公路桥涵常见病害与原因分析.ppt

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1、公路桥涵常见病害与分析,内 容 提 纲 一、桥面系常见病害与分析 二、上部结构常见病害与分析 三、桥梁支座常见病害与分析 四、下部结构常见病害与分析 五、附属构筑物常见病害与分析 六、涵洞常见病害与分析 七、桥梁总体异常检查,一、桥面系常见病害与分析,1、桥面铺装病害类型 桥梁铺装为水泥混凝土铺装和沥青混凝土铺装两种。（1）龟裂：裂缝有多条，裂缝不长，形状杂乱。产生原因：施工养护不当，或铺装层与行车道板之间存有间隙；,（2）横向裂缝：裂缝延伸的方向与行车方向垂直。产生原因：温度应力，或上部结构受力裂缝的反射；检查要点：裂缝在桥上的位置。,（3）纵向裂缝：裂缝延伸的方向与行车方向一致。产生原因：

2、施工养护不当；或装配式简支梁接缝质量差；或桥面板上裂缝的反射；检查要点：纵向裂缝在桥梁横断面的位置；,（4）断裂或破损：水泥混凝土铺装上裂缝宽度较大，并有混凝土破裂；产生原因：铺装层与桥面板之间存在脱空间隙。,（5）坑槽：铺装层局部存在凹陷；产生原因：铺装层材料质量分布不均，局部区域混凝土抗剪强度不够；,（6）露筋：铺装层内的钢筋露出铺装层表面；产生原因：铺装层的保护层厚度太薄。,（7）车撤：沥青混凝土铺装上不平整，沿行车方向存在具有一定长度的凹槽；产生原因：沥青混凝土材料质量差；,（8）拥包：沥青混凝土铺装上存在隆起的鼓包；产生原因：铺装层与桥面板之间粘结强度不够。,沥青混凝土铺装与混凝土铺

3、装一样，在桥面铺装存在有龟裂、横向裂缝、纵向裂缝和坑槽。,沥青混凝土铺装上的坑槽产生原因：沥青混凝土中的沥青与骨料的粘结力不够。,2、桥面与道路连接处病害类型桥面与道路连接处接缝存在错台，接缝处桥面破损。产生原因：桥头道路下沉。检查要点：桥头有明显跳车现象。,3、排水设施病害类型 泄水管堵塞，产生原因为桥面垃圾积累未清除；排水PC管破损，产生原因是PC管老化，质量差。,4、伸缩缝病害类型伸缩缝中堵塞，产生原因为桥面垃圾堆积未清除；橡胶条破裂，产生原因为橡胶条老化质量差，或施工安装不当；伸缩缝周边混凝土破损，产生原因为伸缩缝安装时两接边高差过大；,5、人行道板病害类型人行道板裂缝、铺砌破损，路缘

4、石松动、残缺；产生原因：施工质量差,6、护栏病害类型露筋与扶手脱落栏杆与扶手钢筋锈蚀，产生原因为保护层太薄；扶手断裂或脱落，产生原因施工或安装质量差。,7、防撞墙病害类型防撞墙裂缝，产生原因为施工不当，或断缝设置不合理，或防裂钢筋配 筋不足；钢筋锈蚀，产生原因为保护层厚度薄，不满足规范要求。,二、上部结构常见病害与分析,1 钢筋混凝土板桥 钢筋混凝土板桥的常见病害主要是底板裂缝、露筋，接缝渗水。钢筋混凝土板的裂缝有，即龟裂、横向裂缝和纵向裂缝。,底板纵向裂缝，产生原因是由于板比较宽，为双向受力状态，故底板的 横向受力钢筋布置不足。底板露筋，产生原因是桥下净空高度小，受车辆擦伤致混凝土剥落。,底

5、板开裂，产生原因分析：该裂缝为横向裂缝，位于跨中区域，同时有 几条裂缝，故该裂缝为受力裂缝，需要对施工工艺和承载能 力做复核。底板渗水，产生原因分析：该桥底板中存在纵向裂缝导致渗水，则是底 板横向构造不足或施工底板厚度偏薄；接缝处渗水则是浇注 的接缝混凝土不密实导致的。,2、钢筋混凝土简支T梁 钢筋混凝土简支T梁常见病害为：梁肋竖向裂缝、斜向裂缝；T梁翼缘板钢筋外露锈蚀与接缝渗水；横隔板裂缝、露筋和其连接处混凝土剥落等。对钢筋混凝土简支T梁产生的裂缝进行分析主要是要区别是荷载产生的受力裂缝还是非荷载（如温度、混凝土收缩等）产生的非受力裂缝。检查要点：绘制裂缝形态图，即裂缝延伸的走向，裂缝宽度和

6、裂缝 位置。如在梁肋两侧存在多条竖向裂缝，这些裂缝宽度呈现中间大，两端小，则该裂缝为非受力裂缝。如在梁肋两侧存在多条竖向裂缝，梁肋底面也有横向裂缝，裂缝形态呈现为U字形，且裂缝宽度是下面大、上面小，则该裂缝为受力裂缝。,裂缝原因分析：该梁肋一侧在全跨范围内分布有8条裂缝，不仅跨中区域 存在有裂缝，而且L/4区域也有裂缝；裂缝位于梁肋的中部。依据该形态分析出该裂缝是由混凝土收缩产生的裂缝。,裂缝原因分析：该梁肋侧面存在竖向裂缝，位于梁肋下缘，且在梁肋底 面也有横向裂缝，裂缝形态呈U字形，故该裂缝为荷载作用产生的 受力裂缝。,钢筋混凝土翼缘板常见的病害主要为翼缘板之间连接缝混凝土剥落、露筋，翼缘板

7、存在裂缝，并有白色物质渗出。露筋、接缝渗水，产生的原因：施工质量问题；混凝土剥落、裂缝，产生的原因：翼缘板厚度偏薄。,梁底混凝土剥落、露筋，产生的原因分析：该梁在跨中几个局部区域存在该病害，通常为桥下净高不足，梁底受到车辆或船只的撞击产生的。,3、预应力混凝土T梁桥 预应力混凝土T梁桥常见病害主要翼板的连接质量和横隔板裂缝、露筋、破裂。通常全预应力混凝土构件是不容许出现受力裂缝。一旦出现受力裂缝则该构件必须进行加固处理。所以对全预应力混凝土构件的裂缝判定非常重要。预应力混凝土T梁桥的梁肋裂缝是否为受力裂缝，其判别标准与钢筋混凝土基本相同。由于预应力混凝土T梁存在预压应力，故通常的非受力裂缝一般

8、也不出现。目前预应力混凝土T梁桥病害大多为横隔板连接质量病害。,图中预应力混凝土T梁横隔板连接位置存在混凝土剥落、钢筋外露病害，其产生的原因是施工质量差。图中横隔板连接为桥梁中的刚性连接。,4、钢筋混凝土连续箱梁桥 钢筋混凝土连续箱梁桥常见病害为箱体裂缝、钢筋锈蚀、混凝土剥落，翼缘板的裂缝、钢筋锈蚀、混凝土剥落。箱体检查要点为：（1）跨中区域在底板是否有横向裂缝，其侧面是否有从下向上的竖向 裂缝；（2）在连续梁中间支点区域是否有从上向下的竖向裂缝和斜向裂缝；（3）在连续梁两端支点区域则是否有从下向上的斜裂缝。上述这些裂缝是典型结构受力裂缝。翼缘板检查要点为：（1）翼缘板是否存在横向裂缝；（2）

9、翼缘板根部是否存在混凝土剥落；翼缘板横向裂缝一般为混凝土收缩裂缝，根部混凝土剥落则要检查桥面板是否在对应位置存在纵向裂缝。,图中照片显示跨中区域存在多条横向裂缝，在其侧面也有竖向裂缝。将这些横向裂缝与竖向裂缝连接一起呈U字形，故这些裂缝是典型的受力裂缝，其产生原因为作用荷载产生的。,图中显示箱梁底板露筋与底板横向裂缝渗水。显然底板露筋是施工质量差造成的；底板横向裂缝则要视处于梁的位置来分析，产生的原因为荷载作用，或底板厚度偏薄。,5、预应力混凝土箱梁桥,大跨度预应力混凝土箱梁桥的截面是由顶板、底板、腹板和翼缘板构成。预应力混凝土箱梁桥常见病害也主要是裂缝、混凝土剥落、露筋锈蚀 检查的要点是：（

10、1）顶板的纵横向裂缝；（2）腹板跨中区域的竖向裂缝和支点区域的斜向裂缝；（3）底板的纵横向裂缝；（4）箱梁悬臂桥面板的裂缝，（5）横隔板的竖斜向裂缝；（6）箱梁混凝土剥落、露筋锈蚀。,图中为常见的顶板纵向裂缝，该裂缝往往为通长裂缝，其位于顶板中部或两端肋腋处。该裂缝产生的原因一般为温度作用引起的，或荷载作用。,图中为常见的箱梁腹板斜裂缝，裂缝位于正负弯矩变号区域。产生的原因是斜截面抗剪承载能力不足。,图中为常见的底板纵向裂缝，这种裂缝有多条，并为通长的。其产生原因为底板厚度偏薄，混凝土收缩产生的。,图中为常见横隔板上裂缝，其产生原因为过人洞上剪力过大，剪力传递中断导致局部应力集中产生的。,图中

11、为底板露筋病害，产生原因是施工过程中振捣不密实以及保护层偏薄。,6、刚架拱桥,刚架拱桥一般是由刚架拱片与微弯板组成。其组成部分如下图：,刚架拱桥常见的病害为裂缝、混凝土剥落、钢筋锈蚀以及连接破坏。检查的要点是：（1）拱片的边腹孔与中腹孔上弦杆是否存在竖向裂缝、露筋；（2）弦杆与拱腿的节点是否出现裂缝；（3）微弯板是否存在裂缝、渗水和露筋；（4）微弯板与拱片的连接支承是否松动等；（5）拱片之间连接的横梁是否存在裂缝、混凝土剥落；刚架拱桥病害产生的原因一般是横向联系的刚度弱，桥梁整体受力较差，导致拱桥构件产生裂缝。目前在广东地区这类桥梁均出现有病害，过去几年已对这类桥梁进行拆除重建，或加固处理。,

12、图中照片上弦杆混凝土剥落、钢筋外露，产生原因为钢筋锈蚀导致的；照片上弦杆竖向裂缝，是受力裂缝。其产生原因是上弦杆截面抗弯 承载能力不足产生的。,7、石砌拱桥,检查要点是：（1）主拱圈的勾缝是否饱满，片石或石块是否松动，是否有水渗出；（2）侧墙砌块是否存在裂口，砌缝是否饱满、错开等。,8、双曲拱桥,常见病害为构件上裂缝、混凝土剥落、钢筋锈蚀。,检查要点：（一）主拱圈检查（1）拱肋在拱顶的下缘和拱脚的上缘是否有裂缝；（2）拱肋与拱波结合处是否存在裂缝；（3）拱波是否开裂等；（二）腹孔检查（1）腹孔拱圈是否存在裂缝；（2）腹孔立柱是否存在钢筋锈蚀、混凝土剥落；（3）立柱底端是否有水平裂缝或破裂；双曲

13、拱桥裂缝病害产生的主要原因是桥梁整体性较差，不适用于大交通量下重载重量荷载。目前该类桥梁出现的病害较多，需要进行加固处理。,图中照片为主拱圈中拱肋的拱顶区域下缘存在竖向裂缝，导致拱圈下沉。其产生原因是荷载作用过大产生的。,图中拱肋下缘混凝土剥落、露筋，其产生原因是桥下过往船只撞击导致的。,照片中拱波顶部出现纵向裂缝，其原因是荷载作用产生的。,图中腹孔的立柱底端混凝土破裂，立柱发生倾斜，其产生的原因是 立柱内部钢筋锈蚀，抵抗腹孔上的水平推力作用能力不足。,照片中立柱混凝土脱落、钢筋锈蚀，其产生原因是保护层厚度偏薄，内部钢筋锈胀。,9、桁架拱桥,桁架拱的构成,桁架拱桥的常见病害是构件裂缝、混凝土剥

14、落、钢筋锈蚀。检查要点是：（1）桁架片的上下弦杆是否存在裂缝、露筋锈蚀；（2）桁架拱片与横向联结部位是否有裂缝或破损，（3）横向联结构件是否存在裂缝、混凝土剥落、露筋等。桁架拱桥与刚架拱桥相同，病害产生的原因一般是横向联系的刚度弱，桥梁整体受力较差，导致拱桥构件产生裂缝。目前在广东地区这类桥梁均出现有病害，过去几年已对这类桥梁进行拆除重建，或加固处理。,照片中桁架片的竖弦杆和斜弦杆露筋锈蚀，产生原因是混凝土保护层 薄，钢筋锈胀导致混凝土剥落。,三、桥梁支座,目前桥梁常用支座为板式橡胶支座和盆式橡胶支座。其中简支梁桥的支座采用板式橡胶支座，连续梁桥支座采用盆式橡胶支座。1、板式橡胶支座 板式橡胶

15、支座常见病害是支座剪切变形大，支座脱空或局部脱空，支座老化外鼓、开裂和支座缺失等。2、盆式橡胶支座 盆式橡胶支座常见病害是钢盆锈蚀、锚固螺栓松动、锈蚀、橡胶磨损、垃圾堆积。,图片中板式橡胶支座剪切变形大，其产生原因是支座质量差，或支座厚度偏小。,图片中为板式橡胶支座局部脱空，该产生原因为施工安装不当引起的。,图片中盆式橡胶支座的钢盆完全锈蚀，其原因是支座环境湿度大，或钢盆防锈涂层质量差。,四、桥梁下部结构,桥梁下部结构是由桥台、桥墩与基础组成。1、桥台 钢筋混凝土桥台的检查要点是：（1）台帽是否存在裂缝、混凝土脱落；（2）台身是否存在纵横向裂缝、露筋；（3）侧墙是否存在裂缝或开裂；（4）挡块是

16、否损坏；2、桥墩 钢筋混凝土桥墩的检查要点是：（1）盖梁是否存在裂缝、露筋以及挡块是否被损坏；（2）立柱是否存在龟裂、竖向裂缝、横向裂缝、露筋；（3）立柱是否被船只撞击；,图片为桥台的台身竖向裂缝，其产生原因一般是混凝土收缩；台身露筋，其产生原因为混凝土保护层偏薄。,图片桥台翼墙开裂，其产生原因是台后沉降或翼墙配筋不足；挡块开裂，其产生原因是温度作用导致梁体横移；,图中盖梁的裂缝位于立柱顶端，裂缝从上向下延伸，为受力裂缝，其产生的原因是荷载作用。,图片中盖梁露筋锈蚀，产生原因混凝土保护层偏薄。,图片中立柱出现龟裂，其产生原因是施工养护不当。,图片为立柱竖向裂缝，其产生原因是混凝土收缩过大，或钢

17、筋箍筋配 箍率不足。,图片中立柱露筋，其产生原因混凝土保护层薄，内部钢筋锈胀。,图片立柱被船擦伤，其原因为桥梁通航净宽不足。,3、桩基 位于水中的桩基一般派遣潜水员在水下模测，或在枯水期间进行检查。桩基的检查要点是（1）桩基是否在水流作用下被冲刷掏空，钢筋锈蚀；（2）桩基是否倾斜、分层；（3）桩基是否被船只或漂浮物撞击、擦伤。,图片中桩基倾斜，其原因是施工钻机成孔不垂直。,五、附属部分,附属部分的检查要点是检查锥坡、护坡、调治构造物是否存在开裂、塌陷、铺砌缺损、勾缝脱落等,图片导流侧墙开裂，其原因为地基不均匀下沉。,六、涵洞,公路上的涵洞依据结构的形式不同，分为盖板涵、箱涵、石拱涵和圆管涵等四

18、种。,涵洞检查的要点是：（1）涵洞进出水口是否被堵塞；（2）涵洞附近填土是否塌陷；（3）涵身两侧挡墙是否开裂；（4）盖板涵的涵顶是否存在有裂缝，是否渗水；（5）圆管涵洞四周连接是否有脱空等情况；,图片中涵洞堵塞，其原因为杂物堆积未及时清理。,图片中涵管与浆砌片石脱开，其原因为涵洞基础下沉。,七、桥梁总体检查,（1）桥梁纵向线形的检查 桥梁纵向线形的检查是以肉眼观察来检查，通常以桥梁两侧的护栏或防撞栏为基准，当桥梁纵向线形有变化时，在护栏或防撞栏上的反应最为明显。主要检查护栏或防撞栏的线形是否有上下波浪起伏，左右偏离，伸缩缝是否左右存在明显高差等。（2）桥梁墩台变位的检查 桥梁墩台变位的检查主要

19、是检查桥台侧墙的台后是否存在裂缝或裂口，锥坡与桥台的连接面是否出现错位，主跨的主墩是否存在明显的水平裂缝。（3）桥梁振动的检查 桥梁振动的检查主要是以人的感知为基准，当人站在桥梁跨中区域，桥梁的振动让人的感觉不舒服或明显感到桥梁的振幅偏大或摇摆时，则该桥梁的振动属于异常，需要进行特殊检查。,7.1 边坡工程,概念：,边坡工程是岩土工程三大领域中最为常见的一类工程，边坡（slope）通常指人类经济活动而开挖形成的斜坡，它与未经过开挖的天然斜坡有所不同，后者若存在易滑动的滑面，则即为常说的滑坡（landslide），是地质灾害的一种。,分类：,（1）按坡高分：高边坡、低矮边坡；,（2）按坡角大小分

20、：陡坡；缓坡,（3）按材料组成分：均质边坡；非均质边坡,（4）按材料力学性质分：土质边坡；岩质（岩石）边坡，又可细分为：软岩边坡、硬质岩边坡。,边坡工程最为关注的是其安全性,土坡一般为圆弧滑动破坏（粘性土），平面滑动破坏（砂性土）。,岩石边坡滑动破坏形式：,平面破坏,楔形破坏（常表现滑体为四面体）,曲面破坏,倾倒破坏,稳定性分析方法：,定性分析工程类比法（经验法）、地质力学分析法（如：赤平投影法）,定量分析极限平衡法、数值分析法、概率法,7.2 加固支挡结构,1）开挖边坡力学分析一般机理,开挖卸荷，坡脚剪应力集中区，坡体外移，设置加固支挡，抵抗滑移，结构上产生坡体压力。,边坡的加固支挡方法分类

21、：,（1）按作用范围分：浅层防护；深层支挡加固,（2）按施工顺序分：先支后挖；边挖边支；先挖后支,（3）按坡体受力分：主动加固支挡；被动加固支挡,2）几类常用结构,（1）锚杆（土钉）,四种破坏模式：,（1）锚拉杆拉断；,（2）沿锚拉杆与砂浆界面剪坏；,（4）锚杆与周围土体整体滑动失稳破坏。,（3）沿锚固体与孔壁界面剪坏；,由锚拉杆、锚固体、锚头三部分组成，锚固体位于稳定地层中。,施工要点：,施工质量检测：,成孔、安放锚拉杆、灌浆三大步骤。,锚杆拉拔试验：Ts曲线,注浆密实度：仪器检测,（2）抗滑桩,边坡支挡中广泛采用，承受侧向荷载，可分为锚固段和抗滑段（自由段、受荷段）两部分。,按施工方法分：

22、打入桩、钻孔灌注桩，其中以挖孔桩最为常用。,按材料分：木桩、钢桩、混凝土桩及钢筋混凝土桩,按截面分：矩形桩、管形桩、圆形桩等,按结构分：单排桩、多排桩、排架桩等,突出优点：,（i）抗滑能力强，适用于坡体推力大、滑动带深的坡体；,（ii）桩位灵活，可设置在坡体中最利抗滑的部位；,（iii）开挖量小，不易恶化坡体状态；,（iv）圬工量小，一定程度上节省材料，设备简单，施工较为方便。,主要缺点：造价较高。,三种破坏模式：,（1）滑体越顶破坏；,（2）滑体冲断桩体（桩体剪断）破坏；,（3）桩连同周围土体整体滑动失稳破坏。,（3）挡土墙,抗滑、抗倾、墙身强度、地基承载力验算,重力式（gravity wa

23、ll）,桩板式（earth retaining wall）,锚拉式：锚杆、锚碇板、土钉,（4）防护结构,用于浅层防护,浆砌片石护坡,干砌片石护坡,锚杆框架护坡,锚杆挂网喷浆护坡（素水泥浆、含草种的生态水泥浆）,挂网植草护坡,银杏叶型护坡,条石或硅块防护示意图,（5）预应力锚索结构,常用于较高的岩石边坡，分级开挖施工。,（1）预应力锚索地梁,（2）预应力锚索桩,本讲小结,概念：边坡（slope）通常指人类经济活动而开挖形成的斜坡，它与未经过开挖的天然斜坡有所不同。,边坡工程最为关注的是其安全性，土坡主要有两种破坏形式，岩石边坡主要有四种。,常见加固支挡结构主要有：锚杆（含土钉）、抗滑桩、挡土墙及预应力锚索结构等。,