桥梁常见病害.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,公路,桥梁常见病害,李承昌,交通运输部,公路,科学研究院,（北京公科固桥技术有限公司）,2014.05,一、桥梁常见病害,1,伸缩缝,2,桥面铺装,3,桥面线形,4,桥头搭板,5,支座,6,混凝土缺陷,7,混凝土裂缝,8,混凝土崩裂,9,墩柱开裂,10,桩基,公路桥梁常见病害及加固方法,二、桥梁加固方法,1,伸缩缝,2,桥面铺装,3,桥面线形,4,桥头搭板,5,支座,6,混凝土缺陷,7,混凝土裂缝,8,混凝土崩裂,9,墩柱开裂,10,桩基,伸缩缝病害形式,1,伸缩缝,间隙大,间隙小,护栏错位,取消伸缩缝,锚固混凝土损坏,滑移箱（杆）断裂,构件丢失,1,伸缩缝,间隙大,间隙小,1,伸缩缝,缝内垃圾,1,伸缩缝,支座脱空,支座剪断,落梁,支座耳板开裂,1,伸缩缝,梁移位,墩柱开裂,伸缩缝病害形式,1,伸缩缝,滑移箱（杆）断裂,伸缩缝病害形式,1,伸缩缝,构件丢失,1,伸缩缝,2,桥面铺装,环状网裂,2,桥面铺装,环状网裂,2,桥面铺装,沥青铺装碎裂,2,桥面铺装,水泥铺装碎裂,2,桥面铺装,单板受力,2,桥面铺装,单板受力,2,桥面铺装,单板受力,3,桥面线形,4,桥头搭板,老化,开裂,5,支座,剪切,变形过大,脱空,5,支座,缺不锈钢板,5,支座,开裂,5,支座,开裂,移位,5,支座,外鼓,钢板脱胶,5,支座,剪断,5,支座,支座偏位,5,支座,偏压,5,支座,偏压引起四氟板挤出,钢盆底面混凝土脱空,5,支座,箱梁脱离支座,5,支座,盆式支座承载力不足,5,支座,蜂窝,麻面,孔洞,裂缝,6,混凝土缺陷,剥落,露筋,风化,流膏,6,混凝土缺陷,7,混凝土裂缝,剪切裂缝,弯曲裂缝,垂直裂缝,扭曲裂缝,断开裂缝,局部应力集中裂缝,7,混凝土裂缝,7,混凝土裂缝,7,混凝土裂缝,8,混凝土崩裂,8,混凝土崩裂,9,墩柱开裂,9,墩柱开裂,10,桩基,0.10,超载车,二、,桥梁加固,技术,加固的一般原则,：,(1),尽量减少对原结构的损伤；,(2),技术可靠，具有长期加固效应，能满足结构耐久性要求；,(3),施工设备简单，施工操作方便；,(4),材料用量少，费用低；,(5),养护工作量少；,(6),加固施工时尽量不中断交通。,（,1,）增大构件截面加固技术；,（,2,）改变结构体系加固技术；,（,3,）增强桥梁整体性加固技术；,（,4,）体外预应力加固技术；,（,5,）裂缝修补加固技术,;,（,6,）粘贴（钢板、碳纤维、钢丝等）加固技术；,（,7,）支座病害判断及更换；,（,8,）拉吊索病害判断及更换。,二、,桥梁加固技术,桥梁加固,的常用,方法：,1,增大构件截面,(1),增焊主筋,1,增大构件截面,(2),增加钢筋混凝土截面,1,增大构件截面,(3),增设主梁,1,增大构件截面,(4),增设拱肋,1,增大构件截面,(5),套拱,1,增大构件截面,(6),双曲拱肋粘型钢,1,增大构件截面,(7),拱桥粘贴钢板、碳纤维,1,增大构件截面,(8),腹拱粘贴型钢,2,改变结构体系,(1),临时支撑,腹拱,2,改变结构体系,(2),临时支撑,防落梁,2,改变结构体系,(1),临时支撑,防板剪断,2,改变结构体系,(2),简支变连续,2,改变结构体系,(3),八字撑架法,2,改变结构体系,(4),连续梁斜拉加固,2,改变结构体系,（,4,）连续梁斜拉加固,2,改变结构体系,(5),连续梁桁架加固,3,增强横向联系,(1),预制板桥面铺装改造,3,增强横向联系,(2),预制板底增强横向联系（增设横梁）,(3),粘贴钢板,3,增强横向联系,3,增强横向联系,(4)T,梁增设横隔板,3,增强横向联系,(4)T,梁增设横隔板,3,增强横向联系,(4)T,梁增设横隔板,3,增强横向联系,(5),双曲拱、肋拱、刚架拱增设横系梁,3,增强横向联系,(5),双曲拱、肋拱、刚架拱增设横系梁,4,混凝土裂缝灌,胶,（,1,）将裂缝表面封闭，形成一密闭腔体。,（,2,）空心板底面裂缝，小箱梁底板、腹板裂缝不能灌胶。,形成密闭腔体,4,混凝土,裂缝灌,胶,（,1,）使断裂的原结构恢复为整体。,（,2,）阻止空气中水气和空中介质腐蚀钢筋及钢绞线。,4,混凝土裂缝,灌,胶,灌缝灌注胶,主要,性能指标,性能项目,性能指标,抗压强度,50MPa,抗拉强度,20MPa,抗拉弹性模量,1500MPa,可灌注性,能注入,0.1mm,宽裂缝,（,1,）低压灌胶,壁可,法,（,2,）中压灌胶,空压机配胶,罐,（,3,）高压灌胶,专用设备,4,混凝土裂缝,灌,胶,项目,性能指标,抗压强度,50MPa,粘接抗剪,强度,10MPa,粘接抗拉强度,？,MPa,（,1,）原材料检验,抗,压试件,4,混凝土裂缝,灌,胶,4,混凝土裂缝,灌,胶,（,2,）原材料检验,与混凝土粘接,（,3,）原材料检验,钢,钢粘,接,4,混凝土裂缝,灌,胶,（,4,）现场检验,固化,检验,1,）,清理封缝胶，检查裂缝表面灌胶饱满情况,2,）注意,假灌胶,4,混凝土裂缝,灌,胶,（,5,）现场检验,取芯检查,1,）取芯仅作为验证使用，应尽量少,。,2,）钻芯钻杆内径一般为,3,5cm,，取样位置：裂缝未端、两胶嘴中间、裂缝交叉处，芯样深度宜大于,10cm,，且达裂缝深度,。,3,）取芯前探测钢筋位置，避开钢筋,。,4,）取芯孔用环氧树脂砂浆或混凝土封堵。,灌,胶饱满芯样,4,混凝土裂缝,灌,胶,灌,胶饱满芯样,4,混凝土裂缝,灌,胶,取,芯钻孔照片,4,混凝土裂缝,灌,胶,灌,胶不饱满芯样,4,混凝土裂缝,灌,胶,活动,裂缝灌胶后开裂,4,混凝土裂缝,灌,胶,活动,裂缝封缝后开裂,4,混凝土裂缝,灌,胶,活动,裂缝封缝后开裂,4,混凝土裂缝,灌,胶,适用于大多数桥梁加固,中小跨径梁板桥,承载力不足,大跨径桥梁局部开裂,5,粘贴钢板加固技术,性能项目,性能要求,抗拉强度,30MPa,抗压强度,65MPa,伸长率,1.3%,钢,钢拉伸抗剪强度标准值,15MPa,与混凝土的正拉粘接强度,2.5MPa,（,1,）结构胶原材料检验,5,粘贴钢板加固技术,（,2,）钢板原材料检验,拉伸试验,，测量屈服强度、抗拉强度、延伸率,结构胶原材料检验,抗,压,试件,5,粘贴钢板加固技术,结构胶原材料检验,剪切试件,5,粘贴钢板加固技术,凿毛合格 凿毛不合格,5,粘贴钢板加固技术,（,3,）现场检验,混凝土凿毛,打磨合格,5,粘贴钢板加固技术,打磨,不合格,打磨后生锈、污染,（,4,）现场检验,钢板打磨,（,5,）现场检验,脱空,检查,5,粘贴钢板加固技术,（,6,）现场检验,拔,试验,5,粘贴钢板加固技术,（,1,）质量缺陷,外观,检查,未充分凿毛、脱空,5,粘贴钢板加固技术,(2,),质量缺陷,钢板,弯曲,5,粘贴钢板加固技术,(3,),质量缺陷,钢板,局部扭曲,(4,),质量缺陷,涂,装开裂,5,粘贴钢板加固技术,(5,),质量缺陷,钢板,丢失,5,粘贴钢板加固技术,(6,),质量缺陷,钢板,撕开,5,粘贴钢板加固技术,性能,项目,性能要求,抗拉强度标准值,3400MPa,弹性模量,240000MPa,极限拉伸值,1.7%,I,级碳纤维布的主要力学性能指标,6,粘贴,碳纤维加固技术,规范,规定,f,0.007,或其极限拉应变的较小值，即其容许,抗拉强度,fp=Eff,1680MPa,Q235,钢的抗拉强度,f,sd,=195MPa,fp/f,sd,=8.6,即粘贴一层,300g/m,2,(,厚,0.167mm),碳纤维,1m,宽，相当于增加了,14.36cm,2,（,3,根,25,）,I,级钢筋，或,2,根,25,级钢筋。其加固效率较低。,由于桥梁构件普遍尺寸大、配筋多，粘贴碳纤维增加的抗弯承载力相对较小，一般使用在：,（,1,）小型构件，如跨径小的板、楼板。,（,2,）应力复杂部位，如箱梁腹板。,（,3,）包柱，使受压柱形成约束混凝土。,6,粘贴,碳纤维加固技术,性能,项目,性能要求,抗拉强度标准值,3400MPa,弹性模量,240000MPa,极限拉伸值,1.7%,性能项目,性能要求,抗压强度,70MPa,钢,钢拉伸抗剪强度标准值,14MPa,与混凝土的正拉粘接强度,2.5MPa,A,级碳纤维胶主要力学性能指标,I,级碳纤维布主要力学性能指标,正拉粘接强度,2.5MPa,，且为混凝土内聚破坏,6,粘贴,碳纤维加固技术,(1),原材料检验,布,3,项、胶,2,项,（,2,）现场检验,表面平整度,6,粘贴,碳纤维加固技术,（,3,）现场检验,外观,6,粘贴,碳纤维加固技术,大面积空鼓,6,粘贴,碳纤维加固技术,褶皱,分散,浸渍不充分,（,4,）现场检验,施工缺陷,面胶涂刷过量,面胶涂刷不均匀,（,5,）现场检验,拉拔试验,6,粘贴,碳纤维加固技术,（,1,）质量缺陷,涂装脱落,6,粘贴,碳纤维加固技术,（,2,）质量缺陷,碳纤维,脱落,案例,某,连续箱梁桥建成后不久，腹板、底板即严重开裂，在原施工节段结合处发现很多几乎贯通底板的裂缝。,90%,以上的裂缝宽度已经达到并超过,0.2mm,。加固措施：,6,粘贴,碳纤维加固技术,（,1,）边腹板内侧及中腹板在中支点两侧距支点,10m,范围内粘贴钢板条，然后在四分之一跨范围内浇筑,10cm,厚钢筋混凝土；,（,2,）主桥箱梁全部顶板、底板底面，部分翼缘板底面和支点一定范围内的边腹板外侧，采用粘贴碳纤维布的加固补强；,（,3,）重新铺设桥面铺装，更换伸缩缝。加固费用,1000,多万元。,该桥加固二年后，腹板内表面又发现大量裂缝，又进行了检测和荷载试验。通过检测、荷载试验和计算分析，主桥腹板尺寸不足，整体刚度偏低，加固后其截面抗剪尺寸不够，抗剪承载能力仍不能满足要求。,6,粘贴,碳纤维加固技术,碳纤维板加固,布置,6,粘贴,碳纤维加固技术,预应力钢绞线松弛率,6,粘贴,碳纤维加固技术,碳纤维板与钢绞线比较：,按强度计算，,100mm,宽、,2mm,厚碳纤维板相当于,1,根钢绞线，,1,）碳板约,100,元,/,米，无粘结钢绞线约,10,元,/,米。,2,）碳纤维板锚具约,4000,元,/,套，单根钢绞线锚具及齿板不超过,1000,元,/,套。,加固效率低，耐久性还需验证。,6,粘贴,碳纤维加固技术,7,简支,板（梁）桥桥面铺装,改造,（,1,）,简支板桥,常见,病害：板底纵横向裂缝、渗水、露筋、铰缝开裂、单板受力等,。,（,2,）,在这些病害中，单板受力危害最大，已出现桥梁坍塌的严重事故。,（,3,）单板受力使,活载横向分布系数,由,0.2,变为,0.5,，活载增大一倍以上，引起板底开裂、挠度过大，甚至断板的严重事故。,板端剪切裂缝,植筋,24,小时后，进行拉拔试验,16,植筋深度,7cm,时，拉拔力应达到,2,吨。,7,简支,板（梁）桥桥面铺装,改造,摆放横筋 摆放纵筋并绑扎 钢筋网与植筋点焊,安装导轨 焊接导轨,7,简支,板（梁）桥桥面铺装,改造,风力灭火机吹扫,浇筑前冲,洗湿润,提浆,刮平,精平,粗平,7,简支,板（梁）桥桥面铺装,改造,开放交通条件：,（,1,）,养生,10,天后。,（,2,）混凝土抗压强度达到设计的,100%,。,7,简支,板（梁）桥桥面铺装,改造,橡胶,支座损坏,原因,:,橡胶支座的,老化,橡胶支座产品,质量,施工和养护管理,不善,支座设计、选型及布置不,合理,其它原因,8,支座,病害,判断及更换,橡胶支座病害评价,板式橡胶支座,劣化等级评定表,8,支座,病害,判断及更换,单个,橡胶支座,失效判定条件：,(1),内层钢板断裂,支座被压溃并产生弯曲或扭曲。,(2),支座表面橡胶剥离掉块,加劲钢板外露,支座周边出现外鼓或凹凸不平的现象。,(3),支座剪切角,tan0.7(35,以上,),或当活载加载时,橡胶支座变形,0,。,(4),支座表面裂纹多于,30,40,条,宽度,2,3mm,或侧面产生的水平裂纹,长度超过边长的,50%,。,(5),永久压缩变形超过支座厚度的,15%,。,8,支座,病害,判断及更换,板式,橡胶支座,更换,条件：,(1),按劣化标准判断,同一盖梁上劣化等级为,A,级的支座个数达到梁支座总数的,20%,以上,或相邻两支座劣化等级均为,A,级。,(2),按单个橡胶支座失效条件判断,同一盖梁上的支座达到以上失效条件的个数超过支座总数的,20%,以上,或相邻两支座均达到以上失效条件。,(3),相邻两支座永久压缩变形差超过支座厚度的,5,%,。,（,4,）,仅表面开裂不应判定为失效,。,(5),一个支座失效,本跨同排支座需全部更换。,8,支座,病害,判断及更换,盆,式橡胶支座更换条件：,（,1,）偏压、脱空、上下座板变形、钢盆开裂等为失效，,仅锈蚀不应判定为失效,。,（,2,）与板式支座不同,本跨同排仅更换失效支座；更换后上下座板应,水平,。,8,支座,病害,判断及更换,