《桥梁常见病害》课件.ppt

1、公路桥梁常见病害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

2、 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(a)(d)(g)(b)(e)(h)(c

3、)(f)(i)图 2-1 混凝土裂缝 (a)由骨料下沉造成的裂缝;(b)侧模板移动产生的裂缝;(c)垂直于钢筋方向的收缩裂缝;(d)垂直于骨料表面的收缩裂缝;(e)干缩形成的三支裂缝;(f)水泥碳化的网状细裂缝;(g)钢筋腐蚀膨胀引起的裂缝;(h)弯折钢筋受拉引起的裂缝;(i)转角处拉应力引起的裂缝 剪切裂缝弯曲裂缝 弯 剪 扭曲 断开 弯一般不止一道，曲阜立交 垂直 局部 垂直裂缝 弯 剪 扭曲 断开 弯一般不止一道，曲阜立交 垂直 局部 扭曲裂缝 弯 剪 扭曲 断开 弯一般不止一道，曲阜立交 垂直 局部 断开裂缝 弯 剪 扭曲 断开 弯一般不止一道，曲阜立交 垂直 局部 局部应力集中裂缝7

4、 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、二、桥梁加固技术桥梁加固技术 加固的一般原则：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

5、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 1增大构件截面增大构件截面(1)增焊主筋 1 1增大构件截面增大构件截面(2)(2)增加钢筋混凝土截面增加钢筋混凝土截面 1 1增大构件截面增大构件截面(3)(3)增设主梁增设主梁 1 1增大构件截面增大构件截面(4)(4)增设拱肋增设拱肋 1 1增大构件截面增大构件截面(5)(5)套拱套拱 1 1增大构件截面增大构件截面(6)双曲拱肋粘型钢 1 1增大构件截面增大构件截面(7)(7)拱桥粘贴钢板、碳纤维拱桥粘贴钢板、碳纤维 1 1增大构件截面增大构件截面(8)(8)腹拱粘贴型钢腹拱粘贴型钢 2 2改变结构体系改变结构体系(1)(1)

6、临时支撑临时支撑腹拱腹拱 2 2改变结构体系改变结构体系(2)(2)临时支撑临时支撑 防落梁防落梁 2 2改变结构体系改变结构体系(1)(1)临时支撑临时支撑防板剪断防板剪断 2 2改变结构体系改变结构体系(2)(2)简支变连续简支变连续 2 2改变结构体系改变结构体系(3)(3)八字撑架法八字撑架法 2 2改变结构体系改变结构体系(4)(4)连续梁斜拉加固连续梁斜拉加固 2 2改变结构体系改变结构体系（4 4）连续梁斜拉加固）连续梁斜拉加固 2 2改变结构体系改变结构体系(5)(5)连续梁桁架加固连续梁桁架加固 3 3增强横向联系增强横向联系(1)(1)预制板桥面铺装改造预制板桥面铺装改造

7、3 3增强横向联系增强横向联系(2)(2)预制板底增强横向联系（增设横梁）预制板底增强横向联系（增设横梁）0VKVV(3)粘贴钢板3增强横向联系 3 3增强横向联系增强横向联系(4)T(4)T梁增设横隔板梁增设横隔板 3 3增强横向联系增强横向联系(4)T(4)T梁增设横隔板梁增设横隔板 3 3增强横向联系增强横向联系(4)T(4)T梁增设横隔板梁增设横隔板 3 3增强横向联系增强横向联系(5)(5)双曲拱、肋拱、刚架拱增设横系梁双曲拱、肋拱、刚架拱增设横系梁 3 3增强横向联系增强横向联系(5)(5)双曲拱、肋拱、刚架拱增设横系梁双曲拱、肋拱、刚架拱增设横系梁4混凝土裂缝灌胶（1）将裂缝表面

8、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

9、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。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

10、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0VKVV结构胶原材料检验抗压试件5 粘贴钢板加固技术0VKVV结构胶原材料检验剪切试件5 粘贴钢板加固技术0VKVV 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0VKVV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0VKVV（5）现场检验脱空检查5 粘贴钢板加固

11、技术0VKVV（6）现场检验拔试验5 粘贴钢板加固技术0VKVV（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0VKVV(2)质量缺陷钢板弯曲 5 粘贴钢板加固技术0VKVV(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0VKVV(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n 规范规定f0.007或其极限拉应变的较小值，即其容许抗拉强度 fp=Eff1680MPa Q235钢的抗

12、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。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2.5MPaA级碳纤维胶主要

13、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

14、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、2m

15、m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

16、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劣化类型 劣化等级 裂纹 钢板 外露 不均匀鼓凸 与脱胶 支 座脱空 超 限剪切 支座位置串动 A 级 AA（极严重）裂缝宽度大于 2mm，水平裂缝长度大于相应边长 50%外露长度大于100mm tan0.45 串

17、动大于相应边长25%A1（严重）裂缝宽度大于 2mm，水平裂缝长度大于相应边长 25%局部 外露 沿支座一侧外鼓长度占相应边长 25%有脱空 串动小于相应边长25%B 级（较重）裂缝宽度大于 12mm，水平裂缝长度大于相应边长 25%沿支座一侧外鼓长度占相应边长10%25%C 级（中等）裂缝宽度 0.51mm，水平裂缝长度大于相应边长 10%沿支座一侧外鼓长度小于相应边长 10%D 级（轻微）龟裂、裂缝宽度小于0.5mm，无水平裂缝 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

18、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)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感谢下感谢下载载