gangtongliangqiaozuoweigongluzhongyaozuchengbufen,qijiegougouzaowanzhengxinghenaijiuxingjiangzhijieyingxiangdaojiaotongyunyingdeanquanheshushixing。benwenzhenduitongjigangtongliangqiaojiegouxingjinaijiuxingjiangdi、病害成因及其防治做深入探討。
1、橋梁病害分類
qiaoliangdebinghaikefenweijiegouxingbinghaihegouzaoxingbinghai。jiegouxingbinghaishizhiqiaoliangshouwaijiehezaiyingxiang,shijiyoujiegouzhengtichengzainengliyousuoxiajiangdebinghai。cibinghaitedianshiyouyuqicunzaishizhenggejiegouchengzailishouhendayingxiang。ru:粱式橋的粱體裂縫、拱式橋的拱腳及拱頂的破損、鋼橋的腐蝕等。
構造性病害是指橋梁在使用中部分構件喪失功能.橋使用舒適性有所下降的病害。這類病害特點是其存在對整個橋梁承載能力無大的影響。這類病害包括:伸縮裝置失效、橋麵鋪裝破損及橋頭跳車等。
2、梁式橋結構病害
gangjintongliangqiaoheyuyinglitongliangqiaozaiwoguogongluqiaoliangzhongzhanhendabili。youshixinjiangongluqiao,chujishaoshudakuajingqiaoliangwai,duocaiyongzhuangpeishigangjintonghuoyuyinglitongkongxinban、T型梁或箱型梁。這主要是裝配式鋼筋砼或預應力砼梁式橋具有以下優點:工期較短。構件預製可提早進行。上、下部可平行施工;可(ke)節(jie)約(yue)支(zhi)架(jia)和(he)模(mo)板(ban),裝(zhuang)配(pei)式(shi)橋(qiao)梁(liang)往(wang)往(wang)可(ke)采(cai)用(yong)無(wu)支(zhi)或(huo)少(shao)支(zhi)架(jia)施(shi)工(gong),構(gou)件(jian)在(zai)預(yu)製(zhi)場(chang)或(huo)工(gong)廠(chang)預(yu)製(zhi)時(shi)采(cai)用(yong)模(mo)板(ban)和(he)支(zhi)架(jia)等(deng)易(yi)做(zuo)到(dao)簡(jian)便(bian)合(he)理(li),可(ke)反(fan)複(fu)使(shi)用(yong);提高工程質量,裝配式梁橋構件在預製中易做到標準化和機械化。
作為砼結構和預應力砼結構,結構耐久性是其最大的優點。除戰爭、地震、火災及水災導致砼結構和預應力砼結構破壞外,砼橋梁的裂縫問題是它的最大病害。鋼筋砼或預應力砼結構物是利用了鋼材與砼各自長處的結構。反過來說,由於屬相互彌補各自短處的結構,所以在應力集中處、鋼筋錨固處、鋼筋彎起點、鋼筋數量突減處、砼斷麵突變處及應力應變最大處等都是易出現裂縫的部位。可從設汁、施工、養護、材料及外部環境等方麵分析砼結構和預應力砼結構的裂縫,荷載作用下產生的裂縫作為結構病害考慮,其他裂縫作為構造病害考慮。
2.1 彎曲裂縫
梁(liang)上(shang)施(shi)加(jia)彎(wan)矩(ju)時(shi),將(jiang)產(chan)生(sheng)彎(wan)曲(qu)裂(lie)縫(feng)。彎(wan)曲(qu)裂(lie)縫(feng)也(ye)稱(cheng)垂(chui)直(zhi)裂(lie)縫(feng)。對(dui)於(yu)彎(wan)構(gou)件(jian)和(he)壓(ya)彎(wan)構(gou)件(jian)來(lai)說(shuo)。彎(wan)曲(qu)裂(lie)縫(feng)首(shou)先(xian)出(chu)現(xian)在(zai)彎(wan)矩(ju)最(zui)大(da)截(jie)麵(mian)的(de)砼(tong)受(shou)拉(la)區(qu)。
粱liang板ban結jie構gou的de正zheng彎wan矩ju裂lie縫feng一yi般ban位wei於yu跨kua中zhong,從cong底di邊bian開kai始shi向xiang上shang發fa展zhan,負fu彎wan矩ju裂lie縫feng位wei於yu連lian續xu梁liang或huo懸xuan臂bi梁liang板ban的de支zhi座zuo附fu近jin,自zi上shang向xiang下xia發fa展zhan。隨sui著zhe荷he載zai增zeng大da,裂lie縫feng寬kuan度du增zeng大da,長chang度du延yan伸shen,裂lie縫feng數shu增zeng加jia,裂lie縫feng區qu域yu漸jian向xiang兩liang側ce發fa展zhan。
2.2 剪切裂縫
剪切裂縫也稱斜裂縫。首先發生在剪應力最大的部位。對受彎構件和受壓構件.往往發生在支座附近,由下部開始,沿著與軸線成25。~5O。左右的角度裂開。隨著荷載增大,裂縫長度不斷增長並向受壓區發展,裂縫縫數不斷增多井分叉.裂lie縫feng區qu也ye逐zhu漸jian向xiang跨kua中zhong方fang向xiang擴kuo大da。剪jian切qie裂lie縫feng一yi旦dan出chu現xian,就jiu應ying加jia強qiang觀guan察cha。如ru裂lie縫feng發fa展zhan緩huan慢man並bing限xian製zhi在zai受shou拉la區qu,是shi允yun許xu的de,但dan如ru裂lie縫feng不bu斷duan發fa展zhan或huo者zhe裂lie縫feng已yi接jie近jin受shou壓ya區qu,則ze不bu論lun其qi寬kuan度du和he撓nao度du如ru何he應ying及ji時shi給gei予yu必bi要yao的de加jia固gu處chu理li。
2.3 斷開裂縫
gangjintonggoujianshoulashi,jinruzhenggejiemiandeliefengchengweiduankailiefeng。shoulagoujianzaihezaizuoyongxia,chanshengdeliefengjunyanzhengjiemiankaizhan,liefengjianjuyouyidingdeguilvxing。shoulagoujianzaishoulijiaoxiaoshi,tonghegangjinjunchengshoulali,layinglizhijiaoxiao,buchaoguotongdekanglajixian.這zhe是shi未wei出chu現xian裂lie縫feng構gou件jian的de工gong作zuo狀zhuang態tai。隨sui著zhe內nei力li增zeng加jia,砼tong內nei拉la應ying力li達da到dao其qi受shou拉la極ji限xian,產chan生sheng裂lie縫feng並bing退tui出chu工gong作zuo,全quan部bu拉la力li由you鋼gang筋jin承cheng擔dan,這zhe是shi允yun許xu出chu現xian裂lie縫feng構gou件jian的de工gong作zuo狀zhuang態tai。荷he裁cai繼ji續xu增zeng大da,鋼gang筋jin應ying力li達da到dao流liu動dong極ji限xian,鋼gang筋jin伸shen長chang率lv較jiao大da,裂lie縫feng寬kuan度du超chao過guo設she計ji規gui範fan允yun許xu寬kuan度du的de許xu多duo倍bei,這zhe多duo為wei使shi用yong所suo不bu允yun許xu或huo構gou件jian將jiang近jin破po壞huai的de狀zhuang態tai。
2.4 扭曲裂縫
砼構件受扭轉與彎曲同時作用而產生的裂縫稱為扭曲裂縫 該裂縫一般呈45。傾(qing)斜(xie)方(fang)向(xiang)。鋼(gang)筋(jin)砼(tong)構(gou)件(jian)在(zai)扭(niu)曲(qu)作(zuo)用(yong)下(xia),產(chan)生(sheng)的(de)裂(lie)縫(feng)一(yi)般(ban)有(you)許(xu)多(duo)條(tiao),裂(lie)縫(feng)出(chu)現(xian)後(hou)砼(tong)保(bao)護(hu)層(ceng)剝(bo)落(luo),扭(niu)曲(qu)產(chan)生(sheng)的(de)扭(niu)矩(ju)改(gai)由(you)鋼(gang)筋(jin)承(cheng)擔(dan),直(zhi)至(zhi)鋼(gang)筋(jin)滑(hua)動(dong)時(shi)構(gou)件(jian)完(wan)全(quan)破(po)壞(huai)。
2.5 局部應力引起的裂縫
局部應力引起的裂縫,主要表現在:墩台支座處受到較大局部應力;構件突然受到衝擊荷載;預應力梁錨固端受到較大局部應力而引起的裂縫。
3、鋼筋砼梁式橋病害處治及預防
鋼筋砼梁式橋包括簡支梁、xuanbiliangjilianxuliangqiao。zhexieqiaoliangzaiyunyingguochengzhongyouyugezhongyuanyinchuxianliefeng,daozhichengzainenglixiajiang,bumanzuyunyingyaoqiu,namejiuyaoduizhexieqiaoliangjinxingchuzhi、加固。下麵對目前常用較有效的處治加固技術做一介紹。
3.1 下撐式預應力拉杆――噴射砼加固
鋼筋砼梁式橋出現病害需要處治加固時,如果橋下淨空能夠滿足通車、通tong航hang要yao求qiu,可ke采cai用yong在zai粱liang下xia設she置zhi預yu應ying力li拉la杆gan,並bing噴pen射she砼tong作zuo為wei保bao護hu層ceng進jin行xing加jia固gu。加jia固gu設she計ji時shi一yi般ban采cai用yong粗cu鋼gang筋jin作zuo為wei拉la杆gan,兩liang端duan錨mao固gu在zai梁liang端duan部bu,中zhong間jian用yong單dan柱zhu、雙柱或多柱支撐在梁底部,然後噴射一層5 cm~8 cm厚hou砼tong作zuo保bao護hu層ceng,與yu原yuan砼tong梁liang組zu合he受shou力li。,在zai加jia固gu過guo程cheng中zhong可ke通tong過guo改gai變bian支zhi撐cheng的de位wei置zhi和he調tiao整zheng拉la杆gan預yu應ying力li方fang式shi來lai滿man足zu提ti高gao承cheng載zai力li需xu要yao。按an照zhao施shi加jia預yu應ying力li的de不bu同tong方fang式shi,可ke以yi分fen為wei3種施工方法:
(1)橫向收緊張拉法 該法是將鋼拉杆分兩層布置於梁底的兩側,在靠近梁的支座處向上彎起,與固定在梁端的鋼製u型xing錨mao固gu板ban焊han接jie。在zai鋼gang拉la杆gan的de彎wan起qi處chu用yong短duan柱zhu將jiang鋼gang拉la杆gan支zhi撐cheng在zai粱liang底di,縱zong向xiang每mei隔ge一yi定ding距ju離li設she一yi道dao撐cheng棍gun和he鎖suo緊jin螺luo栓shuan。通tong過guo收shou緊jin器qi將jiang拉la杆gan橫heng向xiang收shou攏long而er產chan生sheng縱zong向xiang預yu應ying力li,以yi抵di抗kang荷he載zai引yin起qi的de彎wan矩ju。
(2)zongxiangzhanglafa。cifajiangyuyinglilaganyanliangdibuzhi,liangduanxiangshangwanqi,chuanguoyibanshangdexiekongshenzhiqiaomian。laganduanbusheyousikou,yongzhasimaomaoguzailiangdingdemaogucaonei。cifaqubiehengxiangshoujinzhanglafadezhuyaodianshizongxiangzhanglashizhijiesuoduanlagandechangduyichanshengyuyingli。
(3)豎向頂撐張拉法。此法是先在粱端設置u型錨固板,沿梁底安裝拉杆,並把拉杆的丙端焊在錨固板上,然後在梁的1,4跨徑和跨中分別設置3個施力夾具。夾具應固定於梁腹或橫隔梁上的承托架上,以給拉杆施加預應力。
3.2 預應力鋼絲束一噴射砼加固
該法是沿梁腹側麵按拋物線形敷設預應力鋼絲束,在梁底每隔一定距離(5or.m~100 cm)shezhiyigedingweiguquan,huozailiangfushangmaishedingweishao,yonglaigudinggangsijianjihexingzhuang。gangsishuliangduanchuanguoliangduanyibanshangxiekongshenzhiliangdingmaogu。duigangsishushijiayuyinglihou,zaipenshetongzuobaohuceng。fangzhifushi。youyushezhiyuyingligangsishujianghuizengjialiangshangyuanyayingli,kenenghuizaochengqiaomianbansunhuai,suoyidangyansuanqiaomianbanqiangdubuzushi,yingtongshikaolvjiahouqiaomianban,jingshixinjiutongjieheweizhengti,gongtongshouli。biyaoshikezaiyuanqiaomianshangbusheyicenggangjinwang,zaixianjiaoyicengtongqiaomianban,zengjiaqiaomianbankangyaqiangdu。zhezhong加固技術用的設備簡單,不減少橋下淨空,采取半邊施工措施和噴射砼作鋼絲束保護層,可不中斷橋上交通進行加固補強。
3.3 增大構件截麵加固
部分橋梁.修xiu建jian時shi荷he載zai等deng級ji低di。麵mian對dui交jiao通tong業ye發fa展zhan呈cheng現xian出chu荷he載zai等deng級ji偏pian低di,承cheng載zai能neng力li不bu足zu。其qi主zhu要yao原yuan因yin之zhi一yi是shi原yuan橋qiao截jie麵mian偏pian小xiao,不bu能neng滿man足zu荷he載zai等deng級ji提ti高gao要yao求qiu。對dui這zhe部bu分fen橋qiao梁liang可ke采cai用yong增zeng大da構gou件jian截jie麵mian法fa進jin行xing加jia固gu。增zeng大da構gou件jian截jie麵mian途tu徑jing有you增zeng加jia受shou力li主zhu筋jin截jie麵mian、加大砼截麵、加厚橋麵板和噴錨加固等方法。增焊主筋法;當結構因主筋應力超過容許範圍而又受到橋下淨空限製不宜加大截麵高度時,可采用隻增焊主筋法進行加固 主要工序有:增焊主筋、增設箍筋、卸除部分恒載和恢複保護層等。增大梁肋法:對屬於T型截麵橋,常因原截麵高度不夠或麵積過小,導致承載能力不足和病害的發生。對於這些橋梁通常是將梁的下緣加寬、jiaqiang,kuodajiemianmianji,bingzaixintongjiemianzhongzengsheshoulizhujin。zhujinzaikaojinzhizuochuwanshangyuyuanjiegouzhujinhanzaiyiqi。zaijiaozhutongshi,baozhengxinjiutongwennianjielianghao,xuzaijiaozhutongqian,xianjiangjiehebuweidejiutongbiaomianzaomao,luchuguliao。qingxiganjing。tongshimeigeyidingjulizaoluchuzhujin,yibiantongguomaogugangjinjiangxinzengjiadezhujinyuyuanjiegouzhongdezhujinlianjiezaiyiqi。xinzengjiadetongyibancaiyongxuanguamobanxianchangjiaozhu。
4、鋼砼橋耐久性降低的原因及防治
鋼砼橋耐久性降低除自然災害或意外事故外,主要源於以下幾方麵及複合作用:鋼筋腐蝕、砼碳化、凍融循環、堿一骨料反應、機械磨損等。其中鋼筋腐蝕是主因。
鋼筋腐蝕通常由兩種原因造成:砼碳化造成鋼筋表麵局部環境的pH值降低,使鋼筋鈍化膜脫鈍;由於砼遭受氯離子汙染,而使鋼筋表麵鈍化膜破壞 其中後者是造成近代鋼砼橋破壞的主因。砼中氯離子有兩種來源:砼拌和時加入的,如最早使用的速凝劑CaCI:;環境中的除冰鹽或海水等。
砼凍融循環主要發生在寒冷地區,表現在幾方麵:橋麵砼由於受除冰鹽的影響而遭受溫度衝擊,形成累積損傷.造成砼表麵剝落;橋墩在湖水或河水水麵附近的部分,會遭受凍融循環破壞,發生表麵剝蝕,當然電有流水的撞擊破壞。
砼橋遭受堿一骨料反應破壞,即堿矽反應 可在砼灌注許多年後發生。
對鋼筋腐蝕防護,主要采取以下措施:阻鏽劑;陰極保護;防滲塗層;環氧塗層鋼筋;非金屬筋;采用低滲透性的高性能砼技術等。
對於防止砼碳化,主要采用防碳化塗層和采用高性能砼來實現。
對砼的防凍融循環破壞,最有效的是采用引氣砼技術,即通過在砼中拌和時加入引氣劑,產生適量的小氣泡來提高砼的抗凍標號。
對砼的堿一骨料反應破壞,主要通過以下途徑防治:不采用有堿活性的骨架;采用低堿活性的骨料時,摻加適量礦物摻合料,如粉煤灰、磨細礦渣、矽灰等;加入化學外加劑。
5、結語
任何橋梁,在交付運營及在使用中,總會產生一定程度的破壞。如不及時處理,癇害會越來越嚴重.最終危及橋的安全 對橋梁病害必須及時維修處理,但更重要的是從設計、施工中去預防病害的發生,降低後期維修保養費用。
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