混凝土桥梁病害诊断及维修加固技术《同济大学ppt课件》.ppt

混凝土桥梁病害诊断及维修加固技术同济大学刘仲训 第一章?? 混凝土桥梁病害诊断技术 混凝土桥梁病害的主要表现形式： 1、????????? 裂缝 2、????????? 变形（变位） 3、????????? 腐蚀 对混凝土结构而言，其病害的最终形式是裂缝。 裂缝可分为两类： 1、????????? 非荷载裂缝――材料自损、劣化 （由于材料自身内力引起裂缝） 2、????????? 荷载裂缝――外力裂缝 （由于外力、轴线变形或支承变位引起的裂缝） 虽然裂缝在规范里是作为正常使用状态中耐久 性来评价，但结构损坏乃致倒塌往往是从裂缝的扩展开始的，由安全状态随着时间的延伸而逐渐转化为不安全状态，因此结构耐久性问题实质也是安全问题，必须引起重视。 第一节?? 非荷载裂缝 一、??????? 混凝土收缩裂缝 1、???????? 混凝土收缩原因 混凝土组成： 粗骨料 细骨料 胶结料：水泥＋水→水化→水泥凝胶体→水泥石 混凝土收缩实为水泥石收缩，有三种原因： 1） 化学收缩－水化过程中体积缩小 2）物理收缩－自由水蒸发、干燥引起体积缩小 3）碳化收缩－空气中CO2与混凝土中Ca(OH)2发生化学反应，产生CaCO3折出水分蒸发，促使体积缩小。 2、混凝土收缩裂缝的原因－自由收缩受到约束 当收缩受到约束而产生的拉应变大于当时砼的极限拉应变就会 产生与拉应力方向相垂直的裂缝。 1) 砼构件表面收缩龟裂（图1） 图1 混凝土表面龟裂 这类收缩裂缝多数是混凝土构件表层由于养护不当，表层失水、干缩所造成。这类裂缝一般不深，多数深度不超过钢筋保护层厚度。 2） 墩台混凝土的竖向收缩裂缝 ① 在岩石基础上浇筑的墩台混凝土，混凝土墩身要收缩，岩石基础不收缩，由此产生收缩 差，岩石基础阻止墩身砼收缩而在横向产生拉应力，当该拉应力大于该时段的混凝土极限拉应变就会产生竖向裂缝，这类墩身、台身的竖向裂缝为下宽上细，当台身较厚，由于表层收缩大、内部收缩小，因此显示表层裂缝宽些、内部裂缝细些，一般不贯通（图2）。 图2 岩石基础上砼桥台竖直裂缝 ② 在先浇筑好的砼承台上再浇筑薄壁砼墙身（C30，水灰比达0.63，泵送砼）。由于第一次浇筑的砼龄期长些，其收缩已完成一部分，后期收缩要小一些，但后浇的薄壁墙身收缩显然要大于先浇部分砼的后期收缩量，导致产生收缩差而裂缝（图3）。由于墙体薄，故裂缝贯通。 图3 在先浇注的砼承台上浇注桥台墙身的 砼收缩裂缝 3) 预制T梁由于钢模拆除不及时，造成腹板竖向裂缝，图4为苏嘉杭高速公路T 梁收缩裂缝。 图4 钢模板拆模引起T梁收缩裂缝 4）??老桥混凝土腹板的碳化收缩现象 如苏式T梁腹板经常发现枣核形裂缝，即二端细，中间粗。裂缝下端细是由于下缘配筋量大，裂缝上端由于逐渐上伸到受压区而消失。裂缝中间粗有二个原因：一是腹板水平钢筋少；二是在原有裂缝基础上，由于碳化收缩而使裂缝宽度增宽，图5为苏式T梁裂缝状况。 图5 苏式T梁裂缝 5）???预制构件拼装湿接头收缩裂缝的危害 （1）拱片之间的横系梁、横隔板的湿接头产生收缩裂缝后，大大减弱桥梁横向整体性（图6）。 图6 刚架拱（苏州金鸡桥）横隔板 湿接头收缩裂缝 ① 造成拱片顶部桥面顺桥向裂缝（图7）。 图7 刚架拱桥面纵向裂缝 ②??荷载横向分布集中，降低承载能力。 ③ 产生横向摇摆。 （2）空心板梁铰缝砼收缩产生缝隙后，当桥面铺装钢筋配筋率低时，易造成桥面沿梁长产生顺桥向裂缝，降低横桥向整体性，使荷载横向分布集中，并由此降低桥梁承载能力。 6）空心板梁封头板砂浆收缩裂缝引起渗水（图8），使空腔内聚积大量水，曾经在一块空心板梁的空腔底部钻一孔， 出水量达0.6m3，对普通钢筋砼空心板梁的受力裂缝在受荷时张开内部水渗出，导致钢筋锈蚀严重。 图8 空心板梁封头板砂浆收缩裂缝渗水 7）中层式拱吊杆上端封锚砼因收缩裂缝渗水，通过锚头孔隙流水钢束而锈蚀。图9~图10为合肥寿春桥吊杆上端封锚砼四周的收缩裂缝和积水。图11为寿春桥吊杆钢丝索严重锈蚀（采用黄油保护）。 图9 寿春路桥中承式拱吊杆顶端 封锚砼周边收缩裂缝 图10 寿春路桥中承式拱吊杆顶端 封锚处有5cm厚积水 图11寿春路桥吊杆钢管内部黄油由于钢丝 锈蚀物混合成咖啡渣状并含水份 3、???????? 解决方法 1）???? 采用补偿收缩砼 补偿收缩砼是在普通砼中按规定比例掺加有效膨胀剂，如UEA用量为水泥用量的12～14％，可防止产生收缩裂缝。 2）???? 收缩裂缝，一般采用裂缝封闭方法