公路桥涵常见病害与分析(1).ppt
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1、公路桥涵常见病害与分析,内 容 提 纲 绪论 桥涵检测与状态评定 、桥面系常见病害与分析 、上部结构常见病害与分析 、桥梁支座常见病害与分析 、下部结构常见病害与分析 、附属构筑物常见病害与分析 、涵洞常见病害与分析,2019/6/17,3,第一章 绪论 我国公路桥梁现状 截至2008年底,我国共有公路桥梁59万座,我国已成为世界桥梁大国。 随时间的增长,桥梁耐久性、安全性降低,我国公路路网有3万余座危桥急需加固改造,桥梁维修加固与养护管理面临诸多的世界性难题,是国内外桥梁界研究的热点。 混凝土结构桥梁占90%以上。,2019/6/17,4,在我国桥梁中,跨越长江(宜宾以下)的桥梁有60余座,
2、平均每40公里一座。,2019/6/17,5,跨越黄河的桥梁148座,平均每37公里一座。,2019/6/17,6,跨海桥梁二十多座,2019/6/17,7,桥涵使用现状 近年来随着我国工业化进程的加快,特大型工业设备运输、集装箱运输、矿山特种车辆及私自改装重型车辆的运行,都给现有桥梁的安全使用造成威胁。加之前述重型车辆的频繁出现,更是造成这些桥梁雪上加霜。现有道路上的桥梁由于营运使用多年,主要部位出现缺陷,如裂缝、错位、沉降等。 另外,当桥梁遭受特大灾害时,如因地震(比如2008年5月四川地震有许多高速公路桥梁需要检查,加以维修)、洪水等而受到严重损坏或在建造、使用过程中发生严重缺陷(如质量
3、事故、过度的变形和严重裂缝以及意外的撞击受损断裂等)。,2019/6/17,8,对桥梁结构检查的重要性 桥梁结构的使用性能及耐久年限,主要由设计、施工和所用材料的质量等诸多因素共同确定。由于设计、施工和材料可能存在某些缺陷,而这些缺陷会使桥梁结构先天存在着某些薄弱之处。此外,桥梁在营运使用中又会受到不可避免的人为损伤及各种大自然侵蚀,带来后天病害。先天缺陷和后天病害的不利影响往往会结合在一起,如果再遇上荷载和外力的临界组合,则很容易使桥梁发生不可预见的损坏。桥梁结构中的一处或某几处局部的损坏又可能产生连锁反应,波及到更多的位置,发展成更大的损坏,乃至危及桥梁的安全。所以,确保建成的桥梁保持良好
4、的运营状态和正常的使用功能,当务之急是及时发现早期病害,在尚未出现更大的损伤之前采取维修养护措施,以控制病害发展或把病害清除,而要达到此目的,就必须对桥梁进行检查。桥梁结构的检查是保证桥梁正常使用、进行维修加固的重要依据。检查桥梁结构的目的在于随时掌握结构的技术状况和安全状态,总结设计、施工、使用和维修的经验和教训,鉴定现有桥梁的承载力和通过能力,指导对桥梁的正确使用、管理和维修,2019/6/17,9,现代桥梁病害(组图),2019/6/17,10,桥涵维护与加固的基本原则及要求 维护与加固设计应遵循的基本原则为: 必须对原桥进行详实的现状调查、具体的病害分析与结构状态评定。 加固改造后 的
5、桥涵使用荷载等级,应根据使用要求由设计者按实际情况而定。 加固设计与施工方法紧密结合,保证新增结构与原结构连接可靠,协同工作。 应按现行公路桥涵设计规范进行设计,加固改造后的桥涵在使用荷载下,原有结构与新增结构的刚度、强度及裂缝宽度限值等均应符合规范要求。 加固桥涵进行结构承载力验算。,2019/6/17,11,基本要求 技术要求 经济要求 交通影响要求 环境影响要求 (具体内容详见P-4),2019/6/17,12,桥涵维护与加固的技术途径 1. 加强薄弱构件,在桥涵上,对于有严重缺陷的部位 或者因要道通行重型而不能满足承 载要求的部位。 如梁桥的跨中部位,支座部位,承 受负弯矩的部位;拱桥
6、的拱顶,拱 脚;14拱跨部位;以及其他变截 面处等 措施:往往采用喷射混凝土粘贴 钢板玻璃钢或纤维布。,2019/6/17,13,2 . 增加辅助构件 当承载力不足或因为某种原因致使桥涵遭受破损时,可以在原有的结构上增加新的受力构件。 措施:梁桥 增设主梁横隔梁;简支梁之间增加辅助构件使其成为连续梁的工作状态;梁下部采用八字斜撑增加跨孔改变受力状态等,2019/6/17,14,3.改变结构体系,根据桥涵的实际情况可采取 : 将梁氏结构改变为拱式结构 拱式结构改变为梁氏结构 简支梁变连续梁 单跨变多跨 增加支点等,2019/6/17,15,4.减轻恒载,根据M=1.2Mg() +1.4Mp()
7、可知 通过减轻桥涵恒载的方法来提高承受 活荷载的能力,是一种经济有效的措 施。在实际中,将实腹式拱桥改建为 空腹式拱桥,或更换拱上填料,对提 高拱桥承载力具有十分显著效果,5.加固墩(台)与基础,在桥涵结构中,一部分缺陷有 桥涵墩(台)与基础病害引起。 采用方法:用钢筋混凝土套箍 并施加外部预应力加固等,2019/6/17,16,桥涵检测与状态评定,一桥涵检测的原则与要求 二资料的收集与整理 (具体内容详见P-11),桥梁结构质量检测,桥面系常见病害与分析,1、桥面铺装病害类型 桥梁铺装为水泥混凝土铺装和沥青混凝土铺装两种。 (1)龟裂:裂缝有多条,裂缝不长,形状杂乱。 产生原因:施工养护不当
8、,或铺装层与行车道板之间存有间隙;,(2)横向裂缝:裂缝延伸的方向与行车方向垂直。 产生原因:温度应力,或上部结构受力裂缝的反射; 检查要点:裂缝在桥上的位置。,(3)纵向裂缝:裂缝延伸的方向与行车方向一致。 产生原因:施工养护不当;或装配式简支梁接缝质量差;或桥面板上裂缝的反射; 检查要点:纵向裂缝在桥梁横断面的位置;,(4)断裂或破损:水泥混凝土铺装上裂缝宽度较大,并有混凝土破裂; 产生原因:铺装层与桥面板之间存在脱空间隙。,(5)坑槽:铺装层局部存在凹陷; 产生原因:铺装层材料质量分布不均,局部区域混凝土抗剪强度不够;,(6)露筋:铺装层内的钢筋露出铺装层表面; 产生原因:铺装层的保护层
9、厚度太薄。,(7)车撤 :沥青混凝土铺装上不平整,沿行车方向存在具有一定长度的凹槽; 产生原因:沥青混凝土材料质量差;,(8)拥包:沥青混凝土铺装上存在隆起的鼓包; 产生原因:铺装层与桥面板之间粘结强度不够。,沥青混凝土铺装与混凝土铺装一样,在桥面铺装存在 有龟裂、横向裂缝、纵向裂缝和坑槽。,沥青混凝土铺装上的坑槽 产生原因:沥青混凝土中的沥青与骨料的粘结力不够。,2、桥面与道路连接处病害类型 桥面与道路连接处接缝存在错台,接缝处桥面破损。 产生原因:桥头道路下沉。 检查要点:桥头有明显跳车现象。,3、排水设施病害类型 泄水管堵塞, 产生原因为桥面垃圾积累未清除; 排水PC管破损,产生原因是P
10、C管老化,质量差。,4、伸缩缝病害类型 伸缩缝中堵塞,产生原因为桥面垃圾堆积未清除; 橡胶条破裂,产生原因为橡胶条老化质量差,或施工安装不当; 伸缩缝周边混凝土破损,产生原因为伸缩缝安装时两接边高差过大;,5、人行道板病害类型 人行道板裂缝、铺砌破损,路缘石松动、残缺; 产生原因:施工质量差,6、护栏病害类型露筋与扶手脱落 栏杆与扶手钢筋锈蚀,产生原因为保护层太薄; 扶手断裂或脱落, 产生原因施工或安装质量差。,7、防撞墙病害类型 防撞墙裂缝,产生原因为施工不当,或断缝设置不合理,或防裂钢筋配 筋不足; 钢筋锈蚀, 产生原因为保护层厚度薄,不满足规范要求。,上部结构常见病害与分析,1 钢筋混凝
11、土板桥 钢筋混凝土板桥的常见病害主要是底板裂缝、露筋,接缝渗水。 钢筋混凝土板的裂缝有,即龟裂、横向裂缝和纵向裂缝。,底板纵向裂缝,产生原因是由于板比较宽,为双向受力状态,故底板的 横向受力钢筋布置不足。 底板露筋, 产生原因是桥下净空高度小,受车辆擦伤致混凝土剥落。,底板开裂,产生原因分析:该裂缝为横向裂缝,位于跨中区域,同时有 几条裂缝,故该裂缝为受力裂缝,需要对施工工艺和承载能 力做复核。 底板渗水,产生原因分析:该桥底板中存在纵向裂缝导致渗水,则是底 板横向构造不足或施工底板厚度偏薄;接缝处渗水则是浇注 的接缝混凝土不密实导致的。,2、钢筋混凝土简支T梁 钢筋混凝土简支T梁常见病害为:
12、梁肋竖向裂缝、斜向裂缝;T梁 翼缘板钢筋外露锈蚀与接缝渗水;横隔板裂缝、露筋和其连接处混凝土 剥落等。 对钢筋混凝土简支T梁产生的裂缝进行分析主要是要区别是荷载产生 的受力裂缝还是非荷载(如温度、混凝土收缩等)产生的非受力裂缝。 检查要点:绘制裂缝形态图,即裂缝延伸的走向,裂缝宽度和裂缝 位置。 如在梁肋两侧存在多条竖向裂缝,这些裂缝宽度呈现中间大,两端 小,则该裂缝为非受力裂缝。 如在梁肋两侧存在多条竖向裂缝,梁肋底面也有横向裂缝,裂缝形 态呈现为U字形,且裂缝宽度是下面大、上面小,则该裂缝为受力裂缝。,裂缝原因分析:该梁肋一侧在全跨范围内分布有8条裂缝,不仅跨中区域 存在有裂缝,而且L/4
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