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《張樹(shù)仁橋梁結(jié)構(gòu)病害診治與改造加固設(shè)計(jì)-橋梁結(jié)構(gòu)病害疹治與改造》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、橋梁結(jié)構(gòu)病害診治與改造加固設(shè)計(jì)張樹(shù)仁（哈爾濱工業(yè)大學(xué)150090）第一，橋梁病害診斷與評(píng)估一.橋梁病害診斷在役橋梁結(jié)構(gòu)隨著使用時(shí)間的延續(xù)，受結(jié)構(gòu)使用條件變化及環(huán)境侵蝕等因素的影響，加之設(shè)計(jì)和施工的不當(dāng)，都會(huì)使結(jié)構(gòu)受到不同程度的損傷，造成橋梁病害，使結(jié)構(gòu)性能退化，使用功能逐步降低乃至完全喪失。結(jié)構(gòu)受到損傷后，需要對(duì)結(jié)構(gòu)損傷原因和程度進(jìn)行分析，確定結(jié)構(gòu)損傷后的承載能力和剩余壽命。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造決策分析，根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件提出結(jié)構(gòu)處理措施，如維修、加固或拆除重建等。（一）詳細(xì)而認(rèn)真裂縫調(diào)查、檢測(cè)與分析是混凝土
2、結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的核心實(shí)踐表明，混凝土結(jié)構(gòu)的任何損傷與破壞，一般都是首先在混凝土中出現(xiàn)裂縫，裂縫是反映混凝土結(jié)構(gòu)病害的晴雨表，所以，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)，首先應(yīng)從對(duì)結(jié)構(gòu)的裂縫調(diào)查、檢測(cè)與分析入手?；炷两Y(jié)構(gòu)的裂縫是由材料內(nèi)部的初始缺陷、微裂縫的擴(kuò)展而引起的。引起裂縫的原因很多，但可歸納為兩大類：第一類：由外荷載引起的裂縫，稱為結(jié)構(gòu)性裂縫（乂稱為受力裂縫），其裂縫的分布及寬度與外荷載有關(guān)。這種裂縫的出現(xiàn)，預(yù)示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在其他嚴(yán)重問(wèn)題。第二類：由變形引起的裂縫，稱為非結(jié)構(gòu)性裂縫，如溫度變化、混凝土收縮等
3、因素引起的結(jié)構(gòu)變形受到限制時(shí)，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生自應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度極限值時(shí)，即會(huì)引起混凝土裂縫，裂縫一旦出現(xiàn)，變形得到釋放，自應(yīng)力也就消失了。兩類裂縫有明顯的區(qū)別，危害效果也不相同，有時(shí)兩類裂縫融在一起。調(diào)查資料表明，在兩類裂縫中以變形引起的裂縫占主導(dǎo)的約占80%；以荷載引起的裂縫占主導(dǎo)的約占20%。對(duì)裂縫原因的分析是裂縫危害性評(píng)定，裂縫修補(bǔ)和加固的依據(jù)，若對(duì)裂縫不經(jīng)分析研究就盲目進(jìn)行處理，不僅達(dá)不到預(yù)期的效果，還可能潛藏著突發(fā)性事故的危險(xiǎn)。1.結(jié)構(gòu)性裂縫（受力裂縫）眾所周知，混凝土的抗拉強(qiáng)度
4、很低，抗拉極限應(yīng)變大約為‘=0.0001?0.00015。換句話說(shuō)，混凝土即將開(kāi)裂的瞬間，鋼筋的應(yīng)力只有C7=么人=（0.0001?0.0005）x2xl05=20?30MPa。事實(shí)上，在正常使用階段鋼筋的應(yīng)力遠(yuǎn)大于此值，所以說(shuō)在正常使用階段鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是避不可免的。因而，習(xí)慣上又將這種裂縫稱為正常裂縫。實(shí)踐證明，在正常條件下，裂縫寬度小于0.3mm時(shí)，鋼筋不致生銹。為確保安全，允許裂縫寬度還應(yīng)小一些。新修訂的＜公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范〉JTGD62-2003（以丁簡(jiǎn)稱＜橋規(guī)JTGD
5、62＞）規(guī)定：鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算的特征裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)不列規(guī)定的限值：I類及II類環(huán)境0.2mmIII類及IV類環(huán)境0.15mm結(jié)構(gòu)性裂縫可根據(jù)構(gòu)件的受力特征判斷。圖1-1所示為鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的典型結(jié)構(gòu)性裂縫分布示意圖。圖1-1鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)裂縫圖1-1中①所示的跨中截面附近下緣受拉區(qū)的豎向裂縫，是最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)性裂縫。在正常設(shè)計(jì)和使用情況下，裂縫寬度不人，間距較密，分布均勻。若豎直裂縫寬度過(guò)大，超過(guò)規(guī)范規(guī)定的限值，預(yù)示結(jié)構(gòu)正截面承載力不足；圖1-1中②所示為支點(diǎn)（或腹板寬度變化處）附近截面由主拉應(yīng)力引起的
6、斜裂縫。在正常設(shè)計(jì)和使用情況下很少出現(xiàn)斜裂縫，即使出現(xiàn)裂縫寬度也很小。若斜裂縫寬度過(guò)人，預(yù)示結(jié)構(gòu)的斜截面承載力不足，存在發(fā)生斜截面脆性破壞的潛在危險(xiǎn)，應(yīng)引起足夠的重視。冇些結(jié)構(gòu)性裂縫（受力裂縫）是由設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和施工方法不當(dāng)所造成的。例如：鋼筋錨固長(zhǎng)度不足、計(jì)算圖式與實(shí)際受力不符、構(gòu)件剛度不足、次內(nèi)力考慮不全面和施工安裝構(gòu)件支承吊點(diǎn)錯(cuò)誤等都可以使構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。圖1-2所示為美國(guó)紐約一座高架橋橋墩蓋梁懸臂裂縫分布及加固方案示意圖［2］。橋梁通午.后發(fā)現(xiàn)橋墩蓋梁懸臂出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫，裂縫從上層受拉鋼筋端頭處開(kāi)始，向下沿伸
7、至懸臂根部。顯然，這種裂縫是由于鋼筋錨固長(zhǎng)度不夠所引起的結(jié)構(gòu)性裂縫，這種結(jié)構(gòu)性裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成潛在危險(xiǎn)，應(yīng)及吋加以處理。該橋采用了預(yù)加應(yīng)力的方法進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)處理。在超靜結(jié)構(gòu)中基礎(chǔ)不均勻沉降，將引起結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫?；A(chǔ)不均沉降引起的上部結(jié)構(gòu)的裂縫，實(shí)質(zhì)上是屬于結(jié)構(gòu)性裂縫（受力裂縫）范疇，裂縫的分布和寬度與結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)不均沉降情況及人小等多種因素冇關(guān)。這種裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)安全性影響很人，應(yīng)在基礎(chǔ)不均勻沉降停止或采用加固地基方法消除后，才能進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的裂縫處理。短鋼梁預(yù)應(yīng)力筋CM,3353^34
8、29z82305867少3353少橋墩立面I^l9R6l[431425I235跨醐閣1-3南方某城市立交匝道橋的平面布置和橫斷面閣閣1-3所示為我國(guó)南方某城市立交匝道橋的平面布置和橫斷面閣，其中第三聯(lián)（10?18號(hào)墩）為8X25m鋼筋混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，軟土地基，鉆孔樁基礎(chǔ)，采用滿堂支架就地澆筑混凝土施工。該橋施工中出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫，第三聯(lián)（18?16號(hào)墩）+1/4（16?15號(hào)墩）跨拆模后,發(fā)現(xiàn)邊跨（
