公路钢筋混凝土及预应力混凝土梁桥常见病害原因分析建筑公路与桥梁建筑公路与桥梁.pdf

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1、公路钢筋混凝土及预应力 混凝土梁桥常见病害原因 分析 桥梁是公路交通的咽喉,是重要的基础设施,由于桥梁结构 反复承受着行车荷载的磨损、冲击,遭受暴雨、洪水、风沙、冰 雪、日晒、冻融等自然因素的侵蚀破坏,特别是我国交通量和重 型汽车的不断增加,加之建筑材料的性质衰变,以及由于设计和 施工留下的一些缺陷,必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的 日趋退化。这些结构上的初始缺陷加上结构的自然老化使得结构 上的损伤不断积累和发展,结构的功能不断退化,由此极有可能 导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁、垮塌的危 险。一、表观缺陷 1.1 蜂窝(1)病害现象、特征 梁体混凝土表面局部酥松,水泥浆少,骨

2、料之间存在空 隙,形成蜂窝状的空洞。在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体 表面往往伴随有钢筋外露现象。(2)病害原因分析 梁体混凝土出现蜂窝病害,主要是桥梁施工中控制不严 造成,具体为 浇筑梁体混凝土时,混凝土振捣不实或漏振;模板空隙未堵好或模板架设不牢固,混凝土振捣时模 板移位,造成严重露浆形成蜂窝;混凝土保护层厚度设置不足,钢筋紧贴模板,混凝土 无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋。混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大,主要影响 结构耐久性。1.2 麻面(1)病害现象、特征 梁体混凝土表面局部缺少水泥浆形成仅有细骨料、粗骨 料的粗糙面,或者表面有许多麻点的小凹坑,一般情况下,钢筋不外露。(2)病害原因分析

3、 主要是梁体混凝土施工技术粗糙造成的,具体为 混凝土配合比不合理,水灰比过大或过小;模板表面粗糙或清理不干净,拆模时混凝土表面粘损 出现麻点;复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移

4、位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面 木模板浇筑混凝土前没有润湿或润湿不充分,浇筑混 凝土时与模板接触的那部分混凝土,水分被模板吸收,使其 表面失水过多形成麻面;钢模板脱模剂涂刷不均匀或局部漏涂,混凝土表面被 粘损;模板接缝拼装不严密,浇筑混凝土时露浆,混凝土表 面出现沿板缝位置的麻面;泵送混凝土气泡多,若未对混凝土进行二次振捣,气 泡未消散,一部分气泡停留在模板表面形成麻面。混凝土表面麻面对结构承载能力影响不大,主要影响 结构耐久性。二、钢筋混凝土梁板裂缝 2.1 竖向弯曲裂缝(底

5、板横向裂缝)(1)病害现象、特征 在钢筋混凝土梁板的跨中部位,梁板的侧面出现由底面 向上延伸的裂缝,长短不一,最长的裂缝延伸至翼缘与梁肋 相接处停止(T梁)。裂缝间距一般为 0.1m 0.2m,宽度约 为0.03mm 0.1mm,对跨径较小的梁板,其裂缝少而细。(2)病害原因分析 钢筋混凝土梁板竖向裂缝是在恒载及车辆荷载作用下 产生的弯曲裂缝,属于结构正常受力裂缝。复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将

6、成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面2.2 斜裂缝 1)病害现象、特征 在钢筋混凝土梁板梁板的支座至 1/4 跨区段的梁板侧面 出现的斜裂缝,倾角一般在 1545之间,斜裂缝由梁板底 面向上延伸,裂缝宽度约在 0.3mm 左右。(2)病害原因分析 钢筋混凝土梁板

7、竖向裂缝是在恒载及车辆荷载作用下 产生的斜裂缝,属于结构受力裂缝,斜裂缝一旦出现后,其 裂缝宽度一般较大,表面梁板的抗剪承载能力不足。2.3 T 梁肋板表面竖向裂缝(1)病害现象、特征 在钢筋混凝土 T 梁肋板表面竖向裂缝在梁高一半处附近 出现,裂缝宽度较大,一般在 0.15mm 0.3mm 左右,裂缝 上下端的宽度较小,又称枣核形裂缝。竖向裂缝沿跨径方向 分布位置不定,一般在 1/4 跨位置较常见,且裂缝条数不多。(2)病害原因分析 钢筋混凝土 T 梁水平分布钢筋数量偏少或钢筋直径 偏细,钢筋竖向间距较大;在混凝土浇筑后,肋板混凝土硬化收缩受到翼板和梁 肋下部较多主筋的约束不能自由伸缩形成的

8、收缩裂缝 复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影

9、响结构耐久性麻面三 预应力钢筋混凝土梁板裂缝 3.1 先张法预应力混凝土空心板底面纵向裂缝(1)病害现象、特征 在空心板底面,一般是空心板截面的两腹板之间底面出 现 12条沿板跨径方向的纵向裂缝,裂缝呈断续或连续状,并往往伴随有渗水痕迹或白化现象。空心板底面的纵向裂缝往往是在桥梁通车营运不久才 逐渐显现的。(2)病害原因分析 主要原因是在空心板施工工程中,采用芯模的混凝土浇 筑工艺不当所引起的。充气橡胶胶囊是我国公路桥梁空心板施工芯模的主要 类型,正确的施工方法是先浇筑并振捣密实空心板底板混凝 土后,再将充气橡胶胶囊放入定位钢筋确定的位置上,然后 将胶囊充气到规定要求,再浇筑腹板及顶板混凝土。

10、若施工工艺控制不当,先将橡胶胶囊充气,然后由空心 板两腹板处向下浇筑底板及腹板混凝土,这样在充气胶囊的 下部形成混凝土接缝,由于此部分混凝土无法用振捣器直接 振捣,故混凝土质量较差。混凝土浇筑是沿空心板跨径方向 连续施工,故形成相应的质量差的混凝土接缝。复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空

11、洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面在空心板预制过程中采用其他类型的芯模,但浇筑混凝 土仍采用上述的不正确方法,仍然会产生空心板底板纵向裂 缝。由于空心板底面纵向裂缝往往出现在挖空圆的下方,故 空心板在施工中的养护水或营运过程中由其他渠道进入挖 空部分的水积聚在此,并且在裂缝产生后由裂缝处渗出,这 样就在空心板底面纵向裂缝周围混凝土表面形成渗水痕迹 及游离石灰现象。先张法预

12、应力混凝土空心板底面纵向裂缝一般是底板 的贯穿性裂缝,使空心板由原来的完整闭口截面变成了相应 开口截面。对抗弯承载力有一定的影响,对截面抗扭性能亦 有较大影响。同时空心板挖空部分的积聚水作用会造成钢筋 锈蚀,因而影响空心板的耐久性。3.2 预应力混凝土空心板底面横向裂缝(1)病害现象、特征 预应力混凝土空心板底面横向裂缝主要出现在空心板 的跨中区段,裂缝有时会在空心板侧面沿梁高方向发展,一 般情况下,裂缝宽度不大。(2)病害原因分析 空心板的预加力不足,造成空心板抗裂能力不满足要 求。由于空心板铰缝失效或破坏,造成单板受力过大,在 车辆荷载作用下,单块空心板承受的荷载超过按上部结构整 体受力考

13、虑荷载横向分布系数的设计荷载。复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承

14、载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面3.3 先张法预应力混凝土空心板侧面竖向裂缝(1)病害现象特征 预应力混凝土空心板侧面出现大致竖向的细小裂缝,有 时也伴有水平裂缝,形成交错,裂缝宽度一般在 0.15mm 以 下,裂缝深度仅及混凝土表层。(2)病害原因分析 混凝土空心板的这种裂缝成为表面温度裂缝,是构件 表面与内部混凝土温差过大引起的。预应力混凝土空心板侧面竖向裂缝往往出现在施工过 程中采用蒸汽养护的混凝土空心板。蒸汽养护是混凝土构件 冬季施工中经常采用的养护措施,在蒸汽养护过程中,如果 对养护的降温控制不好,例如降温速度过快,空心板受外界 冷空气的影响,混凝土表面急剧降温,而板内部混凝土温

15、度 还比较高,表面混凝土的收缩受内部混凝土的约束,混凝土 产生拉应力,若拉应力大于混凝土的抗拉强度,则混凝土表 面会开裂。四、混凝土梁板其他病害 4.1 预应力混凝土空心板上拱值过大(1)病害现象、特征 这种现象以先张法预应力混凝土空心板出现较多,表现 为在营运多年后,板跨中部位上拱值(又称反拱)仍较大,甚至出现在跨间桥面是上凸,而在支座附近桥面相对下凹。复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而

16、面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面(2)病害原因分析 先张法预应力混凝土空心板上拱值过大病害产生的主 要原因为施工时预拱度设置过大所造成的。通车营运后,在 荷载作用下混凝土和预应力钢束之间在内力重分布作用下,混凝土预压力和预应力钢束拉力越来越大,造成空心板上拱 值过大。

17、先张法预应力混凝土空心板上拱度过大,为保持设计的 桥面标高,则空心板的跨中部位桥面铺装及现浇混凝土层可 能较薄,而在支座区段的板部位则可能很厚,这样,实际二 期恒载作用与设计计算考虑不一致,同时,板跨中部位的桥 面铺装由于达不到设计厚度易产生铺装病害。另外,在使用 阶段,预应力混凝土上拱度仍过大造成桥面为波浪形则引起 行车的不舒适感,降低行车速度,影响桥梁适用性。4.2 预制板间铰缝混凝土剥落(1)病害现象、特征 板间铰缝混凝土剥落,往往可以在空心板底面观察到铰 缝混凝土渗出的游离石灰,有时还表现为桥面铺装沿跨径方 向板间的纵向裂缝。(2)病害原因分析 施工工艺欠合理,预制梁板之间横向连接预埋

18、钢筋数 量少或在浇筑混凝土及养护过程中遭到破坏,横向预埋筋的 焊接质量不佳。铰缝混凝土配合比不良,浇筑时振捣不密实,混凝土 强度不够。铰缝构造不合理,浅铰缝由于横向传递剪力的混凝土 截面积复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模

19、板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面较小,易受到破坏,此外铰缝间若没有配置一定数量 的钢筋,也可导致铰缝的破坏。铰缝是空心板横向传力的重要构造。铰缝混凝土的脱落 造成空心板横向连接薄弱,很容易造成空心板的单板受力过 大,破坏空心板梁桥上部结构横向整体受力,同时,使桥面 铺装层产生沿铰缝(纵桥向)的裂缝,甚至破坏,而桥面水 易由桥面铺装上的裂缝进入铰缝混凝土,进一步损坏铰缝内 混凝土。4.3 预制梁板横隔板连接错位或开裂(1)病害现象、特征

20、 预制 T 梁横隔板连接处存在高差,横隔板连接处混凝土 剥落,钢筋外露,或现浇湿接缝开裂。(2)病害原因分析 横隔板连接错位是由施工不当引起的,梁板预制或安 装时尺寸偏差导致横隔板连接处出现错位。横隔板是梁板间传递横向剪力的重要构件,在车辆荷 载的作用下,横隔板承受较大的剪力,加之横隔板湿接缝处 混凝土质量欠佳,强度不够,浇筑时混凝土振捣不密实(或 未振捣)等,造成横隔板接缝处混凝土剥落,钢筋外露、锈 蚀。对于多梁式的梁桥,其上部结构是由多根主梁及端横 梁、中横梁组成一个整体结构承受车辆荷载作用。横隔梁连 接错位后无法正确焊连接钢板,成为横隔梁受力的薄弱截 面,会导致上部结构整体受复承受着行车

21、荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面力的削

22、弱,甚至是主梁的单梁受 力过大。五、混凝土连续箱梁 5.1 箱梁腹板斜裂缝 1)病害现象、特征 混凝土连续箱梁腹板一般有两类斜裂缝:第一类斜裂缝往往出现在边跨梁端附近区段、中跨墩 支座中心线与反弯点之间的区域,斜裂缝一般由箱梁下边缘 向上斜向延伸,倾角在 1545范围内,在中跨梁体上,腹 板斜裂缝在跨径之间往往对称出现。另一类腹板斜裂缝与底板的横向裂缝相连,一般多发 生在节段悬臂施工的预应力混凝土箱梁的腹板上。(2)病害原因分析 第一类斜裂缝产生的原因:箱梁截面高度和腹板厚度尺寸偏小,尽管在设计计算 上满足规范限值要求,但混凝土箱梁抗裂的富余度不大。边跨梁端附近梁段,紧邻支座,剪力较大,同时截

23、面 承受弯矩作用,在弯曲应力和剪应力共同作用下,腹板表面 竖向弯曲裂缝会继续斜向发展,形成弯-剪斜裂缝(图 2-5-2)预应力混凝土箱梁底板中钢束锚固的齿板与顶板中 钢束锚固齿板之间在跨径方向距离较小,出现腹板裂缝。仅配置顶板和底板预应力钢束,没有弯起钢束,采用 竖向复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙

24、形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面预应力钢筋承受剪力,由于箱梁竖向预应力钢筋的长度 不大,若施工控制不当,则长度较短的高强精轧螺纹钢的有 效预应力偏低(预应力损失较大),起不到设计要求的竖向 预应力的作用,从而产生箱梁腹板斜裂缝。第二类裂缝产生的原因:预应力钢束锚固齿板后部箱梁底板上,由于非预应力 钢筋数量不足或布置不合理,造成底板横桥向开裂,并沿腹 板扩展

25、,形成与梁纵轴呈 3045角的腹板斜裂缝。施工中造成较大的混凝土超方,实际上增加了箱梁自 重的恒载作用,增加了恒载弯矩和剪力。由于箱梁纵向预应力钢束的波纹管走形,露浆等施工 问题,造成预应力钢束有效预应力达不到设计要求,产生裂 缝。根据桥梁设计理论,预应力混凝土连续梁桥箱梁腹板不 允许出现斜裂缝。腹板出现混凝土斜裂缝后,通过斜裂缝的 预应力钢束和箍筋承受变幅应力的作用,使钢筋与混凝土之 间的粘结进一步损坏而造成钢束(筋)的疲劳破坏。在极限 情况下,钢筋可能屈服,并可能导致通常肉眼看不到而用仪 器可以观测到的梁底错位。裂缝的出现还会导致预应力钢束 及普通钢筋的锈蚀。.5.2 箱梁腹板竖向裂缝 复

26、承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性

27、麻面(1)病害现象、特征 支架现浇施工的钢筋混凝土和预应力混凝土连续箱梁 的腹板出现的垂直于梁轴线方向的竖向裂缝,裂缝沿跨径方 向分布,在跨中部位间距较小,在其他部位间距较大。第一类箱梁腹板竖向裂缝与箱梁底板横向裂缝相连,即 腹板竖向裂缝下端延伸至箱梁截面下边缘。第二类箱梁腹板竖向裂缝是在腹板的半高处,裂缝呈中 间宽度较大两端细小的枣核形。(2)病害原因分析 箱梁腹板竖向裂缝是在箱梁施工中由于措施不当引起 的,其裂缝宽度会随一年四季的大气温度变化而变化,裂缝 宽度一般较大。混凝土温度收缩裂缝的分布具有“再从中部开裂”的规律 性。构件混凝土温度收缩拉应力理论上构件跨中截面最大,当大于混凝土抗拉强

28、度时在构件跨中出现第一条裂缝,整个 梁分成两块。当拉应力仍然超过混凝土抗拉强度时,在各自 的跨中出现第二批裂缝,直至跨中拉应力小于混凝土抗拉强 度,此时裂缝的开展才稳定。复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板

29、架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面a)rrmTrnTninTI 川 I inTWrnrmJ d/裂缝(/裂缝 xYTTnTbXrfTTTTTK 第一类箱梁腹板竖向裂缝原因为:支架现浇箱梁,若支 架底模板强度、刚度均满足要求,现浇连续箱梁可看作是与 模板紧密接触且支撑在底模板上的长梁。当混凝土长梁产生 温度收缩或其他原因的收缩变形时,箱梁底板表面及下部混 凝土收到约束在箱梁内出现拉应力,当拉应力大于混凝土抗 拉强度时会产生垂直于拉应力方向的裂缝。现浇箱梁混

30、凝土 后底模板保留的时间越长,模板表面摩擦系数越大,出现底 模板阻止混凝土收缩而引起的箱梁底板横向及腹板竖向裂 缝的概率越高。第二类腹板竖向裂缝通常发生在混凝土分层浇筑施工 不当的情况下,箱梁横截面分层浇筑混凝土,依截面高度情 况,一般分两次或c)复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢

31、筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面三次,首先浇筑箱梁底板及部分腹板混凝 土,然后在第二次浇筑腹板混凝土。若第二次浇筑腹板混凝 土与第一次浇筑的时间间隔较长,则新浇混凝土由于水化热 作用使其温度升高,在硬化过程中,新浇混凝土的温度逐渐 降低,产生混凝土收缩,收缩变形受旧混凝土的约束,内部 产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时会产生垂直于 拉应力方向的裂缝。5.3 箱梁底板横向

32、裂缝(1)病害现象、特征 在箱梁底部表面,沿箱梁宽度方向上的裂缝,可分为三 类:第一类,主要发生在钢筋混凝土连续箱梁的跨中区段,常常伴有腹板的竖向裂缝。第二类,主要出现在节段施工的预应力混凝土连续箱梁 的相邻节段之间的接缝附近。第三类,出现在后张法预应力混凝土连续箱梁底板齿块 后方区域,往往伴有腹板斜裂缝。(2)病害原因分析 第一类裂缝产生原因:支架现浇钢筋混凝土连续箱梁底板横向裂缝主要是由荷 载作用引起的,为使用阶段荷载正弯矩效应引起的 混凝土温度收缩变形受到约束并且施工对策不当也是导 致箱梁横复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽

33、车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面向裂缝的原因。支架现浇箱梁,若支架底模板强度、刚度均满足要求,现浇连续箱梁可看作是与模板紧密

34、接触且 支撑在底模板上的长梁。当混凝土长梁产生温度收缩或其他 原因的收缩变形时,箱梁底板表面及下步混凝土收到约束在 箱梁内出现拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时会产生 垂直于拉应力方向的裂缝。现浇箱梁混凝土后底模板保留的 时间越长,模板表面摩擦系数越大,出现底模板阻止混凝土 收缩而引起的箱梁底板横向裂缝的概率越高。现浇钢筋混凝土连续箱梁底板横向裂缝的出现属于正常 受力裂缝,但若箱梁内有积水且沿裂缝渗出,则对箱梁的耐 久性有较大影响。第二类裂缝产生的原因:对于节段施工的预应力混凝土连续箱梁,在节段接缝处 的纵向预应力钢束的孔道应布置在规定的位置,特别是金属 波纹管应可靠固定,孔道线形应平顺。若

35、使用柔性金属波纹管且定位措施不当(支撑垫石或定 位钢筋的数量不足),或浇筑的混凝土和行人重量导致波纹 管下挠,造成管道在接缝处有折角或尖弯点,折角或尖弯点 除增加预应力钢束预应力摩阻损失外,在预应力钢束的径向 力作用下还可能引起底板的横向裂缝,甚至局部混凝土剥 落,这种裂缝也成为管道不直引起的裂缝。第二类预应力混凝土箱梁节段接缝附近的底板裂缝,是由 于波纹管变形引起的,对箱梁结构受力影响不大。复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可

36、能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面 第三类裂缝产生的原因:是由锚固于底板齿块的预应力钢束的预应力作用和 齿块后非预应力钢筋数量配置不足等因素共同造成的。锚 固于底板齿块的预应力钢束张拉后,齿块前方混凝土受压(NC1),齿块后方混凝土

37、受拉(NC2),Npe为作用在齿块 端面的预加力。当齿块上锚固有较多的预应力钢束,加之钢束线形在齿 块内部平顺,均可在混凝土齿块后底板产生较大的拉应力。若设计中此部位的非预应力钢筋配置不足,会产生齿块后底 板横向裂缝,并向腹板扩展。当齿块的背面靠近箱梁节段的 接缝,就会在接缝处出现横向裂缝。复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松

38、水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面 预应力混凝土箱梁齿块后的底板横向裂缝属于预加力 作用产生的受力裂缝,初期发展很快,且裂缝宽度较大,对 结构受力影响较大。5.4 箱梁底板纵向裂缝(1)病害现象、特征 在混凝土箱梁底板下表面出现沿梁长方向的纵向裂缝,长短不一,一般出现在混凝土箱梁的正弯矩作用区段,在箱 梁底板齿块附近也会出现纵向裂缝。

39、(2)病害原因分析 悬臂节段施工的变高度连续箱梁,在正弯矩作用区段 设置箱梁底板预应力钢束,因底板在竖平面内是曲线,故底 板预应力钢束也呈曲线布置,底板预应力钢束张拉时,由于 底板曲线形的预应力钢束对底板混凝土产生向下的径向荷 载作用,同时还有混凝土底板恒载向下的径向荷载以及混凝 土的纵向压应力在底板产生的径向荷载,这些荷载必须由底 板的横向弯曲来抵抗。当底板的预应力钢束数量大,特别是 节段施工中,孔道实际偏位造成预应力钢束的局部尖弯,都 可能引起底板的纵向开裂。复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变

40、以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面 单箱多室的宽混凝土箱梁,在中腹板的位置上出现底 板纵向裂缝。产生的原因是箱梁底板的横向刚度不足,在中 心荷载作用下,顶板和底

41、板产生横向变形,中间腹板的位移 比边腹板大,可能使底板在中腹板位置附近产生纵向裂缝。宽混凝土箱梁底板混凝土纵向裂缝产生的另一个原 因是设计上没有进行箱梁横向受力计算,底板横向受力钢筋 配置不足。中跨或边跨合拢段的纵向裂缝一般为收缩裂缝。预应力混凝土箱梁出现底板上的纵向裂缝对箱梁受力 特性有一定的影响,主要是混凝土箱梁在横向的抗弯刚度与 抗扭刚度下降。5.5 箱梁顶板纵向裂缝(1)病害现象、特征 混凝土箱梁顶板下表面沿箱梁跨径方向的纵向裂缝 的宽度较小,断断续续延伸 箱梁顶板表面纵向裂缝一般有两种情况:一种是纵向裂缝延伸较长,往往在箱梁的跨中区段和接 近支座部位箱梁区段。另一种出现在节段悬臂浇筑

42、混凝土箱梁的节段界限之 间,纵向裂缝起始于节段接缝处,平行有 13条,延伸不 超过另一节段接缝图。(2)病害原因分析 复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混

43、凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面 由于日照辐射作用,即温度梯度的作用而产生的,特别是在连续梁的跨中区域;另一个原因是箱梁顶板宽度较 大,横向配筋或实际横向预应力不足,在车辆荷载作用下产 生的裂缝。节段悬臂浇筑混凝土时,未采取适当措施而有新旧 混凝土之间温度收缩产生的。新浇筑节段混凝土的温度收缩 受到了已建混凝土箱梁的约束,沿节段接缝处产生纵向裂 缝,纵向裂缝一般不会超出本节段。这种纵向裂缝不仅仅在 节段顶板产生,而且会在节段箱梁腹板产生,这时称为箱梁 腹板的水平裂缝。箱梁顶板底面有沿预应力钢束方向,且在

44、节段接缝 附近的纵向裂缝,则可能是由于预应力钢束局部弯曲引起的 裂缝。箱梁顶板混凝土纵向裂缝,确为箱梁横向受力产生 的裂缝,则对箱梁的结构使用有较大影响。箱梁顶板混凝土 纵向裂缝,若纵向裂缝贯穿顶板厚度(可由纵向裂缝处是否 有渗水痕迹判断),则对混凝土箱梁耐久性有影响。5.6 箱梁翼板横向裂缝(1)病害现象、特征 混凝土箱梁翼板下表面垂直于桥梁轴线方向的裂缝,数 条裂缝之间有一定间距,大致平行,裂缝起始于翼板与腹板 交界处,向翼板端部方向延伸,有的甚至达到翼板端面。这 种裂缝多见于钢筋混凝土和预应力混凝土连续箱梁墩顶位 置的区段。复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素

45、的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面(2)病害原因分析 若连续箱梁墩顶位置区段出现翼板横向裂缝

46、,而跨中 区段没有裂缝出现,且箱梁沿高度方向分 23次现浇混凝 土时,翼板裂缝可能是混凝土浇筑施工时产生的,是收缩裂 缝。若箱梁截面沿高度方向分两次浇筑混凝土:第一次浇筑 底板和腹板混凝土,第二次浇筑顶板混凝土,施工交界面一 般在翼板和顶板与腹板的交界处,墩顶处设置的横隔梁也会 在第一次浇筑混凝土。就已浇筑硬化的底板、腹板和横隔梁 而言,第二次浇筑的顶板和翼板混凝土为新混凝土,新混凝 土硬化收缩受到第一次已硬化的混凝土的约束,翼板混凝土 特别受到厚度较大的横隔梁的约束,产生翼板横向裂缝。跨 中区段不设置或很少设置横隔梁,则约束作用减弱很多,故 很少出现翼板裂缝。混凝土连续箱梁在跨中区段和墩顶区

47、段均有翼板裂 缝出现时,除可能是的原因外,也可能是设计时未考虑箱 梁剪力滞的影响,应结合设计图纸复核计算确定。翼板下层的分布钢筋配置不足。5.7 齿板裂缝(1)病害现象、特征 混凝土齿板表面沿预应力钢束长度方向的裂缝;在齿板 和顶板(底板)交界部位表面出现的横向裂缝。复承受着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙

48、形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面(2)病害原因分析 预应力混凝土连续箱梁纵向预应力钢束往往需要由箱 梁腹板、底板或顶板伸出并进入齿板,预应力钢束张拉后锚 固在齿板后端。进入齿板的预应力钢束,一般采用曲线形或弯起段曲线 接直线,以使齿板混凝土承受曲线预应力钢束作用的均匀径 向压力,并合理的布置齿板内的钢筋(箍筋)协助受力 在施工中若工艺控制不当,预应力钢束做

49、成具有弯折角 的折线形,施加预应力后,在齿板与底板(顶板)交界处就 会产生集中力而不是径向力,在齿板与底板(顶板)交界处 会产生横向裂缝或混凝土剥离。当齿板内箍筋布置不合理或数量不足、曲线预应力钢束 曲线半径过小,会产生齿板表面裂缝。5.8 连续梁(连续刚构)桥跨中下挠(1)病害现象、特征 连续梁桥(连续刚构桥)跨中或 T 构悬臂端部出现明显 下挠,桥面标高呈波浪形,严重时挠度超过规范规定值。(2)病害原因分析 箱梁截面顶部和底部应力水平相差较大,应力作 用下的徐变效应也有所不同,在支座附近截面,箱梁底 部的应力水平要明显高于顶部,相应的产生的徐变效应 亦大于顶部,从而带到箱梁产生下挠。复承受

50、着行车荷载的磨损冲击遭受暴雨洪水风沙冰雪日晒冻融等自然因素的侵蚀破坏特别是我国交通量和重型汽车的不断增加加之建筑材料的性质衰变以及由于设计和施工留下的一些缺陷必然造成公路桥梁使用功能和承载能力的日可能导致结构在一定的使用期后将成为危桥而面临损毁垮塌的危险一表观缺陷蜂窝病害现象特征梁体混凝土表面局部酥松水泥浆少骨料之间存在空隙形成蜂窝状的空洞在钢筋混凝土及预应力混凝土梁体表面往往伴随有钢筋外露现象或漏振模板空隙未堵好或模板架设不牢固混凝土振捣时模板移位造成严重露浆形成蜂窝混凝土保护层厚度设置不足钢筋紧贴模板混凝土无法包裹钢筋造成蜂窝及露筋混凝土表面蜂窝对结构承载能力影响不大主要影响结构耐久性麻面

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