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《公路桥梁承载能力检测评定规程》的理解与应用

》的《公路桥梁承载能力检测评定规程公路桥梁承载能力检测评定规程》理解与应用长安大学博士西安建筑科技大学副教授二〇一二年十月二〇二年十月现有公路桥梁检测评定规范体系组成检查手段标准规范依据评定目的结果桥梁定期检查公路桥涵养护规范桥梁桥梁技术状况等级桥梁特殊检查桥梁技术状况评定标准结构材质状况等结构检算分析公路桥梁承载能力检测评定规程结构承载能力桥梁荷载试验大跨径混凝土桥梁荷载试验的方法关键问题及注意事项检查一般检查--桥梁技术养护规范,公路桥梁技术状况评定标准检测特殊检查--静动载试验评定结构检算—按承载能力评定规程检算在用桥梁承载力评定体系注:对于在用桥梁评定—《公路桥梁承载力检测评定规程》JTG/T J21-2011桥梁检查与一般评定桥梁检查分类按照检查的范围、深度、方式和检查结果的用途等的不同,大致可归纳为下列四类:◆巡视检查——专家对一条线路或一定区域内的桥梁进行的快速扫视检查◆日常(经常)检查——一般一月一次,由路段检查人员或桥工班或护桥人员进行扫视检查◆定期检查——对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行全面检查,由具有资质的检测部门完成◆特殊检查——对定期检查中难以判明损坏原因和程度的桥梁,有必要使用特殊设备或专门技术对定期检查作补充检查与一般评定的依据交通部《公路桥涵养护规范》JTG H11-2004交通部《公路桥涵养护规范》JTG H11-2004交通部《公路桥梁技术状况评定标准》JTG/T H21-2011交通部《公路桥梁承载力检测评定规程》JTG/T J21-2011建设部《城市桥梁养护技术规范》CJJ 99-2003铁道部《铁路桥梁检定规范》铁运函[2004]120号在用桥梁现场外观调查目的:通过检查掌握桥梁的技术状况及缺陷和损伤的性质、部位、严重程度及发展趋势,弄清出现缺陷和损伤的主要原因,以便能分析和评价既存缺陷和损伤对桥梁质量和使用承载能力的影响,作为桥梁技术状况评定的客观依据重点:对各部件缺损状况与病害的调查,首先须对各种典型病害现象、危害程度及其成因有明确的认识常见桥梁重点检查部位桥型或构件重点检查部位支桥面板 1. 跨中 2. 支承处3. 组合桥梁桥面板与梁的结合部位4. 桥面板的接头或连接处简支梁 1. 跨中 2. 1/4跨径处 3. 支承处悬 1. 2. 1/4 3. 4. 臂梁跨中跨径处支承处牛腿部位或梁端连续梁 1. 跨中 2. 反弯点处(约为跨径的1/5处) 3. 支承点123刚架桥1. 跨中2. 隅节点处3. 悬臂梁端4. 柱的固结处或铰结处桁架桥 1. 节点附近 2. 跨中拱桥1. 拱顶、1/4跨径处和拱脚处2. 空腹小拱的立柱或立墙上下端3. 侧墙与拱圈连接处4. 双曲拱桥的波顶、肋波结合处墩台帽及盖梁 1. 支承(座)附近 2. 盖梁跨中及柱顶桥梁常见缺损名称及性状序号桥面铺装缺损名称混凝土构件缺损名称钢构件缺损名称1高低差蜂窝涂层变色2凸凹麻面涂层退色3车辙空洞白垩化4泛油*裂缝膨胀5松散剥落开裂6磨光露筋剥离7坑槽游离石灰恶化8桥头跳车坑穴绉缩9线状裂缝恶化变位,移动,下沉,倾斜10网状裂缝腐蚀异状挠曲,过大振动异状变形裂缝剪断11————异状变形,裂缝,剪断12————松驰,错动13————钢材变质14————锈蚀、腐蚀、锈得粘在一起结构受力裂缝•弯曲裂缝:构件受弯拉部产生的裂缝。

•垂直裂缝:构件受压其强度不足产生的裂缝。

•剪切裂缝(斜裂缝):构件受剪切力作用所产生的裂缝,通常出现在剪切力最大的部位,对于受弯构件和压弯构件,往往发生在主梁的1/4跨或支座附近,由下向上成25-50º角度开裂。

•断开裂缝:钢筋混凝土构件受拉时,产生的截面裂缝。

•扭曲裂缝:构件受扭转和弯曲同时作用时而产生的裂缝,裂缝一般呈45倾斜方向。

º•局部应力裂缝:构件受局部集中应力产生的裂缝,出现在墩台支座部位或受冲击荷载作用部位。

温度裂缝←构件由于不均匀受热,产生温度应力,当温度应力超过材料强度时,产生的裂缝。

收缩裂缝←混凝土凝固时水分蒸发,表面收缩大内部收缩小,收缩产生不均匀性,当表面混凝土所受的拉力超过其抗拉强度时产生的裂缝。

这类裂缝宽度一般很小,宽度0.01~0.05mm,分布在梁体腹板表面像一片片断网,没有一定规律。

典型混凝土桥梁裂缝病害◆梁式桥裂缝◆T型梁桥典型裂缝病害◆工型梁桥典型裂缝病害◆空心板桥典型裂缝病害◆拱桥裂缝双拱桥典型裂缝病害◆◆刚架拱桥典型裂缝病害◆桁架拱桥典型裂缝病害◆石拱桥典型裂缝病害重点:裂缝形态与原因T型梁桥典型裂缝病害混凝土侧保护层剥离裂缝顺着主筋水平向延伸,引起混凝土侧保层剥主筋部位的纵向裂缝离露筋及主筋锈蚀,裂缝宽度达到4mm,危害巨大T型梁桥典型裂缝病害纵向裂缝与钢筋锈蚀交互作用由于施工不良,保护层过薄引起混凝土梁体开裂,导致水与侵蚀性化学物质进入混凝土内部引起钢筋锈蚀,钢筋锈蚀进一步加剧胀裂混凝土T型梁桥典型裂缝病害支座处梁体裂缝支座处与混凝土交界处发生并向上发展的裂缝,常常伴随梁体相抵混凝土破碎现象。

主要原因由于桥墩不均匀沉降或歪斜,混凝土局部承压能力不够、支座侧斜或转动不自如造成的。

3X13mT型梁桥梁体受拉区横向裂缝在梁体受拉区边缘,裂缝沿大致与主筋垂直的方向竖向延伸,表现为数根延伸较短的裂缝。

一般判断:只要这类裂缝延伸长度达不到设计计算的截面中性轴位置,则这类裂缝宽度在车辆荷载作用下变化不大,比较稳定。

梁桥底面纵向裂缝梁底纵缝其产生原因可能是施工质量问题,也可能是由于梁体一般不设通风孔,排水孔,梁体内部积水和内外温差造成。

T梁横隔板断块、裂缝工型梁桥典型裂缝主梁下挠现象跨中裂缝主梁底裂缝由于梁体刚度不足导致下挠的现象往往与梁体裂缝共同发生。

空心板桥典型裂缝板底横向开裂顶板露筋、气囊上浮板底砼夹层板底露筋、砼空洞空心板桥典型裂缝板侧裂缝板底横向裂缝空心板桥裂缝发生机理与梁桥相似。

由于铰缝间的横向联系不足导空心板底板横缝空心板接缝渗水泛白致的“水害”(渗漏水现象)却较为常见。

空心板桥典型裂缝铰缝砼脱落桥面上形成纵缝破碎带“纵向碎裂带”是空心板桥的一种综合性病害,其特征为:铰缝混“ 纵向碎裂带”是空心板桥的一种综合性病害,其特征为:铰缝混凝土被剪坏,并逐步破碎而脱落。

在桥面铺装层上沿铰缝方向产生不规则的纵向裂缝,严重时形成一条破碎带。

雨雪水常通过破碎后的铰缝渗入板底,留下明显的渗水痕迹。

空心板桥典型裂缝如果长期经受超过设计标准的重型车辆作用,使“单板受力”现象逐渐加重,进入病害“后期”阶段,则弹性下挠逐渐变成塑性变形,“单板受力”的空心板与两侧的空心板之间形成永久性台阶。

(1)超载车辆的原因(2)施工方面的原因施工中铰缝砼振捣不密实,预留钢筋保留不全或没有按设计的要求进行绑扎或焊接,导致铰缝砼的质量严重不足,成为整座桥梁的薄弱环节。

(3)桥面防水不利桥面防水性能不好,雨雪等渗入铰缝砼,通过雨雪的反复冻融作用,铰缝砼逐渐碎裂而渐渐脱落。

(4)支座脱空的原因由于个别支座脱空现象造成运营阶段空心板的震动,使铰缝混凝土处于很不利的受力状态,久而久之,铰缝混凝土逐渐破碎脱落悬臂梁桥典型裂缝悬臂端牛腿开裂挂梁牛腿开裂悬臂端牛腿开裂挂梁牛腿开裂负弯矩区典型裂缝墩顶桥面裂缝梁桥下部结构典型病害基础冲刷混凝土剥落基础冲刷梁桥下部结构常见的病害是由于冲刷及混凝土的冻胀引起混凝土剥离、风化与腐蚀,墩台裂缝并不多。

下部结构钢筋混凝土腐蚀状况沿独柱盖梁非主受力方向的裂缝,即使宽度较大,采用常规封闭裂缝。

梁桥典型病害一般规律◆正常使用状态1、抗裂性不足竖向裂缝:主梁弯曲受拉边砼竖向开裂、钢筋锈蚀、砼剥落竖向裂缝: 主梁弯曲受拉边砼竖向开裂、钢筋锈蚀、砼剥落斜向裂缝: 主梁剪切砼斜向开裂2、刚度不足主梁下挠: 恒载下跨中明显下挠3、整体性较差横向联结:搭焊钢板脱焊、铰缝构造失效、桥面整体化层脱落4、桥面系破损—伸缩缝脱落、铺装层空槽、栏杆损坏5、支座锈蚀失效、基础冲刷◆承载力极限状态强度不足—抗弯、抗剪能力不足双拱桥典型病害示例—主拱圈拱肋混凝土开裂拱波系梁开裂拱肋搭焊段开裂拱波开裂无系梁双拱桥典型病害示例—主拱圈拱肋混凝土破裂拱圈漏水拱肋混凝土破裂拱肋混凝土破裂对于较典型病害,可采取局部放大照片注释的方式,应该借鉴。

桁架拱桥典型裂缝下弦杆节点开裂下弦杆开裂下弦杆开裂露筋下弦杆节点开裂刚架拱桥典型裂缝主拱腿开裂主拱腿节点开裂微弯板连接失效主拱腿节点开裂刚架拱桥典型裂缝微弯板纵向裂缝微弯板断裂石拱桥典型裂缝主拱圈贯通裂缝台尾竖向错位裂缝横向裂缝单根出现,横向贯通主拱圈,推测与单侧桥台基础沉降有关。

腹拱典型裂缝腹拱圈开裂腹拱圈混凝土开裂非受力病害,大多由过水冲刷所致,不是主要矛盾。

砌缝砂浆脱落,砌块松散拱桥典型病害一般规律◆正常使用状态1、抗裂性不足横向裂缝:主拱圈或拱肋偏压受拉边及现浇段砼横向开裂、钢筋锈蚀横向裂缝: 主拱圈或拱肋偏压受拉边及现浇段砼横向开裂、钢筋锈蚀纵向裂缝: 主拱圈或拱肋砼纵向开裂、钢筋锈蚀、砼剥落2、刚度不足主拱圈或拱肋下挠: 恒载下拱顶明显下挠3、整体性较差横向联结:横向联系构造失效或拱波拱板破损4、拱上建筑、桥面系破损铺装层空槽、栏杆损坏、拱上建筑开裂破损致漏水5、基础冲刷◆承载力极限状态强度不足—抗偏压能力不足结构类型、型式、跨径划分等不合理。

断面形状不合理。

结构不合理1.设计设计标准、条件用错。

整体安全度研究不充分。

原因计算出错应力计算有错。

计算差错或漏算。

钢筋、预应力钢材布置不合理。

构造钢筋不够桥梁结构在施工和使用过程中,常会形成各种各样的缺构造钢筋不够。

断面形状问题,尺寸不够。

构造细节研究不够。

施工方法、顺序的错误。

设计图纸不完善陷和损伤,产生缺陷和损伤的原因是多方面的,一般而施工质量不好2. 施工方法顺序的错操作人员技术不熟练。

临时工程研究不够。

施工管理不好,不完善。

材料保管方法的错误言,有三个大方面的原因:设计、施工、外因原因材料保管方法的错误。

混凝土质量不好。

钢筋、预应力钢材质量差。

使用质量不合格的材料。

材质不好3. 外因邻近工程的影响。

化学作用,如海水、污水、碱集料反应等。

其它公路桥梁技术状况一般评定目前施行的评定方法依据《公路桥梁养护规范》JTG H11-2004《公路桥梁技术状况评定标准》JTGT H21-2011与《公路法》相适应与《公路桥梁养护管理工作制度》相适应结合外观调查对缺损状况进行评定◆根据缺损型式、程度、发展变化状态和可能导致的不良后果以及对桥梁使用功能的影响,以累加记分的方式对结构部、构件的缺损状况作出等级评定。

◆重要部件(如墩台基础,上部主要承重构件),以其中缺损最严重的构件进行评分。

对于其它部件,根据多数构件缺损状况评分。

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