T型刚构常见病害及成因讲解

主讲：张成华T型刚构常见病害及成因一.桥面系常见病害（1）桥面铺装常见病害及其成因1）桥面铺装常见病害①路面打滑、桥面铺装层凹凸不平。②汽车行驶的长期作用，造成车辙、搓板、磨损等病害一般都偏于一侧，结果引起积水，促使桥面沥青铺装层剥离，发生渗水。③裂缝。沥青材料性能不良，沥青老化或桥面板本身出现损坏破裂会引起裂缝。④高低不平，产生“跳车”。主要是在桥跨结构物的连接部位附近，由于结构物与填土部位之间的不均匀沉陷或结构物接头不平，使过桥车辆产生“跳车”，降低行车的舒适性。2）桥面铺装病害成因①设计缺陷a.桥面板刚度不够。b.负弯矩的影响。T型刚构桥的T型刚构整体承受负弯矩作用，使桥面铺装层混凝土受到拉应力而产生裂缝，从而造成桥面铺装的损坏。c.桥面铺装层的厚度过薄。d.桥面接缝处未配置钢筋。e.桥梁设计时，对桥梁横向刚度重视不够。一.桥面系常见病害一.桥面系常见病害②施工原因a.桥面铺装层与梁表面黏结不良。b.桥面铺装层内的钢筋走位。c.桥面铺装材料质量差。d.施工缝处理不当。e.伸缩缝安装质量差。③运营原因a.过早通车。b.荷载过大及冲击影响，行车不顺。一.桥面系常见病害（2）伸缩缝常见病害1)填塞式伸缩缝①防水材料(如聚氯乙烯胶泥)老化、脱落。②橡胶条老化、断裂和剥离。③伸缩缝埋置处桥面铺装层剥离、破碎。④伸缩缝锚固构件松动，螺栓脱出。⑤橡胶嵌条连接处漏水。⑥伸缩缝内杂物沉积、积水。⑦基础不均匀沉降、T型刚构悬臂下挠造成伸缩缝高低不平．引起跳车。一.桥面系常见病害2)钢制式伸缩缝①钢制构件与混凝土锚固不牢，混凝土剥离，伸缩缝松动。②表面钢板错位、脱离或挤死。③表面钢板焊接部位破损。④梳齿形伸缩缝的梳齿断裂、脱落。⑤排水管破损、堵塞。⑥伸缩缝内杂物沉积，影响正常变形。⑦基础不均匀沉降、T型刚构悬臂下挠造成伸缩缝连接不密实。一.桥面系常见病害①设计缺陷：设计考虑不周．伸缩缝选型不对．对伸缩量计算不准确；伸缩缝锚固构件埋深不足；桥面板端部刚度不足。②材料不良：伸缩缝构件材料质量不过关，如钢板强度不够或锚固构件强度不足，橡胶条质量不良等。③施工不善：桥面铺装层施工不良，伸缩缝安置不良，技术交底不清等。④运营条件恶劣：车辆荷载超标，交通量增大；伸缩缝处桥面高低不平；桥面日常维护不足；运营气候条件恶劣等。一.桥面系常见病害（3）桥面系其他附属设施常见病害1）人行道构件常见病害①人行道板铺装层剥落；②人行道板松动，混凝土破碎、露筋；③人行道搭接钢板破损、缺失；④栏杆处混凝土老化、剥落，钢筋裸露锈蚀。一.桥面系常见病害2）支座常见病害①支座本身破坏a.橡胶支座出现老化、变质；b.橡胶支座脱空、剪切变形；c.支座钢垫板锈蚀、开裂；d.活动支座滑动面不平整、生锈咬死；e.钢结构切线弧形支座自由变形受阻；f.轴承开裂、切口或偏移；g.不均匀鼓凸、脱胶、脱空、剪切超限和支座位置移动；f.盆式橡胶支座钢件裂缝、变形、脱焊、锈蚀．聚氟四乙烯滑板磨损，支座位移超限，支座转角超限和锚栓剪断。一.桥面系常见病害②钢结构支座锚固构件失效a.即定位杆件失效．包括螺栓剪断、锚栓松动、压板咬死或折断。b.盆式橡胶支座的锚固件失效，包括钢件裂缝、支座钢板翘曲、锚固件剪断；另外。还有座板焊缝开裂。③支座连接部位破坏梁或墩的预埋件锈蚀、混凝土开裂或剥落。由于伸缩缝渗水，导致支座部位混凝土软化、腐蚀、充填砂浆开裂．支座垫板混凝土压坏、剥离、掉角。二.T型刚构悬臂及挂梁常见病害（1）T型刚构悬臂常见病害1）悬臂端下挠悬臂端下挠一方面将导致悬臂与挂梁连接不顺，产生折线，引起跳车；跳车带来的冲击荷载又会进一步加剧下挠，并损伤牛腿。另一方面，由于悬臂与挂梁连接不顺，伸缩缝将损失部分止水功能，使雨水渗入牛腿裂缝，引起钢筋锈蚀，可能会造成灾难性后果。①设计原因T型刚构箱梁端部弯矩最大，在荷载作用下．产生一定的挠度。二.T型刚构悬臂及挂梁常见病害②施工原因第一，T型刚构混凝土配合比中水泥用量很大，因此混凝土的收缩及徐变较大。第二．施工质量方面．张拉机具或锚具质量不良，夹片规格不统一、开裂、破损及夹片夹不稳等问题，造成预应力损失。③运营原因第一，荷载增加，结构自身抗力与现今的交通运输量相比已显不足。第二，由于T型刚构箱梁端部出现较大挠度，使桥面出现折线。汽车行驶时易出现跳车，使挠度进一步加大。二.T型刚构悬臂及挂梁常见病害2）牛腿损伤牛腿处的常见病害有以下三类。第一，牛腿角隅处往往由于受拉而产生裂缝，此种裂缝一旦产生必须进行严密的监测和控制，防止裂缝进一步发展导致钢筋锈蚀而产生严重后果。第二，牛腿竖向裂缝，该裂缝往往是由于位于牛腿部位的预应力锚固处应力集中引起的。第三，牛腿混凝土保护层剥落、压碎。牛腿部位构造特殊.截面突变，角隅处应力集中现象突出，加之钢筋布置密集、施工困难，使其病害发生率较高。产生原因有以下几点。①设计因素设计和计算依靠实验和经验，无法完全满足该结构的受力需要。二.T型刚构悬臂及挂梁常见病害②施工因素第一，牛腿钢筋布置十分密集。钢筋的绑扎、混凝土的浇筑，存在困难。第二，预应力束的锚固也因为截面较小而变得困难。第三，牛腿部位混凝土标号较高，在承受较大的竖向荷载和冲击荷载时，混凝土的徐变也是不可忽略的因素。③运营因素第一，悬臂端下挠，跳车引起的冲击荷载对牛腿损伤较大。第二，悬臂端下挠使牛腿部位的受力情况更加复杂。第三，悬臂与牛腿连接处需设置伸缩缝，牛腿出现裂缝，雨水渗人，引起钢筋锈蚀。二.T型刚构悬臂及挂梁常见病害3）顶板、底板裂缝①纵向裂缝由于桥面板变形开裂导致其与铺装层之间的变形难以协调，造成铺装层开裂。还有一种纵向裂缝是沿预应力束布置方向的。压应力储备预留得大导致纵向裂缝的产生。②齿板裂缝由于预应力作用，齿板受到强大的压力，齿板后面的混凝土将受到拉力，齿板头与底板相交处拉应力值超过了混凝土的抗拉强度开裂。在设计上，这个部位应该加强普通钢筋的配置。③施工合拢段裂缝悬臂施工时，施工接头处理不好成为薄弱截面，在纵向弯矩、混凝土收缩或较大温差应力等作用下开裂。或者由于预制拼装接缝不密实，桥面开裂后渗水，造成钢筋锈蚀等严重病害的发生。二.T型刚构悬臂及挂梁常见病害4）腹板裂缝①主拉应力产生的腹板斜裂缝当混凝土承受的拉应力大于混凝土容许拉应力时，混凝土就会开裂。②腹板水平裂缝箱梁腹板的水平裂缝主要是由箱梁横向弯曲空间效应与内外温差应力作用使腹板内侧和外侧产生较大竖向应力、箱梁横向刚度不足、畸变应力影响、竖向预应力不足等原因引起的。③锚后拉应力腹板斜裂缝采用悬臂浇筑法施工的T型刚构桥，预应力筋束往往锚固在分段浇筑时的接缝面上，而在此区域，混凝土的抗拉强度较低，且在预应力的作用下，会发生蠕变。蠕变引起的应力重分布会使锚头后面产生拉应力，此拉应力若大于该区域的混凝土抗拉强度.就会产生腹板处斜裂缝。二.T型刚构悬臂及挂梁常见病害（2）钢筋混凝土挂梁常见病害1)跨中竖向弯曲裂缝钢筋混凝土挂梁跨中附近梁底常出现自下而上的竖向弯曲裂缝，主要是由于混凝土收缩和弯矩作用所产生的裂缝。2)腹板上的竖向裂缝①设计因素。设计上存在缺陷，如梁跨度太大、梁高太大、梁肋较薄且钢筋布置过于稀疏。②施工因素。混凝土标号未达设计要求、混凝土振捣不密实及养护不及时等施工质量问题。③环境因素。周围环境温差大，因温度效应引起温度次应力，导致混凝土开裂。二.T型刚构悬臂及挂梁常见病害3)腹板斜裂缝①施工因素：施工质量不良。②混凝土的收缩使梁出现微裂缝或存在一定的拉应力，腹板在受拉区参与受力，致使主拉应力超过了混凝土抗拉极限，产生裂缝。4)施工运梁不当引起的裂缝5)梁与梁间横隔板上的裂缝此病害出现的原因最主要的是通过的重型车辆过多，从受力状态分析，挂梁承受偏心荷载是不可避免的。当重型车辆过多时，使梁间的横向联系被削弱，横向刚度下降，导致病害发生。6)T形截面梁翼缘与腹板相接处的纵向裂缝在翼缘与腹板连接处负弯矩较大，很容易出现纵向裂缝。二.T型刚构悬臂及挂梁常见病害（3）预应力混凝土挂梁的常见病害1）挂梁下缘纵向裂缝下翼缘（马蹄）受到过高的纵向压力导致梁体发生过大的横向位移；保护管道过薄，压浆时又受到较高的压力作用；在寒冷地区浆中水分受冻引起膨胀，也会造成裂缝的发生。2）张拉锚具的锚下纵向裂缝主要是由于锚下局部应力集中产生的劈裂拉力所引起的。3）跨中下挠过大当跨中下挠超过规范允许值时，跨中截面不一定会发生裂缝。主要原因是施加预应力不足或应力损失过大。二.T型刚构悬臂及挂梁常见病害3.非结构性裂缝及缺陷（1）塑性状态时出现的裂缝塑性状态时出现的裂缝主要是塑性沉降裂缝和塑性收缩裂缝。塑性沉降裂缝仅当泌水量较大时及沉降较多时才会发生。塑性收缩裂缝发生在混凝土表面干燥，在固体颗粒间水形成新月形产生毛细管张力而开裂。（2）早期热缩裂缝水化作用伴随有两次升温和两次降温过程。由于混凝土材料导热性较差，升温时混凝土内部体积膨胀，降温时混凝土表面收缩，将产生热缩裂缝。(3)长期干缩裂缝干缩作用使混凝土内部产生不同程度的拉应力，产生裂缝。(4)其他原因裂缝除以上三类主要的非结构性裂缝外，还有某种化学反应生成物的体积增大产生的裂缝，如碱骨料反应、硫酸盐腐蚀、钢筋锈蚀