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中小跨径桥梁典型病害防治研究中小跨径桥梁作为城市及乡村公路中常见的一部分,其建设质量直接影响交通的顺畅与安全。针对中小型桥梁在使用过程中可能出现的各种病害问题进行针对性的研究和治理,具有重要的实际意义。
常见的中小型桥梁病害主要包括:混凝土剥落、裂缝、钢筋锈蚀、支座损坏等。这些病害多由材料老化、施工缺陷、环境因素以及不当维护等因素引起。
针对上述病害,防治措施可以从以下几个方面入手:
1.材料与设计优化:采用高性能材料提高结构耐久性;进行合理的桥梁设计,考虑长期的使用情况和环境影响。
2.预防性养护:定期检查桥梁状况,及时修补裂缝等初期损伤某工地深基坑开挖专项施工方案,避免其进一步发展为严重病害。加强日常维护工作,如清理桥面杂物、保持良好的排水系统等。
综上所述,中小跨径桥梁的病害防治需从材料选用、设计优化入手,并结合预防性养护及新技术的应用。通过这些措施的有效实施,可以显著提高桥梁的安全性和耐久性,从而保障交通的顺畅与安全。
第4章预应力混凝土空心板纵向裂缝病害
工况1:自重+预应力+内外温差10度
空心板内外温差在底板中产生的横向拉应力很大,远远高于单板受力状态下活载在底板中产生的横向应力。当空心板外缘温度比空心板内部温度低10度时,底板横向拉应力可达1.14MPa,且这种横向拉应力几乎沿整个底板长度范围内均存在。
第4章预应力混凝土空心板纵向裂缝病害
工况2:自重+预应力+1辆超载车辆荷载
图4.2.37跨中横截面X正应变(单位:ε)
空心板横向发生畸变,导致底板出现不均匀的受拉区域
X正应力(单位:Pa)
车辆荷载导致空心板出现畸变(横向扭曲),单车重量越大、作用位置越集中,这种畸变越明显。畸变导致底/顶板的不同部位产生了较大的横向拉应力,顶/底板内缘的最大拉应力1~2MPa,均出现在受车轮荷载直接作用的空心板中。
第4章预应力混凝土空心板纵向裂缝病害
工况1和工况2的结果对比
图4.2.38跨中横截面的底板应力沿横向的变化
仅一辆超载车在空心板底板中产生的纵向和横向应力,便已超过并排3辆规范车辆所产生的应力将近2倍。超载车作用下,底板外缘最大横向应力可达0.4~0.5MPa,出现在车轮直接作用处以外的邻近空心板中。
第4章预应力混凝土空心板纵向裂缝病害
工况2和工况3结果对比
图4.2.28跨中横截面处底板应力沿板宽方向的分布
图4.2.29底板中轴线处的应力沿板长方向的分布
单板受力时,规范车/超载车,底板横向拉应力都很小,0.1MPa以下。底板纵裂与超载关系不大。但施工质量缺陷空心板、以及薄壁空心板,不适用此结论。
第4章预应力混凝土空心板纵向裂缝病害
第4章预应力混凝土空心板纵向裂缝病害
三种工况下:端部、L/4、L/2截面处底板横向应力对比
三种工况下:端部、L/4、L/2截面处,底板横向应力与钢束偏移距离关系
钢束偏差处(即钢束横向弯折处,本算例中是L/4附近)横向拉应力区域明显向偏差钢束处偏移,应力幅值成倍增大。应力幅值与钢束偏离距离基本成线性变化。钢束横向弯折以外的其他区域受影响均很小。
4.3设计原因分析及防治
原因箍筋薄弱。保护层过薄。泊松效应(薄板较明显)。铰缝设计缺陷。温度因素考虑不足。防治带肋箍筋。加大箍筋直径。空心板设置通气孔。改进空心板形式。
第4章预应力混凝土空心板纵向裂缝病害
4.4施工原因分析及防治
原因支座高程不精确,脱空。保护层厚度不足。不同钢束的张拉力差异。钢束定位偏差。 防治精心施工,精确控制支座顶面高程。改进工艺,确保保护层厚度符合要求。避免相邻钢束张拉力相差过大。考虑张拉顺序造成后续钢束的张拉力损失。
第4章预应力混凝土空心板纵向裂缝病害
4.5运营养护原因分析及防治
第4章预应力混凝土空心板纵向裂缝病害
裂缝宽度未超限、单孔中仅个别空心板出现病害的,仅需对裂缝作封闭或灌浆处理;如有条件,也可横向粘贴高强复合纤维(如碳纤维布)等材料。裂缝超限、贯通、整幅空心板普遍出现此类病害的,对裂缝作封闭或灌浆处理后,再施加横向预应力加固。桥面系、支座等有关联病害的,必须同时处治。
第4章预应力混凝土空心板纵向裂缝病害
第一章 概述第二章 桥梁病害调查第三章 桥梁病害综合性原因分析第四章 预应力混凝土空心板梁纵向裂缝病害第五章 钢筋混凝土空心板梁横向裂缝病害第六章 小半径曲线钢筋混凝土箱梁横向裂缝病害第七章 空心板铰缝病害第八章 连续桥面病害第九章 墩台盖梁负弯矩区裂缝病害第十章 试验监测第十一章 结论及建议
第5章钢筋混凝土空心板横向裂缝病害
第5章钢筋混凝土空心板横向裂缝病害
钢筋混凝土空心板梁的横向裂缝不断增加,裂缝宽度有增大的趋势。这种裂缝病害多发生在板梁的跨中附近,而且经常是在一个区域大范围的成片出现。病害的表现为裂缝的数量在增加,裂缝宽度在加大,板梁的刚度在降低。此外,这种裂缝病害往往伴随有渗水和钙化等其他病害。是受力裂缝。
图5.1.1钢筋混凝土空心板底板横向裂缝
5.2.2单板模型(运营阶段)
第5章钢筋混凝土空心板横向裂缝病害
第5章钢筋混凝土空心板横向裂缝病害
图5.2.9底板中心的混凝土应力沿纵向的变化
单板受力在规范车辆下,底板最大纵向应力5MPa,底板将出现横向裂缝。但根据后面的全桥分析,全桥整体受力时规范车辆下,底板最大纵向应力依然有4.7MPa左右。可见,规范车辆下,单板受力与否,对空心板底板的纵向应力影响不大,两者所产生的横向裂缝范围和程度基本没有显著区别。但在超载车下,单板受力明显不利,底板纵向应力可提高2倍,横向裂缝范围和程度将大大超过规范车辆荷载。
第5章钢筋混凝土空心板横向裂缝病害
三辆规范车,横向拉应力,横桥向中心处最大,约1.2MPa,尚不足以导致混凝土开裂。1辆超载车产生的横向应力,在车轮直接作用处的几块空心板中最大,2.5MPa,将纵裂。三辆规范车,各板受力均衡,底板跨中纵向拉应力5MPa,底板大部分区域将横裂。一辆超载车,车轮处空心板受力较大,纵向拉应力与3辆规范车相当。
第5章钢筋混凝土空心板横向裂缝病害
第5章钢筋混凝土空心板横向裂缝病害
总体来说,一辆124吨超载车与3辆规范车相比,空心板底板纵向效应基本相当,而底板横向效应达2倍。这就可以解释为什么钢筋混凝土空心板桥梁中,快车道(轻载车辆)处一般只有横向裂缝,而慢车道(超重车辆)处不仅有横裂,往往还纵裂。
5.3设计原因分析及防治
原因保护层厚度过小。横向裂缝多是等间距,和箍筋间距相同。微裂缝因水侵害而加剧。铰缝设计缺陷。防治增加板梁厚度。提高裂缝控制标准。采用大铰缝,加强整体性,重视空间分析。改进空心板的形式。
第5章钢筋混凝土空心板横向裂缝病害
5.4施工原因分析及防治
原因横向钢筋位置不准确。保护层厚度不足。防治确保保护层厚度。保护层垫块厚度精确,安装位置正确。
第5章钢筋混凝土空心板横向裂缝病害
5.5运营养护原因分析及防治
原因铺装和伸缩缝破损,泄水孔失效,水侵害,钢筋锈蚀膨胀。桥面铺装病害,车辆冲击力增大。支座病害,特别是脱空,改变桥梁受力形式。铰缝病害,改变梁板受力。防治重视防水,及时修复防水层、桥面连续、伸缩缝,防止水侵害。及时封闭梁底裂缝和排除板内积水。及时修复桥面铺装病害,减少车辆冲击力。及时修复支座病害/铰缝病害,确保梁板正常受力。病害严重时及时加固、换板。
第5章钢筋混凝土空心板横向裂缝病害
病害轻微(如裂缝较少、未超限)时,仅作裂缝封闭或灌浆等常规维修措施,确保耐久性。粘贴钢板或高强复合纤维材料(如碳纤维布等)。有粘结预应力加固技术(如SR-AP)。增设支撑法(用于应急抢通或其它办法受限制,临时性)。更换为预应力空心板梁。
图5.6.1板底增加预应力钢丝并喷射聚合物砂浆加固
图5.6.2增设支撑加固
第5章钢筋混凝土空心板横向裂缝病害
第一章 概述第二章 桥梁病害调查第三章 桥梁病害综合性原因分析第四章 预应力混凝土空心板梁纵向裂缝病害第五章 钢筋混凝土空心板梁横向裂缝病害第六章 小半径曲线钢筋混凝土箱梁横向裂缝病害第七章 空心板铰缝病害第八章 连续桥面病害第九章 墩台盖梁负弯矩区裂缝病害第十章 试验监测第十一章 结论及建议
第6章曲线钢筋砼箱梁横向裂缝病害
第6章曲线钢筋砼箱梁横向裂缝病害
互通匝道小半径跨线高架桥钢筋混凝土现浇箱梁出现较多的横向裂缝,数量不断增多增密,裂缝宽度也在加大。这种横向裂缝,一种是出现在箱梁的底板中,另一种是出现在箱梁的腹板中,还有很多腹板裂缝和底板裂缝在箱梁底部拐角处相互贯通。另外在箱梁的翼缘根部往往也会出现横向裂缝。
图6.1.1小半径曲线钢筋混凝土箱梁裂缝
工况1:恒载+2列规范车道荷载对称加载工况2:恒载+2列规范车道荷载偏载(靠曲线内侧)工况3:恒载+2列规范车道荷载偏载(靠曲线外侧)工况4:恒载+1辆超载车辆偏载(靠曲线内侧)工况5:恒载+1辆超载车辆偏载(靠曲线外侧)
工况6:恒载+温度梯度(升温)工况7:整体温降20度(不考虑恒载)工况8:整体温降10度+支座损坏(不考虑恒载)工况9:整体温降20度+支座损坏(不考虑恒载)
第6章曲线钢筋砼箱梁横向裂缝病害
活载各工况对比(周向正应力)
第6章曲线钢筋砼箱梁横向裂缝病害
39第十章第一二节技术文件工况2:恒载+2列规范车道荷载偏载(靠曲线内侧)
工况3:恒载+2列规范车道荷载偏载(靠曲线外侧)
工况4:恒载+1辆超载车辆偏载(靠曲线内侧)
工况5:恒载+1辆超载车辆偏载(靠曲线外侧)
1、一辆124吨超载车在作用位置附近的底板中所产生的应力,即已超过2列规范车道荷载产生的应力。2、不论是规范车道荷载还是超载车辆,在偏载作用下,均使箱梁产生横向畸变,导致腹板出现拉应力。
11年二级建造师法律模拟题温度各工况对比(周向正应力)
第6章曲线钢筋砼箱梁横向裂缝病害