剛構橋施工-剛構橋施病害及處理（橋跨結構施工）

T型剛構常見病害及成因一.橋面系常見病害（1）橋面鋪裝常見病害及其成因1）橋面鋪裝常見病害①路面打滑、橋面鋪裝層凹凸不平。②汽車行駛的長期作用，造成車轍、搓板、磨損等病害一般都偏于一側，結果引起積水，促使橋面瀝青鋪裝層剝離，發(fā)生滲水。③裂縫。瀝青材料性能不良，瀝青老化或橋面板本身出現損壞破裂會引起裂縫。④高低不平，產生“跳車”。主要是在橋跨結構物的連接部位附近，由于結構物與填土部位之間的不均勻沉陷或結構物接頭不平，使過橋車輛產生“跳車”，降低行車的舒適性。2）橋面鋪裝病害成因①設計缺陷a.橋面板剛度不夠。b.負彎矩的影響。T型剛構橋的T型剛構整體承受負彎矩作用，使橋面鋪裝層混凝土受到拉應力而產生裂縫，從而造成橋面鋪裝的損壞。c.橋面鋪裝層的厚度過薄。d.橋面接縫處未配置鋼筋。e.橋梁設計時，對橋梁橫向剛度重視不夠。一.橋面系常見病害一.橋面系常見病害②施工原因a.橋面鋪裝層與梁表面黏結不良。b.橋面鋪裝層內的鋼筋走位。c.橋面鋪裝材料質量差。d.施工縫處理不當。e.伸縮縫安裝質量差。③運營原因a.過早通車。b.荷載過大及沖擊影響，行車不順。一.橋面系常見病害（2）伸縮縫常見病害1)填塞式伸縮縫①防水材料(如聚氯乙烯膠泥)老化、脫落。②橡膠條老化、斷裂和剝離。③伸縮縫埋置處橋面鋪裝層剝離、破碎。④伸縮縫錨固構件松動，螺栓脫出。⑤橡膠嵌條連接處漏水。⑥伸縮縫內雜物沉積、積水。⑦基礎不均勻沉降、T型剛構懸臂下撓造成伸縮縫高低不平．引起跳車。一.橋面系常見病害2)鋼制式伸縮縫①鋼制構件與混凝土錨固不牢，混凝土剝離，伸縮縫松動。②表面鋼板錯位、脫離或擠死。③表面鋼板焊接部位破損。④梳齒形伸縮縫的梳齒斷裂、脫落。⑤排水管破損、堵塞。⑥伸縮縫內雜物沉積，影響正常變形。⑦基礎不均勻沉降、T型剛構懸臂下撓造成伸縮縫連接不密實。一.橋面系常見病害①設計缺陷：設計考慮不周．伸縮縫選型不對．對伸縮量計算不準確；伸縮縫錨固構件埋深不足；橋面板端部剛度不足。②材料不良：伸縮縫構件材料質量不過關，如鋼板強度不夠或錨固構件強度不足，橡膠條質量不良等。③施工不善：橋面鋪裝層施工不良，伸縮縫安置不良，技術交底不清等。④運營條件惡劣：車輛荷載超標，交通量增大；伸縮縫處橋面高低不平；橋面日常維護不足；運營氣候條件惡劣等。一.橋面系常見病害（3）橋面系其他附屬設施常見病害1）人行道構件常見病害①人行道板鋪裝層剝落；②人行道板松動，混凝土破碎、露筋；③人行道搭接鋼板破損、缺失；④欄桿處混凝土老化、剝落，鋼筋裸露銹蝕。一.橋面系常見病害2）支座常見病害①支座本身破壞a.橡膠支座出現老化、變質；b.橡膠支座脫空、剪切變形；c.支座鋼墊板銹蝕、開裂；d.活動支座滑動面不平整、生銹咬死；e.鋼結構切線弧形支座自由變形受阻；f.軸承開裂、切口或偏移；g.不均勻鼓凸、脫膠、脫空、剪切超限和支座位置移動；f.盆式橡膠支座鋼件裂縫、變形、脫焊、銹蝕．聚氟四乙烯滑板磨損，支座位移超限，支座轉角超限和錨栓剪斷。一.橋面系常見病害②鋼結構支座錨固構件失效a.即定位桿件失效．包括螺栓剪斷、錨栓松動、壓板咬死或折斷。b.盆式橡膠支座的錨固件失效，包括鋼件裂縫、支座鋼板翹曲、錨固件剪斷；另外。還有座板焊縫開裂。③支座連接部位破壞梁或墩的預埋件銹蝕、混凝土開裂或剝落。由于伸縮縫滲水，導致支座部位混凝土軟化、腐蝕、充填砂漿開裂．支座墊板混凝土壓壞、剝離、掉角。二.T型剛構懸臂及掛梁常見病害（1）T型剛構懸臂常見病害1）懸臂端下撓懸臂端下撓一方面將導致懸臂與掛梁連接不順，產生折線，引起跳車；跳車帶來的沖擊荷載又會進一步加劇下撓，并損傷牛腿。另一方面，由于懸臂與掛梁連接不順，伸縮縫將損失部分止水功能，使雨水滲入牛腿裂縫，引起鋼筋銹蝕，可能會造成災難性后果。①設計原因T型剛構箱梁端部彎矩最大，在荷載作用下．產生一定的撓度。二.T型剛構懸臂及掛梁常見病害②施工原因第一，T型剛構混凝土配合比中水泥用量很大，因此混凝土的收縮及徐變較大。第二．施工質量方面．張拉機具或錨具質量不良，夾片規(guī)格不統(tǒng)一、開裂、破損及夾片夾不穩(wěn)等問題，造成預應力損失。③運營原因第一，荷載增加，結構自身抗力與現今的交通運輸量相比已顯不足。第二，由于T型剛構箱梁端部出現較大撓度，使橋面出現折線。汽車行駛時易出現跳車，使撓度進一步加大。二.T型剛構懸臂及掛梁常見病害2）牛腿損傷牛腿處的常見病害有以下三類。第一，牛腿角隅處往往由于受拉而產生裂縫，此種裂縫一旦產生必須進行嚴密的監(jiān)測和控制，防止裂縫進一步發(fā)展導致鋼筋銹蝕而產生嚴重后果。第二，牛腿豎向裂縫，該裂縫往往是由于位于牛腿部位的預應力錨固處應力集中引起的。第三，牛腿混凝土保護層剝落、壓碎。牛腿部位構造特殊.截面突變，角隅處應力集中現象突出，加之鋼筋布置密集、施工困難，使其病害發(fā)生率較高。產生原因有以下幾點。①設計因素設計和計算依靠實驗和經驗，無法完全滿足該結構的受力需要。二.T型剛構懸臂及掛梁常見病害②施工因素第一，牛腿鋼筋布置十分密集。鋼筋的綁扎、混凝土的澆筑，存在困難。第二，預應力束的錨固也因為截面較小而變得困難。第三，牛腿部位混凝土標號較高，在承受較大的豎向荷載和沖擊荷載時，混凝土的徐變也是不可忽略的因素。③運營因素第一，懸臂端下撓，跳車引起的沖擊荷載對牛腿損傷較大。第二，懸臂端下撓使牛腿部位的受力情況更加復雜。第三，懸臂與牛腿連接處需設置伸縮縫，牛腿出現裂縫，雨水滲人，引起鋼筋銹蝕。二.T型剛構懸臂及掛梁常見病害3）頂板、底板裂縫①縱向裂縫由于橋面板變形開裂導致其與鋪裝層之間的變形難以協(xié)調，造成鋪裝層開裂。還有一種縱向裂縫是沿預應力束布置方向的。壓應力儲備預留得大導致縱向裂縫的產生。②齒板裂縫由于預應力作用，齒板受到強大的壓力，齒板后面的混凝土將受到拉力，齒板頭與底板相交處拉應力值超過了混凝土的抗拉強度開裂。在設計上，這個部位應該加強普通鋼筋的配置。③施工合攏段裂縫懸臂施工時，施工接頭處理不好成為薄弱截面，在縱向彎矩、混凝土收縮或較大溫差應力等作用下開裂?；蛘哂捎陬A制拼裝接縫不密實，橋面開裂后滲水，造成鋼筋銹蝕等嚴重病害的發(fā)生。二.T型剛構懸臂及掛梁常見病害4）腹板裂縫①主拉應力產生的腹板斜裂縫當混凝土承受的拉應力大于混凝土容許拉應力時，混凝土就會開裂。②腹板水平裂縫箱梁腹板的水平裂縫主要是由箱梁橫向彎曲空間效應與內外溫差應力作用使腹板內側和外側產生較大豎向應力、箱梁橫向剛度不足、畸變應力影響、豎向預應力不足等原因引起的。③錨后拉應力腹板斜裂縫采用懸臂澆筑法施工的T型剛構橋，預應力筋束往往錨固在分段澆筑時的接縫面上，而在此區(qū)域，混凝土的抗拉強度較低，且在預應力的作用下，會發(fā)生蠕變。蠕變引起的應力重分布會使錨頭后面產生拉應力，此拉應力若大于該區(qū)域的混凝土抗拉強度.就會產生腹板處斜裂縫。二.T型剛構懸臂及掛梁常見病害（2）鋼筋混凝土掛梁常見病害1)跨中豎向彎曲裂縫鋼筋混凝土掛梁跨中附近梁底常出現自下而上的豎向彎曲裂縫，主要是由于混凝土收縮和彎矩作用所產生的裂縫。2)腹板上的豎向裂縫①設計因素。設計上存在缺陷，如梁跨度太大、梁高太大、梁肋較薄且鋼筋布置過于稀疏。②施工因素?；炷翗颂栁催_設計要求、混凝土振搗不密實及養(yǎng)護不及時等施工質量問題。③環(huán)境因素。周圍環(huán)境溫差大，因溫度效應引起溫度次應力，導致混凝土開裂。二.T型剛構懸臂及掛梁常見病害3)腹板斜裂縫①施工因素：施工質量不良。②混凝土的收縮使梁出現微裂縫或存在一定的拉應力，腹板在受拉區(qū)參與受力，致使主拉應力超過了混凝土抗拉極限，產生裂縫。4)施工運梁不當引起的裂縫5)梁與梁間橫隔板上的裂縫此病害出現的原因最主要的是通過的重型車輛過多，從受力狀態(tài)分析，掛梁承受偏心荷載是不可避免的。當重型車輛過多時，使梁間的橫向聯系被削弱，橫向剛度下降，導致病害發(fā)生。6)T形截面梁翼緣與腹板相接處的縱向裂縫在翼緣與腹板連接處負彎矩較大，很容易出現縱向裂縫。二.T型剛構懸臂及掛梁常見病害（3）預應力混凝土掛梁的常見病害1）掛梁下緣縱向裂縫下翼緣（馬蹄）受到過高的縱向壓力導致梁體發(fā)生過大的橫向位移；保護管道過薄，壓漿時又受到較高的壓力作用；在寒冷地區(qū)漿中水分受凍引起膨脹，也會造成裂縫的發(fā)生。2）張拉錨具的錨下縱向裂縫主要是由于錨下局部應力集中產生的劈裂拉力所引起的。3）跨中下撓過大當跨中下撓超過規(guī)范允許值時，跨中截面不一定會發(fā)生裂縫。主要原因是施加預應力不足或應力損失過大。二.T型剛構懸臂及掛梁常見病害3.非結構性裂縫及缺陷（1）塑性狀態(tài)時出現的裂縫塑性狀態(tài)時出現的裂縫主要是塑性沉降裂縫和塑性收縮裂縫。塑性沉降裂縫僅當泌水量較大時及沉降較多時才會發(fā)生。塑性收縮裂縫發(fā)生在混凝土表面干燥，在固體顆粒間水形成新月形產生毛細管張力而開裂。（2）早期熱縮裂縫水化作用伴隨有兩次升溫和兩次降溫過程。由于混凝土材料導熱性較差，升溫時混凝土內部體積膨脹，降溫時混凝土表面收縮，將產生熱縮裂縫。(3)長期干縮裂縫干縮作用使混凝土內部產生不同程度的拉應力，產生裂縫。(4)其他原因裂縫除以上三類主要的非結構性裂縫外，還有某種化學反應生成物的體積增大產生的裂縫，如堿骨料反應、硫酸鹽腐蝕、鋼筋銹蝕；或生成物的體積減小產生的裂縫，如混凝土碳化。(5)混凝土結構的常見缺陷一般可分為表層缺陷和內部缺陷兩類。表層缺陷主要有蜂窩、麻面、露筋、孔洞、層隙、磨損、表面腐蝕、老化、剝落、表面裂縫、掉角、模板走樣、接縫不平、構件變形等。內部缺陷主要有混凝土的強度標號、抗?jié)B標號、抗凍標號不足，內部空洞和蜂窩，鋼筋的型號、數量、位置不對，焊接質量不佳，混凝土保護層厚度不足，鋼筋誘蝕等。二.T型剛構懸臂及掛梁常見病害連續(xù)剛構橋的典型病害及成因一.病害特征（1）跨中下撓跨中下撓的特點:①橋梁實際撓度一般遠遠大于按照規(guī)范計算的預測值;②撓度過大與腹板斜向裂縫具有共生性,部分橋梁也出現底板橫向裂縫與縱向裂縫;③撓度過大與腹板斜向裂縫一般在橋梁運營4~5年后顯現,腹板斜向裂縫一般先在L/4附近出現,逐漸向跨中發(fā)展,個別橋梁繼而跨中底板出現橫向裂縫;④個別橋梁下撓現象在運營幾年甚至十幾年后基本呈線性持續(xù)發(fā)展,沒有穩(wěn)定的趨勢。一.病害特征（2）箱梁裂縫①腹板斜裂縫;②底板縱向、橫向裂縫;③底板錨固齒板后端的橫向裂縫與斜向裂縫;④頂板縱向裂縫。腹板斜裂縫特點：①主拉應力引起的開裂,是典型的結構性裂縫。大多數橋梁L/8到3L/4之間腹板斜向裂縫呈現上寬下窄特征,位置靠近腹板的上托板,裂縫與水平夾角一般為15~35度,靠近跨中部位腹板裂縫則基本呈水平形狀。一.病害特征箱外底板縱向裂縫及箱內頂板縱向裂縫：箱外底板縱向裂縫和箱內頂板縱向裂縫經常出現在合龍段及附近節(jié)段,且數量眾多,分布集中。底板錨固齒板后端的橫向裂縫與斜向裂縫：對于節(jié)段施工的橋梁,在橋梁運營一個時段后,底板上錨固跨中連續(xù)索的齒塊后端會出現橫向與斜向裂縫,部分與腹板斜裂縫相接。一.病害特征二.病害成因分析（1）跨中下撓設計因素：①對混凝土徐變的影響程度及長期性估計不足。②預應力度設計不夠,預應力只夠使混凝土不出現拉應力而沒有富余。預應力度與混凝土徐變具有相輔相成性。預應力度較小,則徐變變形可能增大,導致主梁下撓變形加大。反之,混凝土徐變變形加大,預應力束的應力損失也相應加大,進一步減小了預應力度,從而導致主梁下撓變形值加大。③合理設置預拱度值。當預應力導致的長期變形小于結構自重以及部分活荷載導致的長期變形時,需要事先設置一定的預拱度來抵消這種變形,從而保證橋梁長期運營后的線形平順。④普通鋼筋配置不合理,尤其是受力復雜部位。二.病害成因分析施工因素：①預應力施加控制不嚴,灌漿質量不合格等。②縱向預應力管道不平順、管道內漏漿。③豎向預應力錨具不垂直,與墊板間有雜物。④橫向預應力定位鋼筋不夠,施工時管道上浮造成偏位,產生頂板橫向裂縫。（2）腹板斜裂縫①由于腹板處彎起鋼束張拉時,腹板混凝土沿鋼束方向受壓,垂直鋼束方向混凝土受到泊松比作用會產生拉應力,從而引起垂直于預應力方向的斜裂縫。②撓度過大與腹板斜向裂縫具有共生性,即在出現撓度過大的橋梁無一例外地出現腹板開裂現象,部分橋梁也出現底板橫向裂縫與縱向裂縫。③長期受力作用下,砼產生徐變,并逐漸增加。當砼徐變較大時結構會產生附加被動應力,造成彎矩重分布,箱梁腹板剪應力加大,從而產生腹板裂縫。④溫度對砼產生裂縫的作用機理極其復雜。一旦溫度應力超過砼能承受的極限抗拉強度,就會產生不同程度的裂縫。二.病害成因分析（3）箱外底板縱向裂縫及箱內頂板縱向裂縫1）頂、底板縱向裂縫共同原因①合龍段附近節(jié)段與其他節(jié)段相比,型鋼布置較多,另外相鄰節(jié)段橫向約束,導致混凝土橫向壓應力儲備往往會偏小,活載作用導致縱向裂縫產生。②合龍段附近節(jié)段施工準備工期較其他節(jié)段長,相鄰節(jié)段混凝土齡期差別大,新舊節(jié)段混凝土收縮不同步,導致縱向裂縫產生。③運營期,長期重車輪壓導致頂、底板橫向彎矩過大,箱梁內外溫差過大產生溫度應力,不同梁段間收縮效應不同。④頂、底板橫向彎矩過大,無橫向預應力、箱梁橫向彎曲空間效應、板厚偏小,橫向配筋不足,箱梁內外溫差過大產生溫度應力等。二.病害成因分析二.病害成因分析2）頂、底板縱向裂縫的單獨成因①底板a.為了減輕結構自重,箱梁底板在跨中一般比較薄。在強大的底板縱向預應力束全部張拉錨固時,底板混凝土因承受不了底板束的壓力而導致開裂。b.合龍段底板縱向裂縫:一種是在合龍段底板沿順橋向出現肉眼可見的縱