桥梁常见病害【技术经验】.ppt

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1、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 ） 2014.05,1,专业课件,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,2,专业课件,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,3,专业课件,1 伸缩

2、缝,间隙大,间隙小,4,专业课件,1 伸缩缝,缝内垃圾,5,专业课件,1 伸缩缝,支座脱空,支座剪断,落梁,支座耳板开裂,6,专业课件,1 伸缩缝,梁移位,墩柱开裂,7,专业课件,伸缩缝病害形式,1 伸缩缝,滑移箱（杆）断裂,8,专业课件,伸缩缝病害形式,1 伸缩缝,构件丢失,9,专业课件,1 伸缩缝,10,专业课件,2 桥面铺装,环状网裂,11,专业课件,2 桥面铺装,环状网裂,12,专业课件,2 桥面铺装,沥青铺装碎裂,13,专业课件,2 桥面铺装,水泥铺装碎裂,14,专业课件,2 桥面铺装,单板受力,15,专业课件,2 桥面铺装,单板受力,16,专业课件,2 桥面铺装,单板受力,17,专

3、业课件,3 桥面线形,18,专业课件,4 桥头搭板,19,专业课件,老化开裂,5 支座,20,专业课件,剪切变形过大,脱空,5 支座,21,专业课件,缺不锈钢板,5 支座,22,专业课件,开裂,5 支座,23,专业课件,开裂,移位,5 支座,24,专业课件,外鼓,钢板脱胶,5 支座,25,专业课件,剪断,5 支座,26,专业课件,支座偏位,5 支座,27,专业课件,偏压,5 支座,28,专业课件,偏压引起四氟板挤出,钢盆底面混凝土脱空,5 支座,29,专业课件,箱梁脱离支座,5 支座,30,专业课件,盆式支座承载力不足,5 支座,31,专业课件,蜂窝,麻面,孔洞,裂缝,6 混凝土缺陷,32,专

4、业课件,剥落,露筋,风化,流膏,6 混凝土缺陷,33,专业课件,7 混凝土裂缝,34,专业课件,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,35,专业课件,36,专业课件,7 混凝土裂缝,37,专业课件,7 混凝土裂缝,38,专业课件,8 混凝土崩裂,39,专业课件,8 混凝土崩裂,40,专业课件,9 墩柱开裂,41,专业课件,9 墩柱开裂,42,专业课件,10 桩基,43,专业课件,0.10 超载车,44,专业课件,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

5、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。,45,专业课件,（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：,46,专业课件,1增大构件截面,(1)增焊主筋,47,专业课件,1增大构件截面,(2)增加钢筋混凝土截面,48,专业课件,1增大构件截面,(3)增设主梁,49,专业课件,1增大构件截

6、面,(4)增设拱肋,50,专业课件,1增大构件截面,(5)套拱,51,专业课件,1增大构件截面,(6)双曲拱肋粘型钢,52,专业课件,1增大构件截面,(7)拱桥粘贴钢板、碳纤维,53,专业课件,1增大构件截面,(8)腹拱粘贴型钢,54,专业课件,2改变结构体系,(1)临时支撑腹拱,55,专业课件,2改变结构体系,(2)临时支撑 防落梁,56,专业课件,2改变结构体系,(1)临时支撑防板剪断,57,专业课件,2改变结构体系,(2)简支变连续,58,专业课件,2改变结构体系,(3)八字撑架法,59,专业课件,2改变结构体系,(4)连续梁斜拉加固,60,专业课件,2改变结构体系,（4）连续梁斜拉加固

7、,61,专业课件,2改变结构体系,(5)连续梁桁架加固,62,专业课件,3增强横向联系,(1)预制板桥面铺装改造,63,专业课件,3增强横向联系,(2)预制板底增强横向联系（增设横梁）,64,专业课件,(3) 粘贴钢板,3增强横向联系,65,专业课件,3增强横向联系,(4)T梁增设横隔板,66,专业课件,3增强横向联系,(4)T梁增设横隔板,67,专业课件,3增强横向联系,(4)T梁增设横隔板,68,专业课件,3增强横向联系,(5)双曲拱、肋拱、刚架拱增设横系梁,69,专业课件,3增强横向联系,(5)双曲拱、肋拱、刚架拱增设横系梁,70,专业课件,4混凝土裂缝灌胶,（1）将裂缝表面封闭，形成一

8、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,71,专业课件,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。,72,专业课件,4混凝土裂缝灌胶,灌缝灌注胶主要性能指标,73,专业课件,（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,74,专业课件,（1）原材料检验抗压试件,4混凝土裂缝灌胶,75,专业课件,4混凝土裂缝灌胶,（2）原材料检验与混凝土粘接,76,专业课件,（3）原材料检验钢钢粘接,4混凝土裂缝灌胶,77,专业课件,（4）现场检验固化检验,1）清理封缝

9、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35cm，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。,78,专业课件,灌胶饱满芯样,4混凝土裂缝灌胶,79,专业课件,灌胶饱满芯样,4混凝土裂缝灌胶,80,专业课件,取芯钻孔照片,4混凝土裂缝灌胶,81,专业课件,灌胶不饱满芯样,4混凝土裂缝灌胶,82,专业课件,活动裂缝灌胶后开裂,4混凝土裂缝灌胶,83,专业课件,活动裂缝封缝后开裂,

10、4混凝土裂缝灌胶,84,专业课件,活动裂缝封缝后开裂,4混凝土裂缝灌胶,85,专业课件,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,86,专业课件,（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,87,专业课件,结构胶原材料检验抗压试件,5 粘贴钢板加固技术,88,专业课件,结构胶原材料检验剪切试件,5 粘贴钢板加固技术,89,专业课件,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,90,专业课件,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）

11、现场检验钢板打磨,91,专业课件,（5）现场检验脱空检查,5 粘贴钢板加固技术,92,专业课件,（6）现场检验拔试验,5 粘贴钢板加固技术,93,专业课件,（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,94,专业课件,(2)质量缺陷钢板弯曲,5 粘贴钢板加固技术,95,专业课件,(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,96,专业课件,(5)质量缺陷钢板丢失,5 粘贴钢板加固技术,97,专业课件,(6)质量缺陷 钢板撕开,5 粘贴钢板加固技术,98,专业课件,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f0.007或其极限拉

12、应变的较小值，即其容许抗拉强度 fp=Eff1680MPa Q235钢的抗拉强度fsd=195MPa fp/fsd=8.6 即粘贴一层300g/m2(厚0.167mm)碳纤维1m宽，相当于增加了14.36cm2（3根25）I级钢筋，或2根25级钢筋。其加固效率较低。,99,专业课件,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,100,专业课件,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

13、，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,101,专业课件,（2）现场检验表面平整度,6粘贴碳纤维加固技术,102,专业课件,（3）现场检验外观,6粘贴碳纤维加固技术,103,专业课件,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,104,专业课件,（5）现场检验拉拔试验,6粘贴碳纤维加固技术,105,专业课件,（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,106,专业课件,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

14、。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；,107,专业课件,（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,108,

15、专业课件,碳纤维板加固布置,6粘贴碳纤维加固技术,109,专业课件,预应力钢绞线松弛率,6粘贴碳纤维加固技术,110,专业课件,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,111,专业课件,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

16、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,112,专业课件,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,113,专业课件,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,114,专业课件,提浆,刮平,精平,粗平,7简支板（梁）桥桥面铺装改造,115,专业课件,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,116,专业课件,橡

17、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,117,专业课件,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,118,专业课件,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 3040 条, 宽度23mm,或侧面产生的水平裂纹, 长度超过边长的 50%。 (5)

18、 永久压缩变形超过支座厚度的 15%。,8 支座病害判断及更换,119,专业课件,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,120,专业课件,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,121,专业课件,