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連續(xù)箱梁常見病害及加固對策
2011-11-03 來源:百度文庫
一、前言

    由于預應力混凝土連續(xù)箱梁這種結構形式的截面具有結構性能優(yōu)良,抗扭轉(zhuǎn)能力較強,適宜于工廠化集中預制、安裝快捷等優(yōu)點,使得其非常適合于建造大跨度的橋梁,但是因運營條件的改變、設計和施工不當、自然災害和外部環(huán)境等原因,許多橋梁出現(xiàn)了各種常見病害,如不能得到及時處理勢必影響橋梁結構安全和耐久性,甚至對人民生命財產(chǎn)造成極大損害。本文中,我們針對在實際工程中連續(xù)箱梁出現(xiàn)的常見病害,對其產(chǎn)生的原因進行詳細分析并提出了相應的加固措施。

    二、預應力混凝土連續(xù)箱梁常見病害及原因分析

    1、支座破壞

    由于每一聯(lián)的長度較長,從而其伸縮量較大,所設計的滑動支座必須有效滑動,也就是說伸縮量必須靠支座滑動來承擔,不滑動僅靠支座變形來承受,支座變形超出其極限,那么支座必然破壞。從實際使用觀察,應該說存在一些問題,出現(xiàn)個別橋梁支座破壞,為此必須保證支座的質(zhì)量,一方面支座的剛度、強度、耐久性必須滿足要求,另一方面必須保證滑動面能有效滑動。

    2、施工工藝質(zhì)量問題

    箱梁預制拆模后,如不注意在腹板下部與底板接觸處波紋管位置會出現(xiàn)“水紋”現(xiàn)象。通過實踐分析主要是由于內(nèi)模為下料方便未設底板,腹板振搗時水泥漿外漏造成的。采取措施為芯模制作時加設活動底板,底板下料時打開,澆完底板后蓋上并固定,再澆腹板,并注意振搗密實。加強混凝土澆筑的工藝控制,嚴格按規(guī)范要求澆筑,同時適當采取二次振搗工藝。通過以上措施就能很好的避免出現(xiàn)“蜂窩麻面”,“氣泡”,“冷縫”,“拼縫漏漿錯臺”等質(zhì)量通病。

    3、連續(xù)箱梁的開裂

    通過對預應力混凝土箱梁橋的調(diào)查,在橋梁的修建以及以后的運營過程中.梁體不同部位常會出現(xiàn)橫向、縱向及斜向裂縫。裂縫問題是連續(xù)箱梁的常見通病。裂縫一旦出現(xiàn),輕則影響結構的耐久性,重則直接影響結構的承載能力,甚至危及結構安全,必須予以重視。應弄清裂縫成因.采取預防措施.必要時采取加固措施.控制和延緩裂縫的進一步發(fā)展,以確保橋梁的安全和耐久性。

    根據(jù)裂縫發(fā)生的原因和位置的不同,主要可以分為一下幾類:

    (1)腹板斜豎向裂縫  

    箱梁腹板豎向裂縫主要分布在箱梁腹板跨中及1/4跨徑處。一般這種裂縫產(chǎn)生在施工脫模后的2d~3d內(nèi),上下沒有延伸。箱梁腹板斜向裂縫在越靠近箱梁兩側支點的位置,裂縫上部越向跨中傾斜,呈“八”字狀分布。斜裂縫也稱主拉應力裂縫,它是預應力混凝土梁橋中出現(xiàn)最多的一種裂縫,往往首先發(fā)生在剪應力最大的支座附近,大致與梁軸線成25—50。夾角,并隨著時間的推移不斷向受壓區(qū)和跨中方向擴展。

    (2)腹板橫向裂縫

    此類裂縫較小,裂縫寬度大部分為0.1mm左右,一般出現(xiàn)于跨中位置。此類裂縫為荷載裂縫,裂縫寬度會在重車過橋時發(fā)生變化。出現(xiàn)橫向裂縫的主要原因是結構計算時計算模型不合理,結構受力假設與實際受力不符,使得結構安全系數(shù)不足。設計荷載等級小于目前超載車輛的荷載等級,則在較大荷載作用下板底混凝土開裂形成橫向裂縫。
    

    (3)底板縱向裂縫

    這類縱向裂縫主要分布在縱向預應力鋼筋范圍內(nèi),底板底面產(chǎn)生這類縱向裂縫后,可能會伴隨著底板沿厚度方向?qū)与x。有的引起局部起殼,嚴重者底板下半層混凝土脫落。底板曲面在縱向預應力束作用下會產(chǎn)生徑向均布力或集中力。在各預應力束產(chǎn)生的徑向力作用下,底板橫截面發(fā)生彎曲變形.導致底板橫向受彎而產(chǎn)生縱向裂縫。
    

    (4)支座處裂縫和支座位移引起的裂縫。

    在連續(xù)梁支點處, 由于梁體的振動, 將產(chǎn)生比靜力荷載大得多的支點反力, 在支點的局部有可能對梁產(chǎn)生稱壓曲裂縫的裂縫, 而且在此反力作用下, 下部結構和橡膠支座將產(chǎn)生大的變形, 如果這種變形不均勻, 必將造成梁體內(nèi)出現(xiàn)由于支座不均勻位移產(chǎn)生的附加內(nèi)力, 可能造成梁的腹板進一步的裂縫, 這種裂縫與地基以及橋梁的下部結構的振動特性有關, 需要綜合考慮。

    三、連續(xù)箱梁的加固對策

    1、體外預應力加固方法

    體外預應力技術在公路橋梁加固上的應用通過對增設的體外束張拉,以提高原結構的預應力水平,改變原結構的內(nèi)力分布,抵消部分恒載應力,起到卸載作用,從而達到大幅度提高橋梁的承載能力。體外預應力加固方法有著對原結構的損傷小、自重增加也較小等優(yōu)勢。更重要的是,作為一種主動加固方法,體外預應力加固可明顯提高結構剛度和承載力,減少結構變形,阻止裂縫寬度繼續(xù)增大甚至完全閉和。體外預應力加固體系主要是由體外索、錨固結構和轉(zhuǎn)向結構組成的。

    箱梁加固采用的體外預應力鋼束為兩股沿底板的曲線束和兩股箱內(nèi)的直線束。其布置示意圖如下:
    

    底板束錨固構造特點:在箱粱底板兩側四分之一跨的位置澆筑新齒板,通過在箱梁底板鑿出剪力槽,新舊混凝土接觸面種植鋼筋,使結構共同受力。底板束均通過齒板錨固于底板上并靠近底板布置。直線長束則錨固于主墩墩頂對應的橫隔梁上。

    連續(xù)箱梁體通過采用增設體外預應力索這一加固措施,使得各截面中性軸高度明顯上升,橋面鋪裝參與了結構受力,結構整體剛度有了一定程度的提高,維持橋梁的運營橋面線形,延長了橋梁的使用壽命,確保了運營期間橋梁結構的安全,該工藝對舊危橋加固維修領域應用推廣價值較大。

    2、裂縫填充加固方法

    本文主要介紹兩種裂縫處理方法:

    (1)環(huán)氧樹脂法

    首先對混凝土裂縫的基層表面進行處理.在裂縫表面用鋼絲刷將其表面的灰塵、浮渣、油垢等清除,并沿縫用丙酮擦洗,晾曬干燥,且其含水率不能大于6%。稱取定量的環(huán)氧樹脂.按膠料配合比加入稀釋劑二甲苯與環(huán)氧樹脂均勻拌和,待溫度降至常溫后,再加入固化劑乙二胺充分攪拌就配制成了環(huán)氧樹脂膠料。配制好的環(huán)氧樹脂膠料.至加入固化劑起,必須在3O分鐘內(nèi)處理完畢。最后用玻璃布或嵌刀將環(huán)氧樹脂膠泥仔細批嵌封閉。

    (2)環(huán)氧砂漿封堵法

    混凝土基層表面清理,沿縫鑿寬8—10mm,深度大于10cm,用鋼絲刷沿縫槽將灰塵、浮渣及松散層徹底清除,用丙酮將其油垢擦洗干凈、晾曬。其含水率不大于6%。然后在清潔的混凝土槽內(nèi),薄而均勻地涂刷環(huán)氧底膠料.不得有漏涂和留墜現(xiàn)象。膠料固化12小時后,用玻璃布或嵌刀將環(huán)氧砂漿分層封堵,每層厚度不大于5mm,用溝縫條壓平壓實。環(huán)氧砂漿自然固化24小時后,用環(huán)氧底膠料封閉.封閉寬度應大于環(huán)氧砂漿縫寬,且每邊要超出2—3mm。封堵后要保持干燥,用碘鎢燈烘烤。

    通過了裂縫填充加固,可以減少鋼筋與外界接觸而造成的銹蝕,從而延長箱梁的使用壽命。

    (3)粘貼鋼板法

    首先應當確定裂縫的寬度, 按裂縫寬度不小于0. 15 mm 和小于0. 15 mm 進行區(qū)分。對寬度不小于0. 15 mm 的裂縫進行灌漿法處理。對于不小于0. 15 mm的裂縫需要粘貼鋼板法處理,開鑿需粘貼鋼板條的孔位,在混凝土表面鑿毛,濕混凝土表面平整,對鋼板條按照加固原則進行相應的處理。

    四、結語

    由于連續(xù)箱梁的制作材料鋼筋混凝土的特性,使得其在施工和施工過程中,會有一些通病的產(chǎn)生,因此在使用連續(xù)箱梁時,應當加強設計和施工過程的監(jiān)控,不斷發(fā)展新的加固技術。以上的連續(xù)箱形梁的一系列問題都是在時間的過程中總結出來的,其相應的對策也在實踐的過程中被證實是可行有效,希望對以后的相關工程實踐能有所幫助。
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