公路桥梁常见病害.ppt

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 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 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 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 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 Ef f 1680MPaQ235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 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 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tan 0 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