【《中小跨径桥梁病害及其特征分析》2500字】

中小跨径桥梁病害及其特征分析目录TOC\o"1-3"\h\u2929中小跨径桥梁病害及其特征分析 125771.1中小跨径桥梁病害分类 276011.2中小跨径混凝土桥梁常见病害分析 4220831.2.1混凝土裂缝 4113711.2.2钢筋锈蚀 5234971.2.3桥梁单板受力病害 6255611.2.4铰缝病害 7179461.2.5支座损坏 7146461.3中小跨径桥梁病害统计 8目前我国分布的桥梁中，大桥及特大桥仅占7.4%的比例，中小跨径桥梁则占到总数的91.6%[29]。中小跨径桥梁的桥型一般为简支梁（空心板和T梁）较多，连续梁（箱梁和先简支后连续T梁）也属常见，我们把多孔跨径总长在30m-100m，单跨跨径20m-40m之间的桥称为中桥；小桥多孔跨径总长8m-30m，单跨跨径5m-20m。因为桥梁设计、施工质量、检测、养护各种因素，导致中小跨径桥梁的安全性要低于大型桥梁，因此随着桥梁投入使用的时间增长，加之对其风险分析的不重视，将会有越来越多的中小跨径桥梁出现各种形式的病害[30]。图2-1不同类型桥梁比例图Fig.2-1ProportiondiagramofdifferenttypesofBridges1.1中小跨径桥梁病害分类桥梁的组成十分的复杂，中小跨径混凝土桥梁由以下三部分构成组成[31]，如下图所示图2-2中小跨径桥梁结构图Fig.2-2Structuredrawingofmediumandsmallspangirderbridge按照桥面系的构件类型对病害进行分类，具体病害见表2-1：表2-1桥面系病害Tab.2-1Bridgedecksystemdisease按照上部结构的构件类型对病害进行分类，具体病害见表2-2：表2-2上部结构病害Tab.2-2SuperstructureDisease（3）按照下部结构的构件类型对病害进行分类，具体病害见表2-3：表2-3下部结构病害Tab.2-3Substructuredisease1.2中小跨径混凝土桥梁常见病害分析1.2.1混凝土裂缝桥梁裂缝是中小跨径桥梁运营使用中最常见的病害之一，当桥梁出现裂缝时，一是造成桥梁整体的承载运输能力大大降低，并且会导致桥梁的运行时间缩短，影响桥梁正常的使用。如果桥梁结构出现了数量较多裂缝并且开裂较为严重时，内部的对钢筋保护能力将大大受到影响，此时水分和空气会进入结构内部与钢筋发生反应，致使结构内部钢筋出现锈蚀[32]-[33]。混凝土发生开裂的形式有横向裂缝、纵向裂缝等，在桥梁的梁板和桥墩、桥台等结构处常会出现裂缝。在多种条件作用下导致了混凝土发生开裂，在其混凝土自身特性、环境气候及外部荷载的作共同作用下，混凝土逐步发生开裂，再加上受水流充数及空气中的酸性物质进入开裂部位导致裂缝的进一步开裂，如最终发展严重将会导致桥梁的结构可靠性受到破坏[34]-[35]。混凝土裂缝通常包括温差裂缝、荷载裂缝、干缩裂缝、地基变形裂缝等，混凝土开裂大致分为两种：一种是非结构性裂缝，另一种是结构性裂缝，如图2-3所示。图2-3混凝土裂缝类型Fig.2-3Typeofconcretecrack1.2.2钢筋锈蚀混凝土和钢筋构成了砼，钢筋的主要功能是的对拉力的承受。由于钢筋发生锈蚀时减少了其自身截面面积，并且自身的对拉力的承受能力也大大折损，因此桥梁结构的承载性能和耐久性受到钢筋锈蚀的影响，所以如何减少钢筋锈蚀时公路桥梁施工时重点关心的。。由于，水泥中含的碱性物质为钢筋提供发生钝化反应的良好环境，钝化反应使钢筋表面形成了三氧化二铁、四氧化三铁等物质，能够有效的保护钢筋，阻止锈蚀的产生。中小跨径混凝土桥梁在如在酸性环境下容易破坏附着在钢筋上的物质，使得水和氧气直接作用在钢筋上，导致钢筋锈蚀[36]。发生化学反应如下所示：2H2O+O2+2eFeFe2+Fe2+和(OH)−结合成2Fe(OH)，氢氧化铁与水、氧气发生化学作用如下：Fe2+Fe(OH)2+2H2O通过上述分析，当混凝土结构出现裂缝，并在其他物质的作用下，裂缝开裂程度的不断变化，进一步使钢筋锈蚀不断加剧，导致结构的耐久性不断降低，对桥梁结构的安全性产生了极大的影响[37]，钢筋锈蚀对中小跨径钢筋混凝土桥梁可靠性的影响如图2-4所示：图2-4钢筋锈蚀对混凝土可靠性的影响Fig.2-4Influenceofsteelcorrosiononreliabilityofconcrete1.2.3桥梁单板受力病害桥梁结构的安全稳定性受到单板受力的严重影响,并且桥面铺装开裂及绞缝损坏都与单板受力有着密切的关联[38]，最终导致桥梁结构整体稳定性的破坏促使产生单板受力的原因有很多，主要原因分为内因与外因两部分，具体如下图2-5所示：图2-5导致单板受力的原因Fig.2-5causesofforceontheveneer从其内因入手主要是因为钢筋混凝土空心板桥的刚度较小。从外部原因导致的单板受力来看，车辆超载是最主要的原因，近些年，桥梁承受重车载荷的仍在增加。超载车辆在对桥梁反复的作用下,加速了铰缝破损的速率。在过重载荷作用下而导致应力集中的铰缝破损，从而进一步导致的桥梁支座脱空会直接导致单板受力。在对中小跨径桥梁结构进行施工时，由于施工人员技术水平较低、使用器械规格不够、操作不严谨、振捣混凝土不密实等施工质量不达标的问题也大大增加了单板受力发生的概率[39-41]。1.2.4铰缝病害铰缝病害的特征主要是铰缝位置出现渗水，板梁铰缝处在受到荷载的反复作用，当混凝土抗拉强度值不能满足横向应力，铰缝将会发生开裂，开裂不断地发展加剧，从而在桥面铺装出现破裂带[42]。导致铰缝产生病害的原因大致可以分为以下几类：（1）由于中小跨径公路桥梁的刚度较小，且桥梁承受荷载的位置与方向也较为统一，在重载荷作用下导致梁板的铰缝发生了破坏[43]。（2）在进行桥梁设计时，设计铰缝结构尺寸时断面较小，并且采用标号低的混凝土,当桥面的重车行驶过程中会造成铰缝发生损坏甚至破损[44]。（3）在施工过程中，混凝土配合比不足、对混凝土的振捣不够密实、对钢筋绑扎不符合要求、并且没有重视梁板的横向连接、铰缝底未封缝、铰缝内两侧梁体未凿毛、预留钢筋未凿出或凿出部分过少等施工问题都会导致铰缝发生破坏。1.2.5支座损坏在当前服役桥梁中常用到的支座类型大致分为两类，一是盆式橡胶，二是板式橡胶，两种支座采用的原材料都是橡胶，在长期使用过程中，橡胶会逐渐发生变形直至破坏失效[45]。支座常见病害主要原因有：（1）制作支座材料不同；（2）没有对滑动支座刷硅脂油，这样在长期使用下容易发生破坏；（3）安装支座时由于操作问题，导致梁板所接触的四个支座受力不均，致使支座出现脱空超限[46]。1.3中小跨径桥梁病害统计在役中小跨径桥梁病害的种类繁多，且各类病害成因是不仅仅受一种因素的影响。本文通过对2003年后建成的中小跨径桥梁的检测资料进行分析，确定本文研究的主要病害。本文桥梁样本选取自宁波、杭州、温州段80座高速公路桥进行病害研究，常见病害如下所示：表2-4中小跨径桥梁常见病害统计表Tab.2-4StatisticaltableofcommondiseasesofmediumandsmallspangirderBridges结构病害类型数量比重桥面系桥面裂缝420.53桥面破损710.89伸缩缝破裂130.16栏杆破损30.03照