热点职称论文:关于桥梁结构缺损及裂缝补修的讨论__墨水学术,论
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摘 要:大量的工程实践和理论分析表明,钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的。小裂缝对结构的使用不会产生过大的影响,大裂缝将影响结构的承载力及其耐久性,必须对其进行处理,实践证明:缺损及裂缝补修对桥梁结构的承载力及其耐久性有很好的作用,有很好的社会效益和经济效益。
关键词:桥梁;裂缝;补修
一、混凝土桥梁的缺损
各种桥梁在制作及运营期间都可能产生不同的缺损。普通钢筋混凝土及预应力混凝土是桥梁结构中常见的材料,在制作或运营期间可能产生裂纹、保护层剥落、蜂窝、麻面、防水层及伸缩缝失效等等。它们的危害程度与缺损的类型、发展性质及出现的部位有关,有时对结构的耐久性及载重等级影响较大。
裂缝是钢筋混凝土梁中最常见的缺损,分析裂缝的成因,可为裂缝的危害性评定及裂缝修复提供依据。混凝土开裂的原因很多,但归纳起来基本上是以下四个原因:设计考虑不周、材料使用不当、施工质量达不到要求、养护不力及外界环境的不良影响。
二、桥梁裂缝
大量的工程实践和理论分析表明,钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的。在桥梁结构中,当受拉区的应力超过混凝土或砂浆的实际抗拉强度时,必然会出现裂缝。在《公路养护技术规范》中,将常用结构的裂缝宽度限制在0.20—0.25mm的范围以内。当裂缝宽度在限制值以内时,大气中的湿气、水分一般是难于大量渗透到钢筋上,因而钢筋不会遭到严重锈蚀结构的耐久性也不会因此而受到明显影响。当裂缝超过限定值时应进行修补,以保证结构的耐久性。
在预应力混凝土梁中,裂缝的危害性更大,湿气、水分渗透到钢丝上,引起钢丝锈蚀。由于钢丝的直径比钢筋小得多,因而锈蚀对钢丝的影响比钢筋厉害得多。因此在预应力混凝土梁中,对裂缝控制的更加严格。对于潮湿的空气中含有较多腐蚀性气体时,缝宽的限制亦应要求严格一些。
梁式桥中可能出现的裂缝很多,下面主要通过钢筋混凝土简支梁(板)桥,介绍梁式桥常见的裂缝。
(1)梁(板)受拉区的竖向裂缝
简支梁(板)的竖向裂缝,是由正弯矩引起的,一般在梁(板)的跨中附近,从梁(板)的受拉区边缘大致与主筋垂直的方向向上延伸(图1a)。裂缝宽度一般在0.03—0.2mm之间,裂缝之间的最小间距为0.05—0.2mm。
对于连续梁,除了跨中附近有自下而上的竖向裂缝外,中间支点附近会出现自上而下的有负弯矩引起的竖向裂缝。
上述裂缝主要是梁(板)受荷载作用产生的弯曲裂缝。上根据桥梁荷载试验的实际观察,在较大的加载下,原来延伸较长的裂缝,长度和宽度都有较缓慢的增加。卸载之后,这些裂缝的宽度基本上可以恢复到原来的状态。
图1中的裂缝,是钢筋混凝土梁式桥中不可避免的。一般认为,只要这类裂缝在梁(板)侧面的延伸长度达不到计算截面的中性轴,而其最大宽度又在0.2mm范围内,当属正常裂缝。对于图中的正弯矩裂缝,一般可不进行处理;但对负弯矩裂缝,因易受雨水的影响,即使裂缝小于0.2mm,亦应采取防水措施,避免因雨水浸蚀而加速钢筋锈蚀。
(2)斜裂缝
梁式桥中的斜裂缝有两种:一种是由主拉应力引起的梁腹板上的斜裂缝;另一种是由于斜截面抗弯能力较弱所引起的斜裂缝。
第一种斜裂缝多发生在梁支点附近的腹板上,主要是由主拉应力过大而产生的。裂缝一般从端横隔板内侧开始,沿45°—60°的斜裂缝向上攀升。裂缝的宽度是两头小而中间大,在到达梁的上下缘之前就消失了。因为梁的上下缘一般都有较多的纵向主筋(或纵向钢束),它有抑制斜裂缝的作用,因而斜裂缝在到达这些主筋或钢束之前,一般都会消失。
上述裂缝产生的原因