桥梁结构的病害分析与加固技术

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桥梁工程的常见病害与施工处理技术

桥梁工程的常见病害与施工处理技术

桥梁工程的常见病害与施工处理技术桥梁作为连接交通的重要设施,在使用过程中经常会出现各种病害问题,如裂缝、腐蚀、变形等,这些问题一旦发生会对桥梁的使用安全和寿命造成严重影响。

了解桥梁工程常见病害及施工处理技术对于保障桥梁工程的安全和可靠运行至关重要。

一、常见病害1. 裂缝桥梁裂缝是桥梁工程中常见的问题,裂缝的形成大多与桥梁结构的设计、施工工艺和材料选择等因素有关。

裂缝的形成可能由于桥梁荷载超载,热胀冷缩、地震、自然老化等引起。

裂缝会影响桥梁的承载能力和使用寿命,严重时甚至会导致桥梁的倒塌。

2. 腐蚀桥梁常见的腐蚀问题主要包括钢筋腐蚀和混凝土表面腐蚀两种。

钢筋腐蚀主要是由于潮湿氧化环境和化学物质的侵蚀导致,混凝土表面腐蚀则是由于受到化学腐蚀和大气环境侵蚀。

腐蚀会降低桥梁的承载能力和使用寿命,严重时可能会导致桥梁的结构失稳。

3. 变形桥梁在使用过程中可能会出现变形问题,主要包括挠度变形和水平变形。

挠度变形是指桥梁在荷载作用下发生的弯曲变形,水平变形则是指桥梁在水平方向上的变形。

这些变形问题会影响桥梁的使用安全和舒适性。

二、施工处理技术对于桥梁工程中的常见病害问题,需要采取相应的施工处理技术来加以修复和加固,以确保桥梁的安全和可靠运行。

对于桥梁裂缝问题,可以采用注浆加固、植筋加固等技术来进行处理。

注浆加固是通过注入特定的材料来填充和加固裂缝部位,提高裂缝处的抗压和抗弯能力。

植筋加固则是在裂缝处嵌入加固筋材料,增加桥梁结构的受力性能。

针对桥梁的腐蚀问题,可以采用表面防护涂层、阳极保护等技术来进行处理。

表面防护涂层可以有效阻止化学物质和大气环境的侵蚀,阳极保护则是通过在结构表面设置阴阳极来实现对金属表面腐蚀的保护。

对于桥梁的变形问题,可以采用张拉预应力加固、加设补偿器等技术来进行处理。

张拉预应力加固是通过对桥梁进行预应力张拉,增加桥梁结构的承载能力和稳定性,加设补偿器则是通过设置可调节的补偿装置来实现对桥梁的水平变形的控制。

公路桥梁工程常见病害与施工处理技术分析

公路桥梁工程常见病害与施工处理技术分析

公路桥梁工程常见病害与施工处理技术分析公路桥梁作为交通运输领域重要的基础设施之一,承载着车辆和行人的巨大压力,因此常常出现各种病害问题。

了解并有效处理这些病害,对于保障公路桥梁的安全运行和延长使用寿命至关重要。

本文将对公路桥梁工程常见病害及其施工处理技术进行分析。

一、常见病害:1.裂缝:公路桥梁常见的裂缝病害有冻融裂缝、收缩裂缝、变形裂缝等。

这些裂缝容易导致桥梁结构的破坏和承载力下降。

2.钢筋锈蚀:钢筋锈蚀是桥梁混凝土结构的常见问题,由于钢筋锈蚀导致混凝土保护层破坏,进而影响桥梁的使用寿命。

3.混凝土表面开裂:混凝土表面开裂不仅影响桥梁的美观,还可能导致混凝土内部结构受损,影响桥梁的承载能力。

4.混凝土疲劳:长期交通载荷的作用下,桥梁混凝土可能会产生疲劳病害,出现裂缝、变形等问题。

5.桥梁底部腐蚀:桥梁底部容易受到水蒸气和化学物质的腐蚀,导致结构失稳和承载能力减弱。

二、处理技术:1.裂缝处理:对于桥梁裂缝,可以采用填充材料填充、粘结剂粘结、防水材料覆盖等方法来加固修复。

2.钢筋锈蚀处理:采用防锈漆、防腐蚀材料等方式对桥梁钢筋进行防护,延长桥梁使用寿命。

3.混凝土表面修补:使用混凝土修补材料进行表面修补,保护混凝土结构并美化桥梁外观。

4.混凝土疲劳处理:采用增加钢筋数量、加固混凝土结构等方法对桥梁进行加固修复。

5.防腐蚀处理:选用耐腐蚀材料、增加防护层厚度等方式对桥梁底部进行防腐蚀处理。

三、施工注意事项:1.施工前需对桥梁进行全面的检测和评估,了解病害的具体情况及原因,为后续处理工作提供准确的依据。

2.选择合适的施工材料和工艺,根据桥梁的具体病害情况进行针对性的处理,确保修复效果和使用寿命。

3.施工过程中要严格按照规范和要求进行操作,避免次生破坏和安全事故的发生。

4.修复完工后要进行检测验收,确保修复效果达到设计要求,并及时制定养护计划,延长桥梁的使用寿命。

公路桥梁工程常见病害及其施工处理技术是一项重要工作,关乎桥梁结构的安全和使用寿命。

桥梁结构常见病害及加固方法

桥梁结构常见病害及加固方法

桥梁结构常见病害及加固方法
桥梁作为交通运输的重要设施,经常承受着车辆的压力和自然环境的侵蚀,因此容易出现一些病害。

这些病害如果得不到及时修复和加固,就会对桥梁的安全和使用寿命造成影响。

下面我们将介绍一些桥梁结构常见的病害以及相应的加固方法。

1. 混凝土龄期裂缝
混凝土桥梁通常在施工后一段时间内会出现龄期裂缝,这是由于混凝土的收缩和温度变化引起的。

这些裂缝如果不及时处理,就会影响桥梁的承载能力和使用寿命。

加固方法:对于混凝土桥梁的龄期裂缝,可以采用注浆加固的方法。

通过在裂缝处注入特定材料,填充裂缝,提高混凝土的强度和密实度,从而修复和加固桥梁结构。

混凝土桥墩由于承受车辆的振动和水土的侵蚀,容易出现裂缝。

这些裂缝如果加剧,就会导致桥墩的强度和稳定性受到影响。

3. 混凝土桥面板开裂
混凝土桥面板由于受到车辆的荷载和水分的侵蚀,容易出现开裂,严重影响桥面的使用和安全。

加固方法:对于混凝土桥面板开裂,可以采用张拉预应力钢筋加固的方法。

通过在桥面板下方张拉预应力钢筋,提高桥面板的承载能力和抗弯强度,从而修复和加固桥面结构。

1. 钢桥梁腹板腐蚀
加固方法:对于钢桥梁腹板腐蚀,可以采用防腐涂料保护和钣金包覆加固的方法。

通过给腹板表面涂覆防腐涂料,减少腐蚀的机会,同时在腹板表面包覆钣金,提高腹板的强度和稳定性,从而延长桥梁的使用寿命。

2. 钢桥梁焊缝断裂
3. 钢桥梁主梁挠度过大
钢桥梁的主梁由于长期受到车辆的荷载和振动的影响,容易产生挠度过大的问题,影响桥梁的安全和稳定性。

桥梁工程的常见病害与施工处理技术

桥梁工程的常见病害与施工处理技术

桥梁工程的常见病害与施工处理技术桥梁工程作为重要的交通基础设施,承担着极其重要的交通运输功能。

受到自然环境和外部因素的影响,桥梁在使用过程中往往会出现各种病害问题,这不仅会影响桥梁的使用寿命,还会对交通运输造成严重的安全隐患。

及时发现桥梁病害并采取有效的施工处理技术是确保桥梁安全的关键之一。

一、常见的桥梁病害种类1. 混凝土病害混凝土桥梁中的混凝土病害主要包括混凝土裂缝、混凝土表面剥落、混凝土开裂等。

这些病害主要由于混凝土材料质量不良、设计不合理、施工工艺不当等原因引起。

2. 铁路钢轨病害桥梁上的钢轨在长时间的使用过程中容易出现锈蚀、疲劳断裂、焊接接头开口等病害,这些病害会影响铁路运输的安全和稳定性。

3. 桥梁基础病害桥梁基础病害主要包括桩基沉降、桥墩倾斜、基础冻害等,这些病害会影响桥梁的承载力和稳定性。

以上只是桥梁病害中的一部分,针对不同种类的病害,需要采取相应的施工处理技术进行修复和加固。

二、桥梁病害的施工处理技术1. 混凝土病害的修复技术对于混凝土桥梁的混凝土病害,一般可以采取修补、加固的施工处理技术。

修补主要针对混凝土表面的裂缝、剥落等病害,可以采用混凝土修补材料进行修复。

而对于混凝土桥梁的开裂、裂缝较为严重的情况,需要采用加固的处理技术,例如设置钢筋混凝土套筒、外加剪力墙等形式进行加固。

2. 铁路钢轨病害的维修技术针对桥梁上的钢轨病害,主要可以采用热焊修复、剪切焊接等技术进行维修。

对于锈蚀严重的钢轨,还可以采用磨削、镀铜等方式进行修复,保证钢轨的使用安全性。

3. 桥梁基础病害的加固技术桥梁基础病害对桥梁的安全性影响较大,因此需要采取有效的加固技术进行修复。

针对桩基沉降、基础冻害等病害,可以采取桩基灌浆、基础加固等方式进行修复,增强桥梁的承载能力和稳定性。

在进行桥梁病害的施工处理技术时,需要根据具体的病害情况制定合理的施工方案,并严格按照规范要求进行施工操作,保证修复和加固效果。

还需要对施工过程中的安全性和环保性进行充分考虑,确保施工过程安全、可控和环保。

道路桥梁施工中的结构病害及加固措施分析

道路桥梁施工中的结构病害及加固措施分析

道路桥梁施工中的结构病害及加固措施分析中图分类号:k928.78 文献标识码:a 文章编号:摘要:加强道路桥梁施工中的结构病害及加固措施的研究是十分必要的。

本文作者结合多年来的工作经验,对道路桥梁施工中的结构病害及加固措施进行了研究,具有重要的参考意义。

桥梁是道路体系的不可或缺的部分,其结构和构造的完整性将直接影响到人们的生活水平。

桥梁出现各种病害的原因有多种,比如设计理论不完善,对结构的性能认识不足,施工中由于追赶进度对质量控制不严等方面的原因。

本文对道路桥梁施工中的结构病害及加固措施进行了分析。

1 桥梁病害成因( 1) 养护管理不足。

当桥梁工程施工结束后,施工单位应根据桥梁检测状况制定科学的养护管理措施。

但不少施工方为了尽早结束工程而未对桥梁实施周密地养护计划,有的尽管养护也未能达到标准期限要求。

如: 计划维持 30 d的养护仅持续 20 d,这些都会给施工道路桥梁结构造成损坏。

( 2) 外在环境变化。

自然环境变化是影响桥梁结构性能的突发性因素,这是不可预测的一种自然破坏行为。

如:地震、洪水、强风等可对桥梁造成巨大的冲击力; 四季温度变化会引起各种温度裂缝的形成。

如: 我国每年因地震而出现的桥梁病害达 200 座以上,给地方交通的顺利运行造成了阻碍。

( 3) 桥梁荷载过大。

社会调查显示,我国相当一部分桥梁工程是在改革开放初期建设,早期国内车辆数量较少,桥梁需要承担的荷载小。

而随着社会经济的发展,很多桥梁承当的荷载超出了初期设计的标准值,超负荷的承载给桥梁结构施加巨大的压力,长时间处于这种状态势必造成桥梁结构受损。

( 4) 设计方案不当。

由于桥梁工程建设经验不足,设计单位在设计桥梁结构方案时未能充分考虑其使用性能,投入桥梁施工的设计方案存在缺陷而引起病害。

例: 桥型结构不当、设计指标不清、桥墩位置不准等,这些都会给桥梁工程造成一定的损坏,同时也增加了桥梁工程施工的成本造价。

( 5) 施工质量较差。

桥梁常见病害成因分析及维修加固建议

桥梁常见病害成因分析及维修加固建议

桥梁常见病害成因分析及维修加固建议摘要: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,对于桥梁改造和维修以及加固工作是当前我国交通部门的重要工作内容。

了解使用中的公路桥梁的病害及发生的原因,及时掌握桥梁的损坏实际状况,严格按照一定的加固手段,对当前存在的病害问题有针对性的预防和解决,才能够延长桥梁的使用寿命,实现我国交通道路事业的快速发展。

关键词:桥梁;病害;维修加固引言1桥梁中容易出现的病害问题1.1上部结构主要病害类型裂缝是主梁(板)的最常见病害,主要发生的位置在跨中、梁(板)端、梁(板)侧以及梁(板)底等,不同位置的裂缝其发生的原因也大不相同。

一般来说:跨中竖向及梁(板)端斜裂缝主要是结构性受力裂缝,其余位置处的裂缝主要是非结构性裂缝。

横向裂缝:大多数情况下梁(板)底横向裂缝病害主要是由于梁(板)在荷载作用下产生的正弯矩裂缝,也有部分横向裂缝是由于梁(板)底保护层厚度不足,梁(板)体内箍筋锈胀所致。

纵向裂缝:纵向裂缝的产生原因主要有: ①早期空心板梁设计由于经济因素制约,其底板厚度较薄,薄壁结构在纵向受力时其截面将发生畸变变形,同时在底板上下缘产生畸变弯曲应力,当畸变拉应力超过混凝土的抗拉强度,势必导致底板产生纵向开裂。

若底板横向构造配筋较少,则钢筋无法限制纵向裂缝的扩展,这也是底板纵向裂缝宽度一般较大的原因之一。

②施工工艺引起空心板梁底板产生纵向裂缝的因素较多,其中预应力因素较为关键。

正常状态下施加预应力,预应力将对截面产生轴向压力和弯矩,由于混凝土材料的泊松效应,在轴向压力作用下底板将产生横向拉应力,此应力与截面的畸变应力组合后往往大于混凝土的抗拉强度,这就是产生纵向裂缝较为普遍的原因之一。

③此外,空心板梁混凝土质量较差、振捣不密实、内模下沉导致底板厚度偏薄等因素均可引起底板产生纵向裂缝。

主梁(板)常见裂缝情况表空心板(或普通钢筋混凝土T梁)板(或梁)间铰缝开裂、脱落、渗水,桥面有大量反射纵缝,单板受力趋势明显。

桥梁结构常见病害及加固方法

桥梁结构常见病害及加固方法

桥梁结构常见病害及加固方法桥梁作为连接两地的重要交通设施,承载着车辆和行人的通行,一旦出现病害会对交通造成严重影响甚至危害通行安全。

桥梁结构常见病害包括裂缝、混凝土病害、锈蚀、变形等,这些问题如果不及时处理会对桥梁结构的稳定性和安全性造成严重影响。

对桥梁结构常见病害的加固方法进行研究和实施对于维护和延长桥梁使用寿命具有重要意义。

一、桥梁结构常见病害及成因1. 裂缝裂缝是桥梁结构中较为常见的病害,其成因主要包括施工质量、材料变形、外载荷作用等。

裂缝会导致桥梁结构的变形和强度减弱,严重时甚至引发结构破坏和安全隐患。

2. 混凝土病害混凝土病害包括表面剥落、空鼓、碳化等,主要由于混凝土质量不达标、保养不当或结构受外界环境影响而导致。

这些病害会降低混凝土结构的承载能力和耐久性,增加了结构的维护和修复成本。

3. 锈蚀桥梁结构中的钢筋和钢构件长期受到潮湿、雨水、盐雾等腐蚀因素的影响,容易出现锈蚀病害。

锈蚀会减少钢材的截面积和抗拉强度,导致结构的安全性下降。

4. 变形桥梁结构由于外界环境、荷载作用以及自身老化等原因,容易出现变形和沉降。

这些变形问题会影响桥梁结构的使用功能和安全性。

二、桥梁结构常见病害的加固方法1. 裂缝加固对于桥梁结构中的裂缝,可以采取注浆加固、粘结加固等方法。

注浆加固是通过向裂缝中注入特定材料,填充裂缝使其恢复原有的受压性能;粘结加固则是在裂缝表面贴附钢板或碳纤维布,增加结构的受拉强度。

这些方法可以有效修复裂缝,提高结构的整体性能。

2. 混凝土病害修复对于混凝土病害,常用的修复方法包括拆除、清理受损部分,然后进行混凝土修复和保护。

修复材料可以选择高强度、抗渗透、耐久性好的材料,如高性能混凝土、聚合物修复材料等。

对于加固效果更好的方法是增加外部预应力或粘贴碳纤维布。

3. 防止和修复锈蚀为防止桥梁结构中的钢筋和钢构件发生锈蚀,可以应用防护涂层、防锈涂料等技术进行防护。

而对于已经发生锈蚀的部分,可以采用磷酸盐激发胶、阴极保护等方法进行修复。

公路桥梁常见病害及加固措施分析

公路桥梁常见病害及加固措施分析

道路桥梁常见病害及加固措施分析随着交通运输事业的蓬勃进展,种种原因造成不少桥梁发生病害,甚至有的已成为“危桥”,严重地影响了桥梁的承载本领和正常使用。

因此,如何延长桥梁构件的使用寿命,提高其耐久性以削减桥梁更新的投入,便成为广阔桥梁工极为挂念的问题。

一、高速道路桥梁常见病害原因分析纵向裂缝是预应力空心板结构的常见病害,一般有以下几个成因:1、常见裂缝分析桥台竖向裂缝,一般显现在扩大基础的重力式桥台上,在设计阶段由于地质勘察精度不够,试验资料不精准,没有充分把握地质,就设计、施工,在运营过程中,由于结构荷载差异较大,引起台身不均匀沉降产生的;桥台横向裂缝,一般为荷载裂缝,它重要是由台背自动土压力过大、荷载以及温度作用效应产生的。

另外钢筋锈蚀膨胀、混凝土收缩也是产生桥台裂缝的重要原因。

盖梁(墩顶及悬臂处)产生的裂缝(缝宽约0.04mm~0.2mm),是结构正应力即盖梁顶面负弯矩区受力钢筋不足引起的。

盖梁其它类型裂缝重要是由于钢筋锈蚀膨胀以及混凝土收缩产生的裂缝。

此类裂缝重要存在于连续预应力T梁桥中,病害最重要的原因是:设计方面,由于横隔梁间距过大,自身刚度偏小,致使桥梁横向联系较弱,横隔梁在拉剪应力下开裂;施工方面,横隔梁一般实行湿接缝施工,后浇混凝土未考虑收缩补偿,造成新旧混凝土收缩速率差而产生混凝土收缩裂缝;养管方面,由于超载重车反复作用,使桥梁的横隔梁承受宏大于设计的荷载,导致横隔梁混凝土竖向开裂。

另外雨水及融雪盐水沿横隔板接缝下渗,致使连接钢板锈蚀,将混凝土保护层胀开。

空心板横向裂缝一般包括荷载裂缝、温差产生的混凝土干缩裂缝、空心板板底钢筋锈胀裂缝等几种形式。

其成因重要为:设计荷载等级小于目前超载车辆的荷载等级,较大荷载作用下板底混凝土开裂形成横向裂缝;施工时由于水泥用量过大、温差过大或养生不适时等显现的干缩裂缝;模板底座不牢,沉降不均匀显现的横向开裂;空心板吊装或堆码,受力支点不当显现的开裂;施工时板底厚度偏小,简单造成板底横向开裂。

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1 概述任何桥梁结构总是存在结构后期老化并或多或少地存在初始缺陷,这些缺陷主要包括设计缺陷(设计规范、设计理论的不完善或设计失误)、施工缺陷(施工误差过大、施工质量较差)、材料缺陷(材料老化、质量较差)和使用缺陷(环境侵蚀、维修保养欠缺、超限使用)。

在使用荷载及其它外界各种影响的长期作用下,如果不对结构上所出现的病害予以检测、维修和加固,则结构上的这些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,这方面的实例已屡见不鲜,给国家和人民的生命财产造成了极大损失。

据统计,美国从1950到1994年建设的桥梁中,有结构性缺损的桥梁占到13.9%,而在法国和德国,缺损桥梁的比例更分别达39%和37%。

就我国而言,截至2000年年底,全国共有278809座桥梁,其中查出的危桥共9597座,危桥率3.4%,其中湖南省共有公路桥梁13040座,经鉴定为危桥的528座,危桥率达4%。

尽管交通部门从2001年起加大了对危桥的改造力度,这个统计数据应该逐年变小,但各地每年都在产生新的危桥,目前估计全国国省道、县乡道上需要改造的危桥接近10000座。

因此在役桥梁的病害防治,包括在役桥梁的健康检测、损伤诊断和维修加固是现代桥梁所面临的重要课题。

2 混凝土桥梁病害的主要成因分析混凝土结构,包括素混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土结构,应该是我国桥梁,特别是公路桥梁上所采用的最主要的结构型式。

引起混凝土桥梁的病因很多,归纳起来主要是设计考虑不周、材料选配不当、施工质量低劣、养护不力及外界因素的不良影响等造成。

混凝土桥梁结构中最主要也是最普遍的病害表现是结构混凝土上出现可见裂缝。

其它现象最终的不利表现,也往往归结于出现不允许的裂缝。

因此,混凝土桥梁的病害成因分析主要就是裂缝分析。

就混凝土材料自身而言,产生裂缝的机理一般认为是因为混凝土材料(包括水泥石和粗细骨料)变形受约束所引起的内应力大于材料抗拉强度的缘故。

至于配筋混凝土构件中因受力、变形以及某些环境因素影响而产生的可见裂缝,其产生和发展可认为是钢筋与混凝土之间不能再保持变形协调而出现相对滑动所致,裂缝宽度是裂缝间受拉混凝土和受拉钢筋之间的拉伸变形之差所引起。

混凝土裂缝的性质以及对结构影响的严重程度必须在弄清裂缝的下述特征之后并结合结构型式和受力特征、材料选配情况、施工工艺和施工过程、环境变化和使用情况等因素来分析判定裂缝的成因及其对结构可能产生的确切影响。

必须弄清的裂缝特征是:裂缝发生的部位、数量和疏密程度及分布状态;裂缝的表面宽度和长度以及裂缝的深度;裂缝的走向和裂缝的形状;裂缝处的析出物以及材料(混凝土保护层和钢筋锈皮)的剥落情况;裂缝随时间的发展规律亦即裂缝的发展是否稳定、随周边环境变化而变化的规律。

裂缝是正常裂缝还是非正常裂缝。

引起混凝土开裂的原因多而复杂,但可分为荷载裂缝和非荷载裂缝两类,其形成的原因包括设计、施工和使用阶段的原因。

但必须注意的是对于普通的钢筋混凝土结构以及允许开裂的部分预应力混凝土结构,结构在正常使用阶段出现不超过限定宽度的受力裂缝是正常的开裂现象。

这里所分析的主要是针对不允许出现的非正常裂缝而言。

不同阶段导致混凝土桥梁上出现裂缝的主要原因如表1所示。

表1 混凝土结构裂缝形成的主要原因阶段和类别原因设计阶段荷载计算荷载漏算或采用的标准过低结构布置结构型式选择不合理,传力路径不简捷、明确,构件尺寸选择不当,结构上存在刚度突变和明显的薄弱部位结构计算结构计算简图的确定不能反映实际情况,边界条件的选定不合理,对墩台变位估计不足,计算错误结构构造构造不合理,不满足规范要求规范体系设计规范不完善施工阶段材料选配水泥水泥质量差,凝结、膨胀不正常集料级配不良、含泥量过大、引起碱骨料反应钢筋物理力学性能不合要求混凝土工程制作配比不合理、外加剂选取或掺量错误、拌和不均匀运输运输时间过长、水分蒸发过多浇捣浇筑顺序不当、浇筑速度过快、振捣不充分、密实,混凝土有沉陷及泌水现象,施工缝接头处理不当养护硬化前受振动或过早受力,急剧干燥失水而使收缩过大、由于内部水化热或表面骤然降温而使得内外温差过大钢筋工程钢筋质量不合要求、数量不足、严重偏位,混凝土保护层厚度不足或过大,施加预应力时间不当,预应力损失过大。

模板及支架工程模板刚度不够、变形过大,拆模时间过早或过晚、模板漏浆及渗水其它施工工艺及施工荷载的大小和分布不合设计要求使用阶段使用荷载荷载超重、超限使用环境温度或湿度急剧变化、酸或盐类的侵蚀、混凝土碳化和氯化物引起的钢筋锈蚀维修养护缺乏必要的维修、养护与管理,支座和伸缩缝的功能丧失,后期桥面铺装厚度过大,桥面破损等。

总之,引起混凝土结构开裂的原因很多,而且其作用的机理变化很大。

下面对一些常见的有可能引起混凝土开裂的原因及其作用机理予以进一步的解释。

2.1 混凝土收缩裂缝混凝土在空气中结硬时产生体积减小的现象称为收缩。

混凝土收缩可分为物理收缩和化学收缩两种。

物理收缩主要是由于混凝土体内没有参加化学反应的自由水的蒸发而使混凝土体积缩小。

化学收缩主要是水化过程的体积缩小和碳化过程的体积缩小。

因此混凝土的收缩是混凝土强度形成过程中或强度形成后的必然过程,这一过程如果受到混凝土体内或外界不均匀的约束,则将产生相应的约束应力,当因约束而产生的拉应力大于当时混凝土的抗拉强度时,混凝土就将产生裂缝。

由混凝土收缩引起的可见裂缝如下:2.1.1 混凝土表面收缩裂缝此种裂缝一般与混凝土的配合比设计和养护条件有关。

水泥用量大,水灰比大,收缩也大。

养护条件差,致使混凝土表面温度高、湿度小而干燥失水,也是导致混凝土表面产生收缩裂缝的重要原因。

2.1.2 分层浇筑大体积混凝土收缩裂缝分层浇筑的大体积混凝土与一次性浇筑的混凝土的根本区别在于分层浇筑混凝土的底层状况与上层完全不同。

由于新浇的混凝土与上一次浇筑的混凝土直接接触,部分水分渗入原混凝土的孔隙中,使新浇混凝土的水灰比相对减少,硬化后的自由水减少,收缩相对减小。

且底层混凝土受到上次浇筑混凝土的约束,在一定程度上与上次浇筑的混凝土的整体性较上层好,上层混凝土由于振捣、离析等原因,其水灰比与沙率相对较大,因此强度较低、收缩较大,造成了分层浇筑的大体积混凝土表面可能出现收缩裂缝。

2.2 工序错误引起的混凝土裂缝2.2.1 拆模时间不当引起裂缝预制构件过早拆模或将内模气囊放气,都会造成混凝土强度不够时,在自重作用下沉落产生裂缝。

而对一些凹凸面较多、断面尺寸变化较大的构件又可能因为模板拆除太迟,模板阻止了构件混凝土的自由收缩而形成裂缝。

2.2.2 施加预应力时间不当引起裂缝无论是现浇还是预制混凝土结构,一般均要求混凝土的抗压强度必须达到设计强度的85%以上时才能进行预应力施工,否则将会使由于预应力作用形成受拉区混凝土开裂和预应力锚固端混凝土开裂,严重时造成崩坍。

2.3 钢筋锈蚀引起的裂缝混凝土构件一般都有规定的保护层厚度,混凝土的保护层具有弱碱性,它能在钢筋表面产生一层钝化膜使钢筋与外界气体隔绝,对钢筋形成保护。

如果保护层的厚度不够,或者混凝土的质量有问题,那么空气中的水和CO2将与混凝土中的Ca(OH)2作用生成CaCO3,使混凝土由碱性变成中性,通常称为混凝土的碳化。

倘若混凝土保护层全部失去碱性,即全部碳化,则钢筋表面就不能再生成钝化膜来保护钢筋,致使钢筋锈蚀,钢筋锈蚀后体积增大,将胀裂混凝土保护层而形成裂缝。

2.4 集料膨胀引起的裂缝水泥混凝土中水泥的碱与二氧化硅等碱活性集料发生化学反应引起混凝土膨胀、开裂甚至破坏,这种化学反应称做碱集料反应,其有两种类型,一是碱—硅反应,即碱与集料中的活性二氧化硅之间发生的化学反应,二是碱—碳酸盐反应,是指碱与活性碳酸盐之间发生的化学反应。

碱—集料反应是导致公路路面或大型桥梁墩台开裂的重要原因之一。

2.5 基础位移引起的裂缝基础的不均匀下沉和桥台、拱脚的变位都会导致超静定结构的内力发生改变而导致结构混凝土的开裂。

基础的不均匀下沉会使主梁正负弯矩区的弯矩绝对值加大,从而有可能引起裂缝产生。

而桥台、拱脚变位,也将使构件不同部位出现拉应力,导致开裂。

2.6 预应力不足引起的裂缝造成预应力不足有多方面原因,施工方面主要表现在:张拉控制、锚具选择、预应力管道压浆等方面。

设计方面则主要表现在配筋不足,或布索位置不合理等。

预应力不足形成的裂缝一般较宽、较深,横向贯穿断面。

2.7 应力集中引起的裂缝。

预应力索的锚固区可能因齿块间距过小,锚垫板下的间接钢筋不足、混凝土的强度过低而形成应力集中所致的裂缝,此外,在结构的刚度突变区域附近亦有可能由于应力集中而导致的裂缝。

3 桥梁加固技术桥梁加固与维修技术,是桥梁在使用期限内安全可靠的营运保障,它是一项比新建桥梁更为复杂的实用技术,需要准确把握桥梁病害的确切原因,采取正确的加固方法和施工程序。

此外,在桥梁加固与维修时,其施工环境、作业空间受到限制,大多需要使用特制的机具,而且大部加固维修工作须在维持交通的情况下进行。

各种因素的相互干扰以及活载作用的不断变化,也是桥梁加固所必须克服的。

3.1 下部结构基础加固华南地区雨量丰富、地形复杂、基岩上覆盖层厚,如湖南洞庭湖地区,覆盖层厚达3km以上。

桥梁基础大都为摩擦桩,桥梁各桥墩基础容易出现不均匀沉降。

摩擦桩基的下沉,多半起因于复杂多变的地质条件,也与设计本身以及成孔方法有着密切的联系。

例如桩基与孔壁摩擦系数就与地质和施工成孔过程中所采用的护壁方法、护壁材料的化学成份紧密相关。

基础加固的目的就是提高桩基承载力,减少桩基下沉。

为实现这一目的,可采用增加桩基、扩大承台,分层压浆,旋喷桩基等方法,现分述如下:3.1.1 增加桩基、扩大承台对于基础沉降大,其余方法无法解决问题时,可采用增加桩基的方法对基础予以加固处理。

采用打入桩或钻孔灌注桩均可,但需充分考虑新增桩基施工过程中对现有桩基的影响,合理安排施工顺序,确保施工过程的安全。

按设计要求完成桩基施工之后,对桩基承载力做现场检查,符合要求后再将原有承台扩大,覆盖所有新桩基。

扩大部分承台的主筋应与原承台钢筋直接相连,或采用植筋法与原承台主筋间接相连。

这种方法,在洞庭湖地区的旧桥桩基加固中已得到广泛应用并取得良好效果。

3.1.2 分层压浆这种方法一般仅用于摩擦桩基的加固处理。

其目的是为了增加桩壁的摩阻系数。

摩擦桩的下沉,显然是由于桩基与桩壁土之间的摩擦力达不到设计要求所致。

分层压浆加固是在摩擦桩的有效工作范围内,自上而下,循序渐进,分层钻孔,分层压浆,如图1所示。

图1 分层压浆示意图分层作业的优点在于:(1)顺序检验压浆效果;(2)分层地质分层处理;(3)避免塌孔、层层深入。

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