超載損壞橋梁的成因分析及預(yù)防與維修加固措施研究

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1、維普資訊http://www.cqvip.com第25卷第3期河南科學(xué)V01．25No．32007年6月HENANSCIENCEJun．2o07文章編號：1004—3918(2007)03—0465—04超載損壞橋梁的成因分析及預(yù)防與維修加固措施研究高曉燕(河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，鄭州450052)摘要：針對超載車輛產(chǎn)生橋梁損壞問題，分析了超載車輛對不同結(jié)構(gòu)的橋梁產(chǎn)生的損傷形式；給出了橋梁損傷調(diào)查和檢測的一般方法；討論了超載車輛對橋梁結(jié)構(gòu)損傷的預(yù)防措施，并對損傷橋梁的維修與加固進(jìn)行了初步探討．關(guān)鍵詞：超載車輛；橋梁損壞；成因分析；預(yù)防措施；維修加固中圖分類號；U4J43文獻(xiàn)標(biāo)

2、識碼：A隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，公路運(yùn)輸在國民經(jīng)濟(jì)中占的地位越來越重要．但是在巨大市場利潤的誘惑下，幾乎所有的貨運(yùn)車輛都不周程度地存在超載現(xiàn)象．往往超載車輛的荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了公路和橋梁的設(shè)計承受荷載，致使路面損壞、橋梁斷裂，正常使用年限大大縮短，甚至某些公路橋梁運(yùn)營一兩年，就因超載造成橋面開裂等原因，不得不提前大中修．據(jù)統(tǒng)計，全國公路每年因車輛超限超載造成的損失超過300億元，給國家財產(chǎn)造成了巨額損失．因此，分析超載車輛對橋梁結(jié)構(gòu)所造成的損壞，有針對性地采取～些預(yù)防和維修加固措施，具有重要的實(shí)際意義．1超載車輛造成橋梁損壞情況分析超載車輛是指重量接近或超出橋梁實(shí)際承載能力的車

3、輛．超載車輛的種類，車輛的縱向間距以及車輛的軸重和總重，對橋梁結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)(軸向力、剪力、彎矩、扭矩等)有很大影響．由于我國在“七五”、“八五”期間修建的眾多中小橋梁一般按汽一20設(shè)計，設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)偏低．超載車輛荷載大大超過設(shè)計荷載，因而這些橋梁在超載車輛的往復(fù)作用下，不可避免的產(chǎn)生各種損傷．超載車輛對橋梁上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的損壞主要有以下方面．1．1橋梁結(jié)構(gòu)極限承載能力下降由于超載車輛荷載超過了設(shè)計荷載，超載車在橋梁結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的彎矩和剪應(yīng)力往往超過設(shè)計極限值，從而造成部分頂板或底板產(chǎn)生橫向裂縫，及抗剪承載能力不足引起的腹板裂縫．橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生使得橋梁的極限承載力下降．不同結(jié)構(gòu)

4、形式的橋梁，裂縫的表現(xiàn)形式也不同，對結(jié)構(gòu)承載力的影響也不同．下面分幾種情況討論裂縫的形式和產(chǎn)生的原因：1．1．1組合式橋梁組合式橋梁有很多形式，這里主要分析組合式板橋和組合式T型梁橋．對于板橋來說，裂縫主要表現(xiàn)為板底橫向裂縫，主要集中在L／4—3L／4部位，主要是由于抗彎強(qiáng)度不足引起的裂縫．而T型梁橋一般再梁底產(chǎn)生橫向裂縫，在腹板產(chǎn)生斜裂縫，跨中區(qū)域的腹板橫行裂縫及豎向裂縫是正截面抗彎強(qiáng)度不足造成的，支座附近的斜裂縫是由于腹板抗剪強(qiáng)度不足引起的．對于組合式橋梁來說，其梁與梁之間的橫向聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)是橋梁結(jié)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)．在超載車輛的作用下，首先使薄弱的橫向聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)遭到破壞．主要表現(xiàn)

5、為主梁撓度的增大，主行車道位置出現(xiàn)較嚴(yán)重的車轍，行車平順性降低；橋面鋪裝沿主梁鉸縫產(chǎn)生縱向裂縫，鉸縫內(nèi)填充的混凝土呈塊狀剝落，并且橋面降水沿鉸縫滲漏嚴(yán)重．由于橋梁上部結(jié)構(gòu)的各主梁間橫向聯(lián)結(jié)主要靠鉸縫及混凝土鋪裝層實(shí)現(xiàn)，上述病害將導(dǎo)致橫向聯(lián)結(jié)完全遭到破壞．在這種情況下，橫向聯(lián)結(jié)失去對車輛荷載的分散作用，導(dǎo)致主梁之間無法相互傳力，車輛荷載將完全作用于輪下一條單獨(dú)的主梁上，因此，橋梁的整體承載能力降低．同樣，單獨(dú)承受荷載的主梁因超過其設(shè)計荷載而發(fā)生破壞，在跨中梁底部位(或板底)出現(xiàn)橫向彎矩裂縫，裂縫一般為多條，分布于跨中一定區(qū)段內(nèi)．裂縫的出現(xiàn)會降低粱的收稿15t期：2007一叭一03

6、基金項目：河南省交通廳科研項目(2006r')作者簡介：高曉燕(1962一)，女，山東文登人，高級工程師，從事公路工程的試驗、檢測與研究工作．維普資訊http://www.cqvip.com——466——河南科學(xué)第25卷第3期剛度，使得橋梁的承載能力大大降低．1．1．2整體現(xiàn)澆板橋現(xiàn)澆板橋產(chǎn)生的裂縫非常復(fù)雜，既有縱向裂縫，又有橫向裂縫，斜交橋中還有斜向裂縫，即裂縫方向與行車方向不一致，朝鈍角方向偏移．其主要原因也是由于超載車輛產(chǎn)生的過大彎矩造成底板拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂縫．一般情況下這些裂縫不會降低橋梁的承載能力，但由于裂縫的存在，受力鋼筋易銹蝕，從而影響結(jié)構(gòu)的耐久性，進(jìn)而影響到結(jié)

7、構(gòu)的承載力．跨徑較大的整體現(xiàn)澆橋梁多采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，超載車輛使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的撓度，影響了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)正常的工作性狀，使得整個橋梁結(jié)構(gòu)的極限承載力大大降低．此外，超載車輛還造成橋梁下部結(jié)構(gòu)的破壞．在超載車輛長期作用下，基礎(chǔ)容易產(chǎn)生不均勻沉降．這種不均勻沉降危害極大，使實(shí)體墩臺結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫和傾斜，柱式墩臺和框架式墩臺的蓋梁和立柱容易產(chǎn)生裂縫，大大降低了整個橋梁結(jié)構(gòu)的承載力．更為嚴(yán)重的是，基礎(chǔ)的不均勻沉降對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞作用，它使得現(xiàn)澆橋梁結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力，使組合式橋梁的橋面鋪裝和橫