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砼梁式橋的病害和分析
發(fā)布時(shí)間:2014-05-20
  經(jīng)實(shí)踐分析,造成鋼筋砼梁和預應力梁裂縫現象原因,主要是設計和施工兩方面的因素,對此我們應有所了解和掌握,以便妥善處理。
  1、構件裂縫發(fā)生的主要原因
  1.1 與材料性質(zhì)有關(guān)的因素
  水泥的反常凝固,水化熱,反常膨脹;砼的離析與泛漿,干燥收縮;骨料不合格。
  1.2 與施工有關(guān)的因素
  混合攪拌不均,攪拌時(shí)間過(guò)長(cháng),用泵壓送時(shí)水泥量及用水量的增加,灌注順序的差錯,灌注速度太快,振搗不充分,配筋混亂,保護層厚度不夠,施工縫處理不當,模板變形、漏漿,支架下沉,脫模過(guò)早,硬化前受振動(dòng)和荷載作用,初期養生中急劇干燥,受凍害。
  1.3 與環(huán)境有關(guān)的因素
  溫度與濕度的變化,致使內部鋼筋銹蝕;砼表面受高溫熏烤;受鹽類(lèi)的化學(xué)腐蝕。
  1.4 與構造、外力有關(guān)因素
  設計荷載以?xún)鹊暮奢d,設計荷載以外的荷載,以地震力為主的荷載,截面尺寸及鋼筋用量不足,結構物不均勻下沉。
  2、與鋼筋砼簡(jiǎn)支梁橋的常見(jiàn)裂縫
  2.1 網(wǎng)狀裂縫
  主要發(fā)生在各種跨度的梁上,寬度約為0.03~0.05mm,多為砼收縮所引起的表面龜裂。
  2.2 下緣受拉區的裂縫
  多發(fā)生于梁跨中部,裂縫間距約0.1~0.2m,寬度約為0.03~0.1mm,此種裂縫多為砼收縮和梁受撓曲所產(chǎn)生的裂縫。
  2.3 腹板上的豎向裂縫
  為最常見(jiàn)也是是較為嚴重的一種裂縫。當跨徑> 12m 時(shí),其裂縫多處于薄腹部分,在梁的半高線(xiàn)附近裂縫寬度較大,一般在0.15~0.3m,此種裂縫多系設計不當,施工質(zhì)量不良,養護不及時(shí),或溫度及周?chē)h(huán)境條件不良的影響所致。
  2.4 腹板上的斜向裂縫
  是鋼筋砼梁中出現最多的一種裂縫,且多在跨中兩側,離跨中越遠傾斜角越大,反之較小,傾角約在之間,第一道裂縫多出現距支座0.5~1.0m 處;裂縫寬度一般在0.3mm 以下。此種裂縫系設計上的缺陷,主拉應力較計算大,砼不能負擔而導致產(chǎn)生裂縫,施工質(zhì)量不良又會(huì )加速裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。
  2.5 運梁不當引起的上部裂縫
  運送梁時(shí)支承點(diǎn)沒(méi)有放在梁的兩端吊點(diǎn)上,而是偏向跨中,使支承點(diǎn)處出現負彎矩,而引起的開(kāi)裂。
  2.6 梁端上部裂縫
  由于墩臺產(chǎn)生不均勻沉降,而形成梁端部局部支承壓力增大,產(chǎn)生局部應力所致。裂縫由下往上開(kāi)裂,嚴重者寬度可達0.3mm以上。
  2.7 梁側水平裂縫
  為近似水平方向的層裂縫。是由于施工不當引起,分層灌筑,間隔時(shí)間太長(cháng)。
  2.8 梁底縱向裂縫
  沿下翼緣主筋方向的裂縫。是由于砼保護層過(guò)薄,或摻入氯鹽等速凝劑所造成,裂縫嚴重時(shí),應更換。
  3、鋼筋砼連續梁常見(jiàn)裂縫
  鋼筋砼連續梁,這類(lèi)結構中的裂縫也較為多見(jiàn),且多屬受力裂縫,好發(fā)部位為箱梁的頂底板及腹板處,有的寬度會(huì )超過(guò)0.3 mm,不得不采取補救措施。根據對一些橋的實(shí)例分析來(lái)看。
  3.1 從設計角度看的主要原因
  (1)個(gè)別橋梁設計時(shí),連續跨數太多,致使邊孔附近的正彎矩卸載不多,造成邊孔梁底正彎矩區率先開(kāi)裂,斷面特性驟降并累及其他部位難以收拾。
  (2)對寬跨比B/L較大的箱梁,設計時(shí)因對剪力滯所引起的頂底板中應力分布不均的現象缺乏足夠的認識,頂底板中的主筋配置不當,造成肋板附近的廣泛開(kāi)裂;
  (3)基礎不均勻沉降對連續梁的影響估計不足,致使截面配筋率偏低,造成截面抵抗矩潛力不夠,設計人員對《橋梁規范》中的荷載組合規定(第2.1.2條)理解不夠全面。對處于軟土地基的橋來(lái)講,基礎變位影響力一項,影響頗大。這一點(diǎn)對多跨連續梁中間支座負彎矩區的斷面配筋尤為重要,一旦配筋不足,砼嚴重開(kāi)裂,斷面承載力下降,全橋則逐步蛻變?yōu)楹?jiǎn)支梁。
  (4)箱梁腹板上的豎縫較多。這主要是因為設計時(shí)腹板縱向防裂筋配置不足,未能滿(mǎn)足《橋梁規范》要求,腹板縱向筋的面積小于A(yíng)g(O.0005~0.001)bh或Ag=(0.0015~0.002)bh或縱筋間距偏大,超過(guò)100mm。
  3.2從施工的角度看的主要原因
  (1)施工時(shí)適逢冬季,氣溫偏低,砼強度未達要求,施工者求功心切,拆模偏早,導致開(kāi)裂,多而密,難以修復彌補。
  (2)拆模程序未嚴加按要求進(jìn)行,往往是一頭到另一頭,圖省事,乃至造成梁內不良的應力狀態(tài)。
  (3)對摻有外加劑粉煤灰的砼性能掌握不妥。
  4、橋梁結構裂縫最大限值規定
  4.1 普通鋼筋砼梁
  主筋附近豎向裂縫最大裂縫寬度< 0.25mm ,腹板豎向裂縫縫寬度限值< 0.3 mm。
  4.2 預應力鋼筋砼梁
  梁體豎向不允許產(chǎn)生裂縫,縱向裂縫寬度< 0.20mm ;橫隔板部位的裂縫寬度< 0.30ram?p寬度< 0.35mm。
  5、預應力砼簡(jiǎn)支梁和連續梁橋的常見(jiàn)裂縫
  預應力砼梁橋國內絕大多數按全預應力結構設計,即結構在使用中不容許出現拉應力。但事實(shí)上有相當一部分橋梁在使用后不久即出現裂縫,有的甚至在施工過(guò)程中即出現裂縫,造成事故。其常見(jiàn)裂縫如下。
  (1)先張法梁梁端錨固處的裂縫此種裂縫的主要特征是:裂縫均起始于張拉端面,寬度約為0.1mm 左右,長(cháng)度一般只延伸至擴大部分的變載面處。發(fā)生的原因是:由于在兩組張拉鋼筋之間梁端砼處于受力區使梁端易發(fā)生水平裂縫,或因錨頭處應力集中和錨頭產(chǎn)生的楔形作用而使錨頭附近產(chǎn)生細小裂縫。
  (2)后張法梁梁端(或其他部位)錨固處的裂縫
  此種裂縫的主要特征是:通常發(fā)生在梁端或預應力筋錨固處,裂縫比較短小,發(fā)生在梁端時(shí)多與鋼絲束方向一致,在錨固處時(shí)與梁縱軸多呈。;運營(yíng)初期有所發(fā)展,以后會(huì )趨于穩定。主要由于端部應力集中,砼質(zhì)量不良所致。
  (3)腹板收縮裂縫
  這種裂縫大多在脫模2~3天內發(fā)生,裂縫通常從上梁肋到下梁肋,整個(gè)腹板裂通,寬度一般為0.3~0.4mm,施加預應力后大多會(huì )閉合;產(chǎn)生原因:多為砼收縮和溫差所致。
  (4)箱梁彎曲裂縫
  砼抗拉能力不足,將導致裂縫的產(chǎn)生。在分段式箱梁中,一般出現在接縫內或接縫附近,梁底裂縫可達0.1~0.2mm。彎曲裂縫一般很小,結構不受損傷,但在荷載反復作用下裂縫有可能會(huì )擴大。
  (5)連續梁彎曲裂縫
  在連續梁中,在正彎矩區的梁底部和在負彎矩區的頂部一般可能發(fā)現這種裂縫;彎曲裂縫主要由于砼抗拉能力不足。
  (6)預應力梁下翼緣的縱向裂縫
  為預應力梁中最嚴重的一種裂縫,多發(fā)生在梁端第一、二節間的下緣側面及梁底,或腹板與下翼緣交界處,也有少數發(fā)生在腹板上;裂縫一般處于最外的一排鋼絲束部位,寬度一般為0.05~0.1mm;產(chǎn)生原因是由于下翼緣受到過(guò)高的縱向壓力所致,保護層太薄,或砼質(zhì)量不好。
  以上所列預應力砼箱梁的裂縫中,腹板收縮裂縫多數是由于施工原因或養生不良,或澆筑不正確,還有一部分是由于底;A沉陷。而連續梁中的彎曲裂縫則較多地同設計失誤有關(guān),原因分析同《鋼筋砼梁橋》。
  針對以上各種形式的裂縫,我們應根據其產(chǎn)生的原因采取不同的措施限制裂縫的發(fā)生及發(fā)展以保證橋梁的安全運行。

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