,钢筋锈蚀,混凝土腐蚀、渗水泛碱,铰缝脱落,涂层老化,对于钢桥(焊缝开裂、钢板锈蚀、铆钉螺栓损失松动脱落等)。
  2、下部结构:结构裂缝,破损露筋,渗水泛碱,蜂窝麻面,混凝土剥落,空洞及孔洞,台帽及盖梁积水、杂物堆积,耳墙翼墙风化、鼓突、砌体松动,锥坡护坡上长草,基础沉降、滑移和倾斜等。
  3、支座:鼓包,开裂,剪切变形,脱空,错位(滑移),缺失等
  4、抗震设施:挡块破损、开裂、露筋,挡块薄弱(厚度过薄、高度过低、距离过远),缺失、挡块与梁体接触等
  5、桥面系及附属设施:(1)桥面铺装:桥头跳车,裂缝,沉陷,波浪拥包,泛油,坑槽,松散露骨料。(2)防撞护栏:钢筋锈蚀,混凝土剥落,破损等。(3)排水系统:泄水孔阻塞,雨水篦子缺失,泄水管锈蚀及缺失。(4)伸缩缝:橡胶条破损、开裂、渗漏,锚固件松动、破损,堵塞卡死,保护带破损、开裂等。
  二、桥梁上部结构裂缝及原因分析:
  根据桥梁的结构类型不同,可分为钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土空心板桥,普通钢筋混凝土及预应力钢筋现浇连续箱梁桥,整体式现浇板梁桥,普通钢筋混凝土及预应力混凝土T梁桥,连续刚构桥,钢箱梁桥等等。
  1、预应力空心板梁底面纵向裂缝:
  裂缝主要分布在空心板底面中央及两侧,位置为预应力钢筋(束)所在处,裂缝形态为沿预应力钢筋分布纵向通长或断续通长裂缝。根据裂缝的部位及特点,产生裂缝的主要由原因:(1)预应力钢筋(束)保护层偏低、横向构造钢筋较弱及施工等因素,是造成板底纵向裂缝的重要原因。(2)底板横向抗弯承载力不足,既有设计方面的原因,也有施工方面的原因。
  2、T梁翼板底面纵向裂缝:
  裂缝分布在翼板与腹板交接部位或翼板底面中央,呈顺桥向纵向分布,产生的原因:(1)由于超载、施工质量、结构构造等因素综合作用下产生。(2)车辆荷载作用下,翼板下缘可能存在横向张拉力。
  3、T梁腹板竖向裂缝:
  裂缝分布在T梁腹板侧面,部分裂缝延伸到T梁底面及翼板,发生的部位从1/4跨开始到3/4跨附近都存在,支点附近为裂缝为斜向裂缝,跨中附近为竖向裂缝,底面及翼板裂缝为横向裂缝,裂缝产生的原因:(1)腹板上竖向裂缝通常其成因多系设计不当、施工质量差、养护不及时或温度及环境条件不良的影响所致。(2)裂缝的产生多为设计上的缺陷,即主拉应力较计算值大,使得砼不能负担而导致裂缝产生,而施工不良又会加快裂缝的产生和发展。(3)T梁的侧弯曲效。根据理论计算模型分析,在车辆荷载作用下,T梁腹板会出现侧向位移。T梁腹板在承受纵向弯曲的同时,存在明显侧弯现象,由于T梁下缘预应力钢束的存在,在使下缘混凝土存在一定预应力储备的同时,也对腹板下端的侧向弯曲产生一定径向约束作用。而腹板中部预应力储备相对较低,因此腹板中部的侧向抗弯刚度较小,在侧向弯曲下易出现腹板竖向开裂
  4、连续箱梁的大量裂缝:
  连续箱梁的裂缝主要有翼板底面的横向裂缝,箱梁底面的横向裂缝及箱梁腹板的竖向裂缝,根据裂缝的特点及产生的部位,裂缝产生的原因:
  (1)翼板的横向裂缝:①分层浇注导致混凝土收缩率的差异,若采用腹板与顶板的分层浇注,施工时分层浇注时间间隔过大,将导致两层混凝土收缩率相差较大,翼板混凝土收缩受到腹板、底板等的共同约束,易出现开裂。②箱梁的剪力滞效应,翼板中的剪切变形导致纵向应力沿板宽方向是不均匀分布的,其间存在着传力的滞后现象,腹板附近翼板中的实际应力比初等梁理论应力大。由剪力滞效应产生箱梁翼板横向裂缝,大部分裂缝均在离支点1/3跨径范围内出现,越靠近支点的截面越严重,裂缝出现均从翼板下缘开始,随着交通量的迅速增加,裂缝进一步发展。③局部车轮荷载效应,当车轮作用于翼板上时,翼板产生横向挠曲,使其下缘横向受压,同时也产生一定程度的局部纵向挠曲,使其下缘纵向呈局部受拉趋势。
  (2)腹板的竖向裂缝:①混凝土收缩,混凝土表面收缩变形受到底面约束或其他约束限制时,即在腹板中产生纵向拉应力,引起混凝土竖向开裂。②腹板内外温差,由于箱梁结构内部箱室大量水化热不容易散发,使其温度不断上升,而混凝土表层散热较快,使截面内部产生非线性温度差。在这种截面温差作用下,结构将产生弯曲变形,截面纵向纤维因温差的伸长将受到约束,产生温度自应力,容易造成混凝土裂缝。③受力裂缝向腹板的延伸,钢筋混凝土结构梁底受力裂缝向腹板的延伸也腹板竖向裂缝产生的原因之一。
  (3)底板横向裂缝:对于钢筋混凝土结构,拉区应力主要由钢筋承担,规范允许混凝土出现一定程度的开裂。因此,结构受力性开裂是底板横向裂缝产生的主要原因之一。另外,横向钢筋保护层偏薄也有可能产生底板横向裂缝。
  5、连续箱梁的纵向裂缝:
  连续箱梁的沿预应力走向的纵向裂缝:裂缝形态为箱梁腹板侧面,沿预应力束的位置,纵向裂缝分布与预应力位置对应,裂缝产生的原因:(1)由于保护层偏薄,混凝土早期干缩时形成相对薄弱面,容易形成开裂。张拉预应力时,由于孔道周围混凝土的劈裂效应,使混凝土开裂;(2)施工时预应力管道可能存在一定纵向弯曲,张拉时产生的径向力易使混凝土开裂;(3)由于管道灌浆受冻、膨胀等原因也可能出现沿波纹管方向的纵向裂缝。
  三、桥梁的表观缺损:
  1、桥梁结构构件的表观缺损主要有空洞露波纹管。主要原因与施工质量较差有关,主要是施工时混凝土振捣不充分、钢筋间隙较小及混凝土级配不良等。
  2、混凝土破损露筋。破损露筋主要有T梁现浇段破损露筋,T梁横隔板破损露筋,T梁粱端破损露筋,现浇箱型梁破损露筋,空心板梁底面破损露筋。产生破损的主要原因有:①施工时混凝土振捣不充分;②材料方面由于混凝土级配较差;③设计方面由于钢筋保护层偏薄、局部钢筋较密;④环境方面由于潮湿环境造成混凝土胀裂破损。
  3、主梁铰缝脱落、渗水泛碱。铰缝脱落主要原因是施工较粗糙,部分材料不符合设计要求,荷载冲击作用下梁体震动导致脱落。主梁渗水、泛碱主要原因是:①桥面防水层部分失效;②排水设施失效;③施工时结构内部残留的水。
  四、桥梁下部结构主要病害:
  桥梁下部结构病害主要有盖梁竖向裂缝、桥台台帽竖向裂缝、桥墩竖向裂缝、墩台渗水泛碱、支座开裂错位等、抗震设施破损开裂等等。
  1、盖梁竖向裂缝主要原因为混凝土时养护不当、混凝土收缩等引起,另外结构负弯矩区受力产生竖向裂缝。
  2、桥台台帽竖向裂缝主要原因混凝土时养护不当、混凝土收缩等引起,钢筋保护层偏薄,钢筋锈胀引起。
  3、墩柱竖向裂缝主要原因是混凝土时养护不当、混凝土收缩等引起,钢筋保护层偏薄锈胀引起。
  4、墩台渗水泛碱主要原因是桥面防水层部分失效,还有就是排水设施部分失效、伸缩缝止水带破损。
  5、桥梁支座主要病害有支座脱空、开裂、错位、缺失等,产生病害的主要原因是(1)主梁或支座安装时的位置偏差脱空、错位;(2)各预制梁连成整体后的受力不均脱空、开裂;(3)曲线桥在温度、离心力等作用下的法向位移错位;(4)支座本身质量较差开裂;(5)施工监管力度不够缺失。
  6、桥梁抗震设施主要病害有挡块破损、开裂,挡块薄弱,抗震挡块缺失等。施工质量差、桥梁安装偏差导致主梁受到挤压等原因。
  五、桥面及附属设施主要病害:
  桥面及附属设施的病害发生部位有伸缩缝、桥面铺装、排水设施、防撞护栏等。
  (1)伸缩缝的病害有积土、伸缩缝止水带破损、伸缩缝保护带破损。产生病害主要原因:①养护单位未及时清理积土及杂物;②伸缩缝质量较差;③混伸缩缝保护带混凝土浇注质量差。
  (2)桥面铺装开裂的主要原因:①沥青老化或级配不良;②温差引起的沥青层收缩;③桥台后的路堤沉降;④各梁间横向联系较差产生纵向开裂;⑤墩顶负弯矩区受拉产生横向开裂。
  (3)排水设施的主要病害为泄水孔堵塞、雨水篦子缺失等,产生的原因是养护时未及时清理桥面积土等杂物。
  (4)防撞护栏主要病害为混凝土锈胀、开裂、破损、锈蚀、错位等,原因是由于施工质量导致混凝土保护层偏薄,安装错位,外力撞击导致破损。
  总之,公路桥梁病害的发生将危害到桥梁的使用安全,威胁到人民生命财产安全,了解桥梁的主要病害及产生的原因,对桥梁的加固维修及日常养护提供科学依据意义重大。

《公路桥梁常见病害及原因分析》
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