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1、桥梁工程质量通病及防治,吴会平 高级工程师 2007年10月22日,一、索结构的工程现状,索结构指以吊杆和拉索承受拉力作用的悬索桥、斜拉桥、拱桥等。 由于断索造成的桥梁事故时有发生，如宜宾小南门桥桥面板附落事件、云阳斜拉桥因断索拆除事件、新五桥的断索倒塌事件等。,1、宜宾小南门桥桥面板坠落,断裂的桥面板侧面,断裂的桥面板正面,钢绞线锈蚀，断索面积达50%！,小南门桥塌桥原因,2、新五斜拉桥塌桥事故,新五斜拉桥,新五斜拉桥塌桥后,新五斜拉桥斜拉索,被损坏的套筒和腐蚀的钢索,被损坏的套筒和腐蚀的钢索,索装置的封锚问题,寿春路桥中承式拱吊杆顶端封锚处有5cm厚的积水,肋拱桥吊杆,锚头锈蚀,锚头锈蚀,
2、断索的条件与原因,强大的拉力作用下，钢铰线锈蚀速度加快，所谓的应力腐蚀 施工安装在地面上拖索，将其塑胶皮护套磨破 上部封锚不严，积水腐蚀锚头钢索，下渗腐蚀索体 桥面板下钢索防护不力，造成锈索 套筒内灌浆不密实 索的完好状态用现有手段不易检查,吊杆部分钢绞线锈断，有效截面积削弱，承载能力降低,成品索易锈部位：锚头和减震器的口子上，应注意加强防护！,安装换索过程中要保护好索外套,索结构尤其是现有中承式肋拱桥应加强养护和检测， 水泥浆防腐的钢索，应换索！,二、预应力钢筋混凝土的问题 孔道灌浆不实,造成的危害 1、预应力钢材锈蚀，预加应力降低； 2、钢材与混凝土间的粘结力减小，预加应力传递给混凝土的作
3、用削弱。,防治措施 1、提倡进行真空灌浆； 2、每孔道应一次灌成，中途不得停顿，否则需将已压灌部分水泥浆冲洗干净，重新灌； 3、严禁两头灌浆。,二、预应力钢筋混凝土的问题 预应力管道开裂,（一）原因 抽管、灌浆操作不当产生裂缝； 灰浆泌水量多，或水灰比大，灰浆结硬后形成空腔，夏季水渗入，在冬季冻胀使管道产生开裂； 施工中未灌浆，存留其中的水冻结，使管道产生裂缝。,二、预应力钢筋混凝土的问题 预应力管道开裂,（二）防治方法 混凝土应振捣密实，保证孔道下部的混凝土密实； 抽芯法预留孔道时，防止抽管时破坏管道； 避免冬季灌浆。如必须进行，需保持管道周围温度在灌浆前不低于5，灌浆温度在10之间；防止漏
4、灌； 对开裂管道，应去掉裂缝部分混凝土，排除积水，后再压浆或树脂剂等，填满所有空隙； 增加砂浆稠度有利于减少泌水。,二、预应力钢筋混凝土的问题 锚具未用混凝土封堵,锚头极易受振动、碰撞产生滑束，甚至崩锚。轻者构件报废，重者件毁人亡！,危险！,二、预应力钢筋混凝土的问题 预留孔道局部塌陷,（一）原因 1、抽芯过早，混凝土尚未凝固； 2、孔壁受外力和振动影响。,孔道塌陷的防治措施,钢管抽芯宜在混凝土初凝后，终凝前进行；胶管抽芯时间可适当推迟； 浇注混凝土后，钢管要每隔1015分钟转动一次，转动时顺同一方 向，转管时防止管子沿端头外滑； 抽管程序先上后下，先曲后直，抽管速度应均匀； 避免构件尚未全部
5、浇注完就抽管，否则，邻近的振动易使孔道塌陷。,二、预应力钢筋混凝土的问题 孔道位置不正的防治,1、抽芯法预留孔道，制孔管应有足够强度； 2、用充气或充水管抽芯时，管内压力不低于0.5MPa,并保持压力不变； 3、预埋芯管制孔时，芯管应用钢筋“井”字架支垫，“井”字架尺寸应正确； 4、孔道之间净距，孔道壁到构件边缘的距离，应不少于25mm，且不小于孔道直径的一半等。,二、预应力钢筋混凝土的问题 孔道堵塞,可能的原因 1、波纹套管被电焊火花击穿后形成小孔，套管锈蚀砂眼； 2、浇注混凝土时，振捣棒碰坏套管，水泥浆渗入； 3、锚下垫板的喇叭管与套管连接不牢，套管之间连接不牢，浇注混凝土时接口处混凝土灰
6、浆流入孔道内； 4、安装梁内外模板的对拉螺栓时，木工钻孔钻头碰坏套管。,二、预应力钢筋混凝土的问题 孔道堵塞的防治,1、套管安装前逐根检查，做U形满水试验，安装时管口处用橡皮套箍严； 2、入模后浇混凝土前做套管灌水试验；套管接口加烟筒套管或套管袖连接； 3、浇注混凝土过程中和浇注完反复拉孔； 4、锚垫板预先用螺栓固定在整体端钢板上，缝隙夹紧泡沫塑料片，防漏浆； 5、穿束前试拉、通孔或充水检查是否有不严和堵塞处； 6、铺设套管后严格控制电焊机的使用，防止电焊火花击穿孔道。,二、预应力钢筋混凝土的问题 预应力锚具锚固区缺陷,锚垫板位置不准确； 锚固区漏埋锚固构造钢筋； 张拉锚固端松动或封锚区混凝土
7、不密实。,二、预应力钢筋混凝土的问题 预应力锚具锚固区缺陷,防治措施 钢筋绑扎及预埋件安装工作要交底清楚，责任到人； 必须经专业隐检钢筋后方可开盘浇注混凝土； 封锚区采用粒径小的骨料配制混凝土，隐检时，如认为有不能充分振捣处，应重新布置钢束套管及钢筋；并加强振捣，确保该区混凝土密实。,二、预应力钢筋混凝土的问题 预应力穿束、张拉时的质量缺陷,漏穿钢束，预应力储备不足，或张拉后结构预应力不均匀，降低承载能力！ 张拉中滑丝（滑束） 张拉中断丝 预留孔道质量差，管道摩阻值大，张拉中预应力摩阻损失增加 张拉应力超标 张拉伸长率不达标,二、预应力钢筋混凝土的问题 预应力混凝土锚下裂缝,二、预应力钢筋混凝
8、土的问题 预应力混凝土锚下裂缝,原因“三不”,混凝土强度达不到,锚下钢筋不够数量,锚垫板不放平,二、预应力钢筋混凝土的问题 预加应力不足造成的桥梁病害,梁体下挠达30cm、腹板斜裂缝数以千计,黄石长江大桥,三、混凝土及钢筋混凝土成品的质量通病及防治,（一）外观缺陷 蜂窝、麻面、露筋 骨料外露，颜色不匀及砂痕 缝隙夹层,某大桥混凝土振捣不实露筋,某大桥混凝土振捣不实露筋,混凝土外观缺陷的防治,1、模板方面 木模在浇混凝土前清水充分湿洗干净；钢模隔离剂涂刷均匀，不得漏刷；模板支设牢固、严密，堵漏防孔； 2、材料方面 水泥、砂使用同一批材料，保持色泽一致；严格控制配合比，保证材料计量准确；混凝土要拌
9、和均匀；,混凝土外观缺陷的防治,3、混凝土浇注工艺方面 分层浇注，振捣密实，不漏振不过振； 混凝土自由倾落高度少于2m，若高于2m,采取套筒、溜槽等措施下料； 保证混凝土保护层厚度； 严禁振捣棒撞击钢筋，钢筋密集处，用带刀片的振捣棒振捣； 在模板上，沿施工缝位置通条开口，清理杂物和进行冲洗，之后将通条封板，浇注混凝土； 施工缝处宜先铺、抹水泥浆。,三、混凝土及钢筋混凝土成品的 质量通病及防治,（二）、隐蔽缺陷之一内部空洞、蜂窝 1、混凝土搅拌不匀或浇注中产生离析，砂浆分离石子成堆； 2、漏振或振捣间距过大； 3、浇注一次下料过多或分条、分层不清，振捣力达不到处形成大孔洞蜂窝； 4、高温大风条件
10、下施工早期硬结，形成蜂窝； 5、浇注停歇时间超过1h，未按留施工缝处理的部位，易产生蜂窝空洞； 6、钢筋密集处或预留孔洞和埋件处，混凝土浇注流动不畅，不能充满（如立墙根部、箱梁边角、封锚区），形成孔洞。,三、混凝土及钢筋砼成品的质量通病,（二）隐蔽缺陷之二混凝土碱-骨料反应引起膨 胀开裂,碱骨料反应产生的条件 (1)混凝土中的骨料具有碱活性。即骨料中含有蛋 白石（类似我国南京的雨花石）、火山玻璃体、 玉髓、磷石英、结晶细小的泥质石灰质白云石 等碱活性组分。 (2) 混凝土中有一定含量的可溶性碱。主要来 源于水泥和外加剂。 (3) 水。,预防碱骨料反应的主要措施 (1)施工时严控材料质量关，对混
11、凝土使用的集料进行碱活性检测。 (2)当不可避免使用碱活性骨料时，限制混凝土中的碱含量。 (3)重视结构的排水和防水。,（二）隐蔽缺陷之三 空心板梁桥底部白色析出物现象 1、桥梁结构施工中的外观缺陷未处理或处理不善；多见的是空心板头和伸缩缝不密实； 2、混凝土内掺入过量氯盐类外掺剂，造成钢筋锈蚀，致使混凝土沿着钢筋位置产生裂缝。,钢筋锈蚀的危害 粘结力减弱，降低承载能力 钢筋截面减少，降低承载能力 钢筋锈蚀后易产生应力集中，增加脆性，严重时脆性破坏而折断 预加应力钢筋锈蚀后，在高应力作用下会加快锈蚀（应力腐蚀）,防治措施 1、及时修补混凝土外观缺陷，并保证修补质量合格； 2、冬施时，含钢筋的混
12、凝土中，不得掺入氧盐类及氯离子含量较大的外掺剂。,四、桥台桥墩特有的混凝土裂缝,（一）桥台裂缝 U形桥台 翼墙与前墙连接处开裂，裂缝由上向下延伸； 耳墙式桥台 在耳墙与雉墙连接处出现竖向裂缝，裂缝由下向上延伸。,裂缝,裂缝,桥台侧墙裂缝,桥台产生裂缝的原因,U形桥台 桥台翼墙间填土不实，含水量大，后台排水不良等原因，造成填土土侧压力加大或受冻膨胀，推挤翼墙，产生裂缝； 耳墙式桥台裂缝 在混凝土初凝期内，模板支撑发生下沉或晃动；或冬期施工中，耳墙间填筑非渗水性土壤，受冻发生冻胀产生耳墙与雉墙连接处竖裂。,桥台裂缝的防治措施,控制其间填土的土质、含水量及密实度 做好桥台的防水及排水设施，防止填土过
13、湿及受冻。,四、桥台桥墩特有的混凝土裂缝,（二）桥墩墩身水平裂缝 指桥墩的钢筋混凝土墩身，尤其是10米以上高墩的水平裂缝。,原 因 浇注混凝土时，施工缝处理不好，混凝土抗拉强度低于设计要求 桥墩在活载作用下，边缘产生超过设计的拉应力造成水平裂缝,桥墩墩身水平裂缝的防治,尽量一次浇完桥墩，不留施工缝。 对不可避免的施工缝，清除待继续浇混凝土面的浮浆，用水冲洗后铺水泥浆在待浇面上，然后继续浇筑混凝土。,裂缝在墩身上、下两侧面对称产生，裂缝上宽下窄，其裂缝长度常随荷载的变化而发展，有时能把桥墩裂为两部分,（三）支承垫石上边延伸到下边的纵向贯通裂缝,相邻两孔的固定支座安在同一桥墩上或活动支座不灵活，在
14、支座下产生很大摩阻力，在活载作用下支座支承垫石发生拉应力，被拉裂。,原因,（四）支承不等跨两梁的桥墩墩顶裂缝 1、裂缝状态 墩墙顶帽上楼角部分裂缝是此类桥墩通常出现的裂缝，墩帽易因此损坏。 2、原因分析 小跨梁的支座底板至墩墙顶的边缘距离太小，墩帽混凝土在局部应力的作用下，沿刚性角的斜线发生开裂，引起混凝土脱落。,（五）圆形桥墩支座下裂缝,裂缝从支承垫石发展到墩帽边缘，然后折返向下发展，在墩身颈缩处合二为一，并向下延伸。 原 因 桥墩混凝土浇注后养护不良，引起混凝土的收缩 混凝土强度未达到要求值，过早架设预制梁，或因架设时，架桥机偏心等引起的裂缝。,（六）圆端形桥墩墩帽中间裂缝,裂缝在墩帽平面
15、上，顺桥梁中心轴线产生、发展、贯通整个墩帽，并由边缘自上而下的垂直延伸，多发生在跨度大，支承反力大的桥墩帽上。 支座传递来的局部压力，引起该处混凝土表面产生过大拉应力造成的裂缝。,原因,（七）桥台由支承垫石开始从上而下的裂缝,裂缝发生后，会产生裂缝宽变的急剧变化，常见有明显的开合现象。 原 因 支座不合标准，在支承垫石底发生拉应力。其宽度急剧变化是由桥上活载冲击作用的变化而引起。,多发于非整体性桥台台帽，或跨度较大的石砌桥台上,广东佛山九江大桥 因桥墩被船撞而引起桥面掉落,船撞击桥墩致桥面脱落,已发现混凝土裂缝的治理方法,1、对结构承载力影响小的纵向裂缝，可用水泥砂浆或环氧胶泥进行修补； 2、
16、裂缝较宽时，先沿缝凿成八字形凹槽，后用水泥砂浆或环氧胶泥进行修补；较深的裂缝，可灌化学浆液，包钢丝网水泥等法处理。 ！裂缝贯穿整个截面的应报废处理，不得使用,四、构件在堆放、运输中产生裂缝,原 因 构件堆放、运输时，支撑垫木不在一条直线上；或运输时构件悬挑过长； 吊点位置不对； 构件侧向刚度较差，吊装时未采取临时加固措施，造成混凝土开裂。,四、构件在堆放、运输中产生裂缝,防治措施 1、构件堆放，按其受力特点设垫块，重叠堆放，垫块应放在一条直线上，板、柱等正反相同的构件应做好标志，避免放反损坏； 2、运输中，应在构件间设垫木并互相绑牢，防止晃、撞、颤。 3、吊装时，按规定设吊点，对侧向刚度差的构件如预制预应力空心箱梁，要有横向加固设施，并设牵引绳，防止吊装中晃、撞。,四、构件堆放、运输裂缝的处理,由运输、堆放、吊装等原因引起的较细表面横裂缝，先将裂缝处清洗干净，待干燥后用环氧胶泥涂刷或粘环氧玻璃布封闭； 构件边角纵向裂缝
