桥梁支座病害研究论文

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下面是中达咨询给大家带来关于钢筋砼简支梁桥梁体病害及维修方法，以供参考。随着我国交通事业的日益发展，桥梁建设取得了长足的进步，各种各样的桥梁相继出现和应用，为我国的各项事业的进一步发展提供了强大的基础，但随之而来的桥梁病害问题也日益严重，针对上述情况，本文将对钢筋砼简支梁桥梁体的常见病害进行归纳和总结，并在此基础上提出一定的维修措施，以期能够减轻同类病害的发生，为今后的养护工作提供参考依据。引言大力发展交通运输事业，是加速实现四个现代化的保证。四通八达的现代交通，对于加强全国各族人民的团结，发展国民经济，促进文化交流和巩固国防等方面都具有非常重要的作用。在公路、铁路、城市和农村道路交通以及水利等建设中，为了跨越各种障碍（如河流、沟谷或其他线路等），必须修建各种类型的桥梁与涵洞，从而使其成为陆路交通中的重要组成部分；在国防上，桥梁则是交通运输的咽喉，在需要高度快速、机动的现代化战争中具有非常重要的地位，因此，为了保证已有公路的畅通运营，桥梁的养护与维修工作就显得尤为重要，但为了研究和分析的简便，本文将对钢筋砼简支梁桥梁体的常见病害作简单的归纳和总结，并对其病害提出一定的维修方法。1简支梁桥梁体常见病害类型及产生原因1.1表层缺陷钢筋砼简支梁桥表层缺陷主要有蜂窝、漏筋、麻面、空洞、磨损、锈蚀、老化、表层成块脱落等类型，具体各类缺陷产生的原因如下：1.1.1蜂窝蜂窝现象的产生主要是因为设计和施工原因所致，具体的原因如下：（1）施工不当所致。砼在灌筑过程中如果缺乏应有的振捣、以及运输过程中砼出现离析、支模时模板缝隙不严，使得水泥砂浆流失等都可以造成蜂窝现象的产生；（2）结构设计或材料配比不合理。当钢筋太密、砼粗骨料粒径太大或塌落度过小时，都可造成其蜂窝的形成。1.1.2漏筋漏筋的产生很大程度上是因施工质量差所引起，如灌筑时钢筋保护层垫块发生位移，钢筋紧贴模板，保护层处振捣不实或漏振等，此外，当梁桥梁体因为外界或自身原因出现裂缝，降雨天气里，雨水浸入梁体裂缝，使得钢筋锈蚀膨胀引起表层大面积脱落，从而促成漏筋现象出现。1.1.3麻面麻面的发生主要是因为施工时采用了表面不光滑的模板，以及模板在湿润时不够充分，造成梁体表面砼内的水分被模板吸收，从而使得麻面现象出现。1.1.4空洞其成因可以从结构设计和施工过程中寻求。如果在结构设计时钢筋选配不当，使得钢筋布置过密，则可能造成该病害的产生，同时，在施工时砼被卡住，又未充分振捣就继续灌筑上层砼，此外，严重漏浆亦能产生空洞现象。1.1.5磨损该病害的成因大致有三种情况：（1）砼强度不足，表层细骨料太多；（2）车轮磨耗；（3）高速水流冲刷，水流中又夹带大量砂石等。1.1.6锈蚀、老化、剥落其成因主要有以下几种：（1）保护层太薄；当保护层太薄时，在自然条件下，表层砼极易发生水化反应，出现碳酸钙粉末或碳酸钙晶体，从而失去表层的保护作用，致使保护层剥落，进而出现钢筋锈蚀现象。（2）结构出现裂缝时，雨水浸入裂缝内部，使得钢筋发生化学及物理反应，从而出现锈蚀；（3）钢筋锈蚀膨胀引起剥落；（4）严寒地区冰冻及干湿交替循环作用；（5）有侵蚀性水的化学侵蚀作用。1.1.7表层成块脱落主要是由于外界作用所致，如车辆撞击、船舶或其他坚硬物体的撞击等。1.2结构裂缝实际上，砼结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至是多种因素相互影响，现对钢筋砼简支梁桥梁体结构裂缝的种类及成因作如下总结：1.2.1网状裂缝此种裂缝能发生在各种跨度的梁上，裂缝比较细小，宽度约0.03～0.05mm，用手触及有凸起感觉，其多为砼收缩所引起的表面龟裂，也即当砼表层水分损失快，内部损失慢，产生表面收缩大，内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部砼的约束，致使表面砼承受拉力，当表面砼承受的拉力超过其抗拉强度时，产生龟裂，进一步致使网状裂缝出现。1.2.2下缘受拉区的裂缝此种裂缝多发生于桥梁跨中部，梁跨度越大，裂缝越多，其自下翼缘向上发展，至翼缘与梁肋相接处停止，裂缝间距约0.1～0.2m，宽度约为0.03～0.1mm，其多为砼收缩和梁受扰曲所致。1.2.3腹板上是竖向裂缝该裂缝为最常见也较为严重的一种裂缝。当跨径大于12m时，其裂缝多处于薄腹部分，在梁的半高线附近裂缝跨度较大，一般在0.15～0.3mm；当梁跨径小于10m时，其裂缝较细小，且多数裂缝系由梁肋向上延伸，越上越细，上端未到腹板顶部，其成因多系设计不当、施工质量差、养护不及时或温度及环境条件不良的影响所致。1.2.4腹板上是斜向裂缝是钢筋砼梁中出现最多的一种裂缝，且多在跨中两侧，离跨中越远倾斜角越大，反之越小，倾斜角在150～450之间，第一道裂缝多出现在距支座0.5～1.0m处，裂缝宽度一般在0.3mm以下，该种裂缝的产生多为设计上的缺陷，即主拉应力较计算大，使得砼不能负担而导致裂缝产生，而施工不良又会加快裂缝的产生和发展。1.2.5梁侧水平裂缝该种裂缝多因施工不当引起，如分层灌筑时，间隔的时间太长等。1.2.6梁底纵向裂缝该种裂缝多因砼保护层过薄或掺入氯盐等速凝剂所致。2简支梁桥梁体常见病害的维修方法常见的维修方法有：（1）梁（板）体砼的空洞、蜂窝、麻面、表面风化、剥落等应先将松散部分清除，再根据情况用高标号砼或水泥砂浆填补。（2）梁体若出现漏筋或保护层剥落等现象，应先将松动的保护层凿去，并将钢筋锈迹清除，如损坏面积不大可用环氧砂浆修补，如损坏面积过大，可喷射高标号水泥砂浆修补。（3）钢筋砼简支梁产生裂缝时，按下列方法进行处理：①当裂缝宽度大于限值规定时，应采用压力灌浆法灌注环氧树脂胶；②如裂缝发展严重时，应查明原因，按照不同情况采取加固措施，并加强观测。结语通过对钢筋砼简支梁桥梁体的常见病害及维修方法的分析，我们可以看到，一座桥梁的病害成因涉及到许多方面的因素，诸如设计、施工、监理以及养护等，因此，要使得病害的减轻就需要从以下几个方面入手：（1）紧抓设计环节，好的设计是桥梁是否成功的基本保证，没有好的设计方案，就不可能高水平、现代化的桥梁；（2）组织和管理好施工的各个环节，因为桥梁质量的好坏不是靠一时的好坏来衡量，而是环环紧扣的，只要一个环节出现问题，则引起其他环节病害的发生，因此，施工单位要具有良好的施工水平和职业道德，同时，监理单位要做好监督管理，认真管理施工单位；（3）加强养护和维修。要积极做好养护工作，及时发现桥梁的病害，并分析其可能成因，在了解成因的基础上采用有效的维修措施，减轻或消除病害。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

对混凝土桥墩开裂的原因及对策分析论文

摘要：

近年来，随着城市公路交通量的增加，公路、桥梁负荷上升、其承载力日趋饱和，考虑不少公路、桥梁采用混凝土结构，且大多为建国后所建，桥龄基本在40年左右，这些旧有桥梁很多都已出现老化、破损、裂缝等现象。大体积混凝土施工的关键问题是控制混凝土温度，防止混凝土裂缝的产生，因此，施工前要制定针对大体积混凝土施工的技术方案，即防止混凝土产生温度裂缝的预案。针对方形桥墩易于开裂的问题，本文通过对方形桥墩在设计、施工及运营期间可能出现的裂缝原因进行列述，并就施工期间水化热、运营期间的温度骤降因素建立有限元模型进行应力场分析，根据分析结果提出相应的处理对策。

关键词： 桥梁工程方形桥墩裂缝对策

引言：

根据相关病害调查，桥墩裂缝是混凝土桥梁最主要的病害形式之一：桥墩作为桥梁结构中重要的下部构件，不仅承担着上部结构及汽车等产生的竖向轴力、水平力和弯矩，有时还受到风力、土压力、流水压力以及可能发生的地震力、冰压力、船只和漂流物对墩台的撞击力等荷载的作用。桥墩墩身裂缝直接影响且损害其自身乃至整体桥梁（根据混凝土结构缺损状况评定标准，墩台部件权重约占全桥的50%）的安全性、实用性、耐久性和美观。

裂缝形成原因归结为温度裂缝，温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

1、裂缝成因。

分析桥墩病害的主要表现形式为：混凝土剥落、露筋、砌体风化、灰缝脱落、水平裂缝、竖向裂缝、网状裂缝、水平位移、倾斜、沉降等。其中，裂缝作为混凝土结构的主要病害之一，其成因复杂繁多，裂缝划分无严格界限，每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素，其余因素对于裂缝起到继续发展或加剧劣化的作用。常见的墩身裂缝形式包含：桥墩中心线附近的竖向裂缝、桥墩在日照时间较长侧的裂缝、桥墩模板对拉筋孔处的裂缝、桥墩模板分块接缝处的裂缝、桥墩顶部环向裂缝以及混凝土表面细小、不规则的裂缝。究其开裂原因，拟从桥墩的设计、施工及运营使用三方面进行分析论述。

（1）桥墩设计。

桥墩在设计阶段，结构不计算或漏算、结构受力假设与实际受力不符，内力与配筋计算错误，结构的安全系数不够、设计时考虑的施工可能性与实际情况出现差异等均会使桥墩在外荷载直接作用下产生裂缝。

（2）桥墩施工。

桥墩施工过程中，水化热效应、施工工艺、材料自身等因素都会影响桥墩开裂。

①水化热。混凝土浇注过程中水泥水化放热，受混凝土自身的不良导热性和混凝土热胀冷缩性质影响，桥墩内部温度升高体积膨胀而外部温度相对较低发生收缩，内外相互作用易导致桥墩混凝土外部产生很大的温度拉应力，当混凝土抗拉强度不足以抵抗该拉应力时，会引发桥墩竖向开裂。该类裂缝仅存在于结构表面。

②施工工艺。

在桥墩浇注、起模等过程中，若施工工艺不合理、质量低劣，可能产生各种形式的'裂缝，裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度都因产生的原因而异：模板的倾斜、变形以及接缝都可能会使新浇注的混凝土产生裂缝；混凝土振捣不密实、不均匀，也会引发蜂窝、麻面等缺陷；混凝土的初期养护时的急剧干燥也会引发混凝土表面的不规则裂缝；混凝土入模温度过高、施工拆模过早也会导致墩身开裂。

（3）桥墩运营。

桥梁在运营阶段，交通量的增长、超出设计荷载的重型车辆过桥、钢筋的锈蚀等都会影响桥梁墩柱及其它构件的裂缝开展情况。当墩柱受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，则应特别注意，往往是结构达到承载力极限的标志。此外，环境温度对桥墩等构件的开裂影响也不容忽视，引起混凝土桥墩温度变化的主要因素包括：年、月温差、日照变化、骤降温差等，尤其是入冬期间温度骤降极易造成桥墩等大体积构件开裂。

2、裂缝对策研究。

混凝土不可避免地带裂缝工作，裂缝的存在和发展也将一定程度地削弱相应部位构件的承载力，并进一步引发保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、持久强度低等，甚或危害桥梁的正常运行和缩短其使用寿命。因而，针对前裂缝在设计、施工及运营阶段可能出现的原因，进行控制对策的研究，列述如下。

（1）设计阶段。

在计算模型选取合理、桥墩强度、刚度、稳定性等满足规范要求的条件下，可选择尺寸较小的圆形截面桥墩，以一定程度地减缓减弱其温度应力峰值，从而降低其开裂风险。此外，在桥墩四周加防裂钢筋网，配筋除满足承载力及构造要求外，应结合水泥水化热引起的温度应力增配钢筋，以提高钢筋控制裂缝的能力。

（2）施工阶段。

①水化热。

R.Springenschmid认为，混凝土的2/3应力来自于温度变化，1/3来自干缩和湿胀。典型的波特兰水泥会在开始3天内放出约50%的水化热。可见，水化热是混凝土早期温度应力的主要来源，过快过高的水化热是早期开裂的主要原因。针对水化热效应，可采取以下措施以改善并控制开裂情况：在满足设计强度的前提下，尽可能采用圆形截面柱、尽可能采用低标号混凝土；采用低水化热的水泥或掺粉煤灰的水泥或掺缓凝剂，其对改善混凝土和易性、降低温升、减小收缩具有较好的效果，也可提高自身抗裂性。此外，对墩身内部布设冷水管以循环降温。

②入模温度。

降低混凝土的入模温度也是一项降低混凝土温度应力的重要措施。一般的，混凝土从塑形状态转变为弹性状态时，浇注温度越低开裂倾向越小。过高的入模温度会加剧了混凝土的早期温升，使得温度应力更大。

③其它。

桥墩的模板应具备足够的强度、刚度和稳定性，可承受新浇混凝土的重力、侧压力以及施工过程中可能产生的各种荷载；混凝土的振捣密实、均匀，可有效防止收缩裂缝，不可过捣，否则造成混凝土离析；拆模不应太早，混凝土终凝后对墩柱表面应及时的保湿保温养护，使水泥水化作用顺利进行，以提高混凝土的抗拉强度。主要养护方法包括：覆盖养护、浇水养护、储水养护和薄膜养护等。

（3）运营阶段。

运营阶段的抗裂措施应主要包含两方面内容：对潜在开裂隐患的控制和既有裂缝的修补控制。对于前者，若不考虑地震、撞击等偶然因素的影响，桥梁在运营期间的裂缝则主要跟环境变化相关。根据前文的温度骤降影响分析，圆形截面柱的抗裂情况较另2者略优，因而，可优先选择圆截面柱作为桥墩的设计方案。

除此，可在温度骤降前期或初期，于桥墩表面附加保温材料或涂抹防护材料以削减温度骤降带来的影响。对于后者，虽然对桥墩混凝土的原材料、配合比及工艺等方面加强预防措施，但混凝土桥墩的裂缝仍不可避免。根据《公路工程质量检验评定标准》规定，公路桥墩裂缝缝宽>0.15mm，铁路桥墩裂缝缝宽>0.2mm以下的局部收缩裂缝，须进行处理、修补。对于运营期间出现的裂缝，由变形变化所引起的裂缝，其无承载力危险，可采用防水型化学灌浆技术作一般表面处理。

混凝土桥墩工程中，多属于大体积混凝土工程，较易出现裂缝。只有在设计、施工、运营各阶段进行科学、合理的运作，可减轻减缓混凝土的裂缝开展。根据前文，相同体积情况下，满足强度、刚度、稳定性要求后，圆截面柱较矩形柱受施工期间水化热、运营期间温度骤降所引起的温度应力小，因而建议桥墩设计采用圆截面。