南湖大桥桥台病害综合分析
摘要：本工程采用综合分析对桥梁病害的产生及发展有了明确的认识，能有针
对性地采取对策，避免了检测措施的升级和加固范围的扩大。说明了常规资料有
效保存的重要性。
关键词：综合分析相互验证桥梁病害
1.旧桥病害分析方法综述
（1）现状调查法。主要是通过目测或简单的仪器辅助调查桥梁现状，检测项目包括桥梁全部构件：如桥墩、桥台、主梁、主梁横向接缝、伸缩缝、支座、桥
台搭板、护栏等，调查内容包括：设计施工时间、外观尺寸、完整性、裂缝形式
和宽度、施工质量、缺损等。然后通过对桥梁各部件的加权分析，得到桥梁的综
合病害评价，从而给桥梁的养护维修提供依据。
（2）计算复核法。旧桥病害分析和维修加固，一般需要复核桥梁的承载能力，即分析桥梁结构能承受荷载作用的程度。荷载作用有汽车荷载、车辆荷载、土压力、风力、结构自重等。按荷载等级根据规划选用。桥梁的结构强度主要根据桥
梁的形式、结构尺寸、和材料强度通过建模分析计算。一般用设计图纸和施工竣
工图中的数据，尺寸和材料强度需要现场测量复核。
（3）荷载试验法。通过在桥梁结构上施加外载，记录荷载作用下的挠度、应力、应变等，将测试结果与结构按相应荷载下的计算值或有关规范规定值作比较，从而评定桥梁结构的承载能力。这种方法比较直观，为大家所接受，缺点是需要
中断交通，费时费力。
（4）动态观察法.长期监测结构关键位置的位移、应变、及地下水位等，通
过各指标的变化趋势来判断结构的安全，并提供预警。本方法主要用于较复杂的
工程如大型斜拉桥、悬索桥、地质复杂的隧道、正在施工的工程等。
（5）综合分析法.综合分析有两种。第一种为分析结构安全的各个影响因素，并分析每个因素对整体结构安全的权重，然后调查结构各个因素的得分进而计算
出结构安全的综合指标。另一种为综合地分析运用以上各种方法。本文讨论的是
第二种方法。
2.项目背景
南湖大桥是民族大道上的一座重要桥梁，桥梁跨越南湖。桥梁长438米，宽
45米，由8跨35m跨桥面连续钢筋混凝土T梁组成。桥台采用轻型桥台，钢筋
混凝土承台桩基础。桥台侧面挡土结构为俯斜式挡土墙（浆砌片石），平面呈L
型布置（单象限）；南湖西岸挡墙基础为扩大基础，南湖东岸挡墙基础增加了震
动灌注桩，桩径45cm。步梯采用的与挡墙分离的基础，为钢筋混凝土结构。
市民反映南湖大桥下桥步梯与挡土墙分离，裂缝最宽处可以伸进一个成年人
的拳头，目测裂缝约有15cm。
3.项目病害综合分析
针对本桥的病害原因分析，采取了多种方法进行综合分析。
首先去现场对桥梁的病害和周边环境进行了充分的检测考察，结果如下：
（1）东北侧桥台挡土墙步梯位移严重，向外位移12cm，向下位移10cm，东北侧挡墙出现明显的裂缝多处。东北侧挡土墙上的人行道出现反坡；
（2）西北侧桥台挡土墙出现了明显的裂缝多处；
（3）钢筋混凝土主梁没有出现裂缝，钢筋混凝土桥梁没有出现裂缝；（4）
东南侧、西南侧桥台挡土墙没有出现病害。（5）桥梁东北侧挡土墙往外12米为
常见桥梁病害的形式及成因 桥连四海，路通八方，桥梁的兴建与畅通，促进了人类社会的文化和经济生活的繁荣与发展。但是桥梁一旦发生倒塌事故，就会带来巨大的损失和灾难。近些年，人们已经开始注意到了各种病害正在不同程度地侵扰着我国正在服役的30多万座既有桥梁。据统计，在我国存在安全隐患和耐久性问题的桥梁约占总数的50%，个别地方甚至超过了70%，在这些桥中危桥又占20%～30%，约有9597座。如何对这些既有桥梁做出正确的检测、评估及加固，目前理论上尚没有很好的解决办法，究其原因，主要是对病害及其发生机理缺乏系统、清楚的认识。 一、桥梁病害的主要形式 钢筋混凝土桥梁的病害主要有下列几种形式： 1、裂缝 裂缝是钢筋混凝土桥梁中最普遍、最常见的病害之一，不产生裂缝的桥梁几乎没有。而且裂缝往往是多种因素联合作用的结果。裂缝对钢筋混凝土桥梁的危害程度不一，严重的裂缝如贯穿缝、网裂等将会严重危及桥梁的安全运行。另外裂缝往往也会引起其它病害的发生与发展，如钢筋锈蚀、冻融破坏等，这些病害与裂缝形成恶性循环，会对桥梁的耐久性产生很大的危害。 2、混凝土碳化及钢筋锈蚀 混凝土碳化及钢筋锈蚀现象在钢筋混凝土桥梁中普遍存在。当混凝土炭化和钢筋锈蚀程度日渐严重后，桥梁必然会产生较多的顺筋裂缝，这会造成桥梁使用安全性降低和使用寿命缩短。 3、剥蚀 剥蚀是从混凝土的外观破坏形态着眼，对混凝土桥梁结构表面混凝土发生蜂窝麻面、露石、酥松起皮和剥落等病害的统称。根据不同的机理可分为冻融剥蚀、冲磨和空蚀、水质侵蚀、风化剥蚀等。 4、结构构造的破坏 在钢筋混凝土桥梁中，由于结构的关键部位构造不合理、施工中存在问题或年代久远等而引起的结构构造老化、失稳、变形过大等已在一定程度上影响了桥梁的安全运行。 5、地基不均匀沉降引起的破坏
重力式桥台的裂缝病害及防治
摘要：重力式桥台的典型病害是台身开裂、台后路面下沉，若任其发展必将影响桥梁的正常使用和安全。u型桥台是当前公路桥梁中广泛应用的的一种重力式桥台，它是凭借自重来维持台后土压力的平衡，台体施工所用材料主要是混凝土、片石混凝土和石砌等圬工材料，而且都是现场浇筑或砌筑。本文根据项目建设的实际情况，对u 型桥台裂缝类型以及出现裂缝的原因进行了简要的分析，同时提出了加固及防治措施。 关键词：桥梁工程u形桥台施工工艺病害防治加固 1 工程概况 乐山至宜宾高速公路工程lj16合同段太原铁建管段起点里程为k130+251.4，终点里程为k136+900(既有内宜高速公路)全长6.6486公里。管段位于宜宾北约10km,起于宗场镇北，止于象鼻镇，主要工程包括路基、桥梁、涵洞、排水及防护等工程。其中，大桥7座共876.33延米，中小桥4座共320.12延米，互通立交主线桥2座共709延米，匝道桥6座共1500延米。多数桥梁的下部结构中都涉及到了重力式桥台。 2 工程地质条件 工程所经区域为典型的丘陵地形地貌单元区，基岩埋藏较浅，顶部常直接裸露，风化严重，表层有时为残积物掩盖，谷底堆积有洪积物、坡积物或冲积物，局部存在淤泥。谷底多为农田所在位置，表层覆盖层为地表水长期浸泡，地层承载力值低。 路线沿线岩性以泥质砂岩为主，夹泥岩、砂岩，区域内构照不发
育，多为新华夏构造体系形迹。岩体完整，岩层产状较平缓。 3 u型桥台施工工艺 3.1 明挖扩大基础施工定位放样→基坑开挖→模板加工及安装→混凝土浇筑→基坑回填。 3.2 台身、台帽及耳背墙施工。 ①脚手架施工台身施工的脚手架均采用双排脚手 架。 ②钢筋制作及安装。 ③模板的制作及安装。 ④浇筑混凝土。 由于篇幅原因，具体施工工序及措施不在这里赘述。 4 结合乐宜高速桥梁施工分析u形桥台典型病害与防治 4.1 台后路面下沉开裂 台后路面开裂u 型桥台病害中比较常见的病害之一，而且多存在路面凹陷的问题，这主要是没有根据施工要求进行台后填土施工所引起的。如在桥台台后填土过程中，土层过厚，而且无法压实，有的施工单位竟然采用大石块作为填筑材料，这样便无法满足设计的压实度，车辆通行后极易导致路面沉陷，严重时台后路面开裂、凹陷。若路面存在横向裂缝，则要时刻关注裂缝的发展情况，检查桥台台身是否发生了位移或沉降；若台后路面存在裂缝，并有路面隆起时，这可能是台前水平推力过大引起的，拱桥的u型桥台常出现这样的问题。
桥梁常见病害 原因分析及处置方法
目录 目录 (1) 一、混凝土常见病害 (4) 1、剥落、露筋 (4) 2、蜂窝麻面 (5) 3、混凝土腐蚀 (5) 4、网状裂缝 (6) 二、上部承重构件 (6) 1、T梁斜向裂缝 (6) 2、T梁马蹄处及板梁梁底的纵向裂缝 (6) 3、梁底的横向裂缝 (7) 4、箱梁翼板横向裂缝 (8) 5、箱梁腹板纵向裂缝 (8) 三、上部一般构件 (9) 1、湿接缝腐蚀、脱落 (9) 2、横隔版 (10) 3、湿接板渗水腐蚀 ............................................................................................................... 10、 四、支座 (11) 1、老化变质、开裂 (11) 2、剪切变形、开裂（剪切超限） (11) 3、支座位置串动、脱空 (11) 五、桥墩 (12) 1、自基础向上的竖向裂缝 (12) 2、环向、水平裂缝 (12) 3、竖向裂缝 (12) 4、顺筋裂缝 (12) 六、桥台 (13) 1、自基础向上发展至台身的裂缝，下宽上窄的 (13) 2、台身的水平裂缝 (13) 3、台身前墙竖向贯通裂缝 (13) 4、挡块裂缝 (13) 七、墩台帽梁 (14) 1、自上而下的竖向裂缝以及顶部的纵向裂缝 (14) 2、自下而上的竖向裂缝以及底部的纵向裂缝 (14) 3、保护层过薄引起的表层开裂 (14) 4、自垫石向下发展的裂缝 (15) 八、基础 (15) 1、冲刷掏空 (15) 2、沉降 (15) 九、翼墙、耳墙 (15) 1、位移、倾斜 (15) 2、裂缝 (15)
第一章混凝土悬臂体系和连续体系梁桥的计算 第一节结构恒载内力计算 一、恒载内力计算特点 对于连续梁桥等超静定结构，结构自重所产生的内力应根据它所采用的施工方法来确定其计算图式。 以连续梁为例，综合国内外关于连续梁桥的施工方法，大体有以下几种： （一）有支架施工法； （二）逐孔施工法； （三）悬臂施工法； （四）顶推施工法等。 上述几种方法中，除有支架施工一次落梁法的连续梁桥可按成桥结构进行分析之外，其余几种方法施工的连续梁桥，都存在一个所谓的结构体系转换和内力（或应力）叠加的问题，这就是连续梁桥恒载内力计算的一个重要特点。 本节着重介绍如何结合施工程序来确定计算图式和进行内力分析以及内力叠加等问题，并且仅就大跨径连续梁桥中的后两种的施工方法——悬臂浇筑法和顶推施工法作为典型例子进行介绍。理解了对特例的分析思路以后，就可以容易地掌握当采用其它几种施工方法时的桥梁结构分析方法了。 二、悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算 为了便于理解，现取一座三孔连续梁例子进行阐明，如图1-1所示。该桥上部结构采用挂篮对称平衡悬臂浇筑法施工，从大的方面可归纳为五个主要阶段，现按图分述如下。 （一）阶段1 在主墩上悬臂浇筑混凝土 首先在主墩上浇筑墩顶上面的梁体节段（称零号块件），并用粗钢筋及临时垫块将梁体与墩身作临时锚固，然后采用施工挂篮向桥墩两侧分节段地进行对称平衡悬臂施工。此时桥墩上支座暂不受力，结构的工作性能犹如T型刚构。对于边跨不对称的部分梁段则采用有支架施工。 此时结构体系是静定的，外荷载为梁体自重q自(x)和挂篮重量P挂，其弯矩图与一般悬臂梁无异。 （二）阶段2 边跨合龙 当边跨梁体合龙以后，先拆除中墩临时锚固，然后便可拆除支架和边跨的挂篮。 此时由于结构体系发生了变化，边跨接近于一单悬臂梁，原来由支架承担的边段梁体重量转移到边跨梁体上。由于边跨挂篮的拆除，相当于结构承受一个向上的集中力P挂。 （三）阶段3 中跨合龙 当中跨合龙段上的混凝土尚未达到设计强度时，该段混凝土的自重q及挂篮重量2P 将以2个集中力 挂 R0的形式分别作用于两侧悬臂梁端部。
桥台基础计算：（1＃桥台底标高为455.6m ） 一、荷载计算数据：（见表1） 二、水平土压力计算： 1. 台后水平土压力： 台后填土按容重18.5KN/m 3，内摩擦角φ＝350考虑，则填土与墙背的摩擦角δ＝φ/2＝17.50，墙背倾斜角α＝8.70，基底摩擦系数μ＝0.4。路面到承台底高5.76m 。 按库伦土压力公式得台后水平土压力： 21 2 a a E H BK γ= 由计算得库伦主动土压力系数2a K =带入得0.311a K = 2211 18.5 5.7612.50.3111193.0522 a a E H BK KN γ==????= 水平分量00 cos()1193.05cos(8.717.5)1070.5x a E E KN αδ=+=?+= 竖直分量00 sin()1193.05sin(8.717.5)526.7y a E E KN αδ=+=?+= 水平分量距基础底高 5.76 1.9233 y H e m = == 竖直分量距基础底中心 1.14x e m = 水平分量对承台底中心弯矩1070.5 1.922055.36x x y M E e KN m =-=-?=-g
竖直分量对承台底中心弯矩526.7 1.14600.44y y x M E e KN m ==?=g 2. 台后有车辆时的水平土压力计算： 破坏棱体范围内可容纳的车轮重 tg tg θψ=- 式中0 358.717.561.2ψ?αδ=++=++=，带入得： 061.20.507tg tg θ=-±= 026.9θ= 破坏棱体宽0 00.455 5.76tan 26.9 3.38B m =+?=，可布置2个车轮，Q ＝2*140＝280KN 计算长度L 按车辆扩散长度考虑，取L0＝1.8m ， 000tan 30 1.8 5.76tan 30 5.13L L H m =+=+?= 换算土层厚 0280 0.8718.5 3.38 5.13 Q h m B L γ= = =??∑ 台后有车辆时的土压力为： 201 1193.0518.50.87 5.7612.50.3111553.452 a a a E H BK h HBK KN γγ=+=+????= 水平分量00 cos()1553.45cos(8.717.5)1393.85x a E E KN αδ=+=?+= 竖直分量00 sin()1553.45sin(8.717.5)685.86y a E E KN αδ=+=?+= 水平分量距基础底高3 5.76 5.7630.87 3.04323 5.7620.87 y H H h e m H h ++?= ?=?=++? 竖直分量距基础底中心0.97x e m = 水平分量对承台底中心弯矩1393.85 3.044231.7x x y M E e KN m =-=-?=-g 竖直分量对承台底中心弯矩685.860.97665.3y y x M E e KN m ==?=g 三、支座活载反力及制动力计算： 桥上有车，台后无车： （1）汽车荷载反力 车辆荷载产生的最大支座反力 汽车荷载支反力为1(10.512.36/2209.4)0.752411.4R KN =?+??= 支座反力作用点距基础中心距离为0.022R e m = 对基础中心弯矩为411.40.0229.1R M KN m =?=g
桥梁常见病害的处理方法 为了适应铁路桥梁建筑物的技术标准不断提高，外部环境的不断变化，增强与提高桥梁检修工作人员的判断能力和病害处理能力很有必要。 为确保桥梁满足按规定的要求安全运营，需要进行必要的养护维修。同时通过合理的大修理及加固技术处理来适应条件的变化需求。为配合本次培训班的主题，结合实际工作特点讲以下几点： 1、桥梁设备的基本技术要求 1.1 桥梁应确保安全、完整、适用与耐久性 桥梁设备在不同的环境下存在。如空气污染，脏污物积聚等均能使桥梁结构腐蚀，混凝土碳化。通航河道中的活动吊篮、吊篮跑道，固定检查吊篮缺失、破损；锥体护坡坍塌；八字墙倾斜；立交桥的梁底，框架桥顶板底部被超限车辆撞损，主筋撞断；人行道步板露筋，混凝土疏松；预应力梁的大量裂纹；框架桥的排水系统断裂冒泥浆；钢支座吊空，支座板移位；横隔板断裂，泄水管堵塞，脱落等等。 以上这些病害均是在工作中常见的，它的存在使桥梁没有安全感，也不完整，更谈不上适用与耐久性。 所有此类病害均应在维修工作中予以及时处理。小病小修可预防病害的扩大，很多病害因得不到及时处理而导致病害积累、扩大，以至发现后急需抢修的后果。对安全带来较大的威胁，同时也增大了修理成本。 1.2正确掌握设备基本资料
正确掌握设备基本资料是养护维修管理，治理病害的必要条件。桥梁使用年限较长，如同人生一样有一个完整的履历表。即有关桥梁设计文件、施工记录、竣工文件以及各种检测文件。河道的变迁、结构的变化、修理记录等均应反映在技术档案中。历史较久远，资料不全的应尽可能采用不同手段予以补充完善。正确的设备资料为桥梁的安全运营，病害的分析，修理加固创造了有利条件。 1.3 及时发现桥梁病害，正确处理保安全 桥梁病害的发生是多种多样的，但绝大多数在我们平时的检查中能及时发现。如果我们严格按照大维规的标准要求去做，基本可以满足正常的管理工作。检查工作应分清重点检查与一般检查，对重点桥梁、重点部位、复杂结构应有侧重。影响桥梁使用状态的应特别关注（如河道开挖、水系条件变化、临近营业线施工、筑路筑坝、汛前汛后等）。检查方法应正确，特别是全桥性的病害，应建立整体性的测量体系，正确的检查方法将是提供分析与处理病害的重要依据。 病害发生后正确的处理是确保安全的前提条件，学会正确判断采取合理的加固措施是非常复杂的课题，必须通过不断积累，不断学习，不断总结来提高我们的业务水平。 2、当前桥梁较为突出的病害 2.1 桥梁的倾斜、沉降 2.1.1 施工引起的桥梁倾斜、沉降 主要表现：（1）梁缝顶死，梁与梁之间梁缝缩小或顶死； （2）支座锚螺栓剪断；
养护工程师手记——桥台裂缝分析本高速自2009年11月通车到今年5月已有一年半时间，5月对全线128座桥梁作了一次全面的调查，其中主线桥55座。在这55座桥梁中，发现桥台耳墙和背墙有裂缝的有27座，而像资江大桥等12座大桥耳背墙没有裂缝，防撞墙在伸缩缝处的断缝也和伸缩缝一样宽。裂缝主要出在中小桥，约占中小桥的63%。一个耳墙的裂缝有1到5条不等，以30°～45°角向下倾斜，一般缝宽0.2～0.7mm，个别的有1.9mm。耳墙裂缝从背墙开始，裂缝起始点距耳墙外侧1m以内。 K2248+914中桥 裂缝宽1.9mm
桥台裂缝绝大部分发生在有伸缩缝处，究其原因是防撞墙在伸缩缝处没有留与伸缩缝一样宽的断缝，有的即使留了1～2cm 的缝，但预埋在防撞墙中的钢电缆管也没设伸缩，或表面有断缝，而内部没有断缝，使梁体在热胀时的伸长量由防撞墙传递到耳墙和背墙。 在2010年测得沥青路面的最高温度为72℃，气温为38℃，假设防撞墙施工温度为20℃，梁底为气温温度，路面至梁底温度变化为线性递减，取梁体的平均温度为55℃，则16m 梁的高温伸长量： ΔL=α*Δt*L=0.00001*（55-20）*16000=5.6(mm) α为砼热膨胀系数0.00001 此伸长量还未考虑梁端的转角，由梁顶 和梁底温差引起的梁的上拱而产生的转角，梁的顶面应该还要伸长。如果3跨一联为48m ，则梁的伸长量为16.8mm ，此数值为最小的伸长量。如果防撞墙施工时没有留足够的宽度（设计要求1.9～9.4cm ），而仅仅是断开，防撞墙挤裂变形是正常，进而还可以把背墙耳墙推变形而开裂。 耳墙裂缝 防撞墙开裂
桥梁常见的病害分析及其防治措施 (重庆交通大学建筑与土木工程学院重庆 400074) 摘要：本文对引起桥梁病害的常见种类和主要成因以及相应的措施, 如下部结构、上部结构、混凝土、桥面铺装和裂缝等进行了具体的归纳和总结, 并对主要成因提出了相应的措施。对施工技术、桥梁运营期间的监测及养护工作有一定的指导意义。 关键词：桥梁；病害；成因；措施 Analysis of Bridge Common Diseases And Preventive Measures (Chongqing jiaotong University, Chongqing 400074, China) Abstract: In this paper, the main causes of common species and diseases caused by the bridge and the corresponding measures, as the Ministry of the structure, the upper structure, concrete, cracks, etc. deck pavement and concrete and summarized, and the main causes of the appropriate measures proposed . Of construction technology, operational monitoring and maintenance work during the bridge has some significance. Key words:Bridges; disease; causes; measures 0 引言 随着我国经济的迅速发展和经济的全球化，大力发展交通运输事业，建立四通八达的现代交通网络，这不仅有利于经济的进一步发展，同时对促进文化交流、加强民族团结、缩小地区差别、巩固国防等方面，也都有非常重要的意义。我国自改革开发以来，路、桥建设得到了飞速的发展，对改善人民的生活环境，改善投资环境，促进经济的腾飞，起到了关键性的作用[１]。桥梁是我国现代化建设的重要基础设施，在经济建设中发挥了促进作用。然而，随着大量桥梁服役年限的提高，在荷载和环境的共同作用下，各种各样的病害相继产生，对桥梁的安全运营造成了隐患。 1病害的概念 《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB厂r 50283—1999)规定公路工程结构必须满足下列功能要求： (1) 在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用； (2) 在正常使用时，具有良好的工作性能； (3) 在正常维护下，具有足够的耐久性能； (4) 在预计的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。 凡由于人为的(勘察、设计、施工、使用等)或自然的(地质、风雨、冰冻等)原因，使桥梁结构出现不符合上述规范和标准要求的一些问题和现象统称桥梁结构的病害[２]。 2 桥梁常见病害分析 2.1下部墩台及基础的病害 基础的缺陷和病害主要表现为：（1）基础的缺陷和病害主要表现为：承载力不足而使基础均匀沉陷；基础的滑移和倾斜，以及基底局部冲空（如图1）；础结构物的异常应力和开裂。
桥梁常见病害原因及处理方法 混凝土梁式上部结构常见病害原因及处理方法 混凝土梁桥 病害类型 病害原因技术处理方法 蜂窝、麻面；剥落、掉角；空洞或孔洞施工工艺控制不严所致。集料的级配、混凝土 配合比设计不合理，使集料之间有较大的空隙， 混凝土拌合物和易性欠佳，影响混凝土施工操 作，使拌合不均匀，运输时间较长易分层离析， 浇筑时不易捣实。 凿除表面松散混凝土，采用环氧树脂小 石子混凝土或膨胀水泥混凝土等材料 采用灌注、挤压、涂抹等方法修复。 露筋 保护层垫块设置不牢固，振捣时垫块移位造成 钢筋紧贴模板，形成露筋。采用环氧树脂小石子混凝土恢复或增加混凝土保护层。 钢筋锈蚀保护层受到破坏或保护层厚度不足，在周围有 害环境作用下产生，钢筋锈蚀产生的裂缝均沿 钢筋方向。 凿除锈蚀钢筋表层混凝土，涂刷渗透性 阻锈剂；采用环氧树脂小石子混凝土或 膨胀水泥混凝土等材料采用灌注、挤 压、涂抹等方法修复；混凝土表层采用 丙烯酸或环氧树脂等涂料进行防护。 跨中变形；构件变形；结构 位移主要由荷载引起，随着汽车技术的发展单车质 量有逐渐增大的趋势，特别是一些私自改装车 辆，单车重量远远超过设计荷载。 加强对结构变形的监测，若变形进一步 发展，则采取相应的加固措施。 非结构性裂 缝温度变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降，等 因素引起变形，当此变形得不到满足时，在结 构构件内部产生自应力，当此自应力超过混凝 土允许拉应力时，产生裂缝。 采用环氧树脂或水泥浆表面封闭处理。 结构性裂缝由外荷载产生的裂缝，其裂缝分布规律与外力 荷载作用相对应，预示结构承载能力不足或外 力荷载过大。 1）小于0.15mm的裂缝采用甲凝（粘 度小，有很好的渗透性，易于灌入细微 的裂缝）表面封闭处理； 2）对于数量较多、宽度在0.1mm～ 0.15mm的裂缝，采用环氧树自动低压 渗注法处理，环氧树脂粘度大，需掺入 适量稀释剂，提高流动性； 3）大于0.15mm的裂缝，采用水泥浆 灌注。 4）对于超过规范限值的裂缝，除灌浆 处理外，应加强定期观测，必要时采用 粘贴钢板或碳纤维布进行加固处理。
组合梁桥的发展与应用 钢和混凝土是建造桥梁的主要结构材料,这两种材料在物理和力学性能上具有不同的优势和劣势,如果只采用其中一类材料建造桥梁,其结构性能往往受到材料性能的制约而有所不足。通过某种方式将钢材与混凝土组合在一起共同工作,可以充分发挥不同材料的优势,扬长避短,从而为桥梁工程师提供了更广阔的创作空间。钢-混凝土组合梁桥在很多情况下具有良好的综合技术经济效益和社会效益。例如,组合梁桥相对于混凝土桥上部结构高度较低、自重轻、地震作用小,相应使得结构的延性提高、基础造价降低。同时,组合梁桥便于工厂化生产、现场安装质量高、施工费用低、施工速度快,并可以适用于传统砖石及混凝土结构难以应用的情况。相对于钢桥,钢-混凝土组合桥将钢梁与混凝土桥面板组合后,截面惯性矩和抗弯承载力均显著提高,混凝土桥面板对钢梁稳定性的增强使得钢材强度可以充分发挥。由焊接抗剪栓钉所增加的费用要明显低于减少用钢量所节省的费用,从而可以降低造价。国外的研究表明,对于跨度超过18m的桥梁,组合桥在综合效益上具有一定优势。例如,法国统计指出,当跨径为30m至110m,特别是60m至80m范围内,钢-混凝土组合桥的单位面积造价要低于混凝土桥18%。在这一跨度范围内,法国近年建造的桥梁中有85%都采用了组合技术。目前,欧美等国跨径在15m以下的小跨度桥梁多采用钢筋混凝土梁桥,15m～25m跨径则用预应力混凝土梁桥,25m～60m跨径往往采用钢-混凝土组合梁桥。钢梁和桁架梁则一般用于大跨径桥梁。而在大跨度的斜拉桥中,采用组合桥面也可以获得很高的经济效益。通常情况下,钢梁主要承担斜拉桥的桥面弯矩,混凝土桥面板则主要承担轴向力。 我国桥梁过去多采用钢筋混凝土和预应力混凝土桥以及圬工拱桥等结构形式。随着道路等级的不断提高和建设规模的扩大,桥梁呈现出跨径不断增大、桥型不断丰富、结构不断轻型化的发展趋势,同时对桥梁建设的经济性也越来越重视。在这种背景和需求条件下,这些传统桥梁结构形式在许多情况下已经不能满足设计、建造和使用的要求。近年来,钢%混凝土组合结构桥梁在我国的应我国桥梁过去多采用钢筋混凝土和预应力混凝土桥以及圬工拱桥等结构形式。随着道路等级的不断提高和建设规模的扩大,桥梁呈现出跨径不断增大、桥型不断丰富结构不断轻型化的发展趋势,同时对桥梁建设的经济性也越来越重视。在这种背景和需求条件下,这些传统桥梁结构形式在许多情况下已经不能满足设计、建造和使用的要求。近年来,钢%混凝土组合结构桥梁在我国的应用实践表明,它兼有钢桥和混凝土桥的优点,具有显著的技术经济效益和社会效益,适合我国基本建设的国情,将成为桥梁结构 体系的重要发展方向之一。2组合结构桥梁的研究及应用2.1钢-混凝土组合梁桥的基本理论和设计方法组合梁最初的计算方法是基于弹性理论的换算截面法。这种方法假设钢材与混凝土均为理想弹性体,两者连接可靠,完全共同变形,通过弹性模量比将两种材料换算成一种 材料进行计算。目前,换算截面法仍是对组合桥进行弹性分析和设计的基本方法。考虑到混凝土是一种弹塑性材料,钢材是理想的弹塑性材料,计算构件或结构的极限承载力时,在能够 保证塑性变形充分发展的前提下,有时需要考虑塑性发展带来承载力的提高。1951年美国的N.M.Newmark等人提出了求解组合梁交界面剪力的微分方程解法。这种方法假设材料均为弹性、抗剪连接件的荷载-滑移曲线为线性关系,通过求解微分方程得到组合梁的挠曲线。国内外对钢-混凝土组合梁的研究表明,当连接件的数量达到完全抗剪连接时,连接件数量增加 对组合梁的极限强度几乎没有影响;当连接件的数量少到一定程度后,组合梁的极限强度开始降低,直到最后只有钢梁本身提供的承载力1975年R.P.Johnson 根据前人的研究提出了简化的分析方法,提出部分抗剪连接组合梁的极限抗弯承载力可根据完全抗剪连接和纯钢梁 的极限抗弯承载力按连接件数进行线性插值而确定。 随着有限元理论的发展,有限元法被用于钢- 混凝土组合桥梁的研究。由于两种材料组合所引起的复杂性,有限元分析中重点研究的内容为:采用合理的二维或三维混凝土本构
既有钢一混组合梁桥常见病害分析及其加固策略 159 既有钢一混组合梁桥常见病害分析及其加固策略 黄侨1,2荣学亮2陆军3 (1.东南大学桥梁与隧道工程研究所南京210096; 2.哈尔滨工业大学桥梁工程研究所哈尔滨 150090; 3.苏州天狮建设监理有限公司苏州 215011 摘要:钢一混组合粱桥以其施工速度快,建筑高度小,抗震性能好等优点,在我国公路和城市桥梁建设中得到了广泛的应用。但是由于交通量和重型车辆的不断增加,空气、水汽、工业烟尘以及其他化学和污染物的环境作用,缺乏定期的养护维修等原因,既有钢一混组合梁桥在运营若干年后,出现了不同程度的病害问题。为保证该类桥梁的安全运营,延长其使用寿命,必须对该类型桥梁进行维修、加固。本文通过调研国内外既有钢一混组合梁桥的运营状况,总结、归纳了该类桥梁出现的几种常见病害, 并在病害成因分析的基础上,研究了该类桥梁的加固方法。并对几种不同的加固方式进行了对比分析,研究了各种加固方法的适用性。对症下药,几种加固方法相结合,变被动加固为主动加固的加固设计理念贯彻于本文的加固方法中。 关键词:钢一混组合梁桥病害加固方法体外预应力 1引言 钢一混组合梁桥是一种在公路尤其城市桥梁工程中应用较多的结构形式之一。该结构形式最早出现于 19世纪末20世纪初,经过几代工程师们近百年深入、细致、全面地研究和应用。自20世纪70年代开始快速发展。以法国为例,据该国1990~t993年建设的桥梁上部结构的统计分析,工字钢梁与混凝土桥梁构成的公路组合梁在跨长30--dlOm范围内最有竞争力,在60~80m跨长则有明显优势。组合粱的占有率达85%。在我国公路和城市桥梁中,组合梁的应用也取得了举世公认的进步,1993建成的上海杨浦大桥(跨径为 602m,2001建成的福建青州闽江大桥(跨径为
＊＊＊桥梁仿真单元类型 (1) 一、建议选用的单元类型 (1) 二、常见桥梁连接部位 (2) 三、桥梁基础的处理方式 (2) ＊＊＊桥梁常见模型处理 (2) 一、桥梁中常用的模型可以用相应的单元 (2) 二、桥梁建模要综合运用各种合适的单元 (3) 三、选用合适的分析方法 (3) 施加预应力的方式 (3) 一、预应力的模拟方式 (3) 二、建立预应力的模型 (5) ＊＊＊土弹簧的模拟 (5) ＊＊＊混凝土的模拟 (5) 工况组合 (6) 一、典型的荷载工况步骤 (6) 二、存储组合后的荷载工况 (6) 风荷载的确定 (7) 地震波的输入 (7) 初应力荷载 (8) Ansys可采用两种方法来实现铰接： (8) AUTOCAD模型输入 (9) 用ANSYS作桥梁计算十三（其他文件网格划分） (12) (一)时间选项 (13) (二)子步数和时间步大小 (13) (三)自动时间步长 (14) (四)阶跃或递增载荷 (14) 关于阶跃载荷和逐渐递增载荷的说明： (14) 一、用于动态和瞬态分析的命令 (14) 二、非线性选项 (14) 三、输出控制 (15) 重新启动一个分析 (16) 一、重启动条件 (16) 二、一般重启动的步骤 (17) 三、边界条件重建 (17)
在Ansys单元库中，有近200种单元类型，在本章中将讨论一些在桥梁 工程中常用到的单元，包括一些单元的输人参数，如单元名称、节点、自由度、实常数、材料特性、表面荷载、体荷载、专用特性、关键选项KEYOPl等。＊＊＊关于单元选择问题 这是一个大问题，方方面面很多，主要是掌握有限元的理论知识。首先 当然是由问题类型选择不同单元，二维还是三维，梁，板壳，体，细梁，粗梁，薄壳，厚壳，膜等等，再定义你的材料：各向同性或各向异性，混凝土的各项’参数，粘弹性等等。接下来是单元的划分与网格、精度与求解时间的要求等 选择，要对各种单元的专有特性有个大概了解。 使用Ansys，还要了解Ansys的一个特点是笼统与通用，因此很多东西 被掩盖到背后去了。比如单元类型，在Solid里面看到十几种选择，Solid45，Solidl85，Solid95等，看来区别只是节点数目上。但是实际上每种类型里还 有Keyopt分成多种类型，比如最常用的线性单元Solid45，其Keyopt(1)：in cludeorexclude extradisplacement shapes，就分为非协调元和协调元，Keyopt (2)：fullintegration。rreducedintegration其实又是两种不同的单元，这样不同 组合一下这个Solid45实际上是包含了6种不同单元，各有各的不同特点和 用处。因此使用Ansys要注意各单元的Keyopt选项。不同的选项会产生不 同的结果。· 举例来说：对线性元例如Solid45，要想把弯曲问题计算得比较精确，必 须要采用非协调模式。采用完全积分会产生剪切锁死，减缩积分又会产生 零能模式(ZEM)，非协调的线性元可以达到很高的精度，并且计算量比高阶 刷、很多，在变形较大时，用Enhanced Strain比非协调位移模式(Enhaced Displacement)更好(Solidl85)。但是这些非协调元都要求网格比较规则才 行，网格不规则的话，精度会大大下降，所以如何划分网格也是一门实践性 很强的学问。 采用高阶单元是提高精度的好办法，拿不定主意时采用高阶元是个比 较保险的选择，但是高阶单元在某些情况下也会出现剪切锁死，并且很难发 现，因此用减缩积分的高阶元通常是最保险的选择，但是在大位移时，网格 扭曲较大，减缩积分就不适用。 不同结构形式的桥梁具有不同的力学行为，必须针对性地创建其模型，’选择维数最低的单元去获得预期的效果(尽量做到能选择点而不选择线，能 选择线而不选择平面，能选择平面而不选择壳，能选择壳而不选择三维实 体)。下面的几节介绍一下桥梁工程计算中经常会用到的单元。 ＊＊＊桥梁仿真单元类型 一、建议选用的单元类型 在桥梁用Ansys建立模型时，可参照以下建议用的单元进行桥梁模型 的建立。 ．1．梁(配筋)单元：桥墩、箱梁、纵横梁。 2．板壳(配筋)单元：桥面系统。 3．实体(配筋)单元：桥墩系统、基础结构。 4．拉杆单元：拱桥的系杆、吊杆。
《基础工程》课程设计无筋扩展矩形基础计算书 土木建筑工程学院 道路桥梁121班 陈召桃1203110210
目录 一、设计资料 (1) 二、设计资料分析 (3) 三、荷载计算及组合 (4) 1、桥台自重及上部构造恒载计算 (4) 2、土压力计算 (5) 3、支座活载反力计算 (8) 4、支座摩阻力计算 (10) 5、荷载组合 (11) 四、地基承载力验算 (13) 1、台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 (13) 2、基底压应力计算 (13) 3、地基强度验算 (14) 五、地基变形验算（沉降计算） (15) 六、基底偏心距验算 (17) 七、基础稳定性验算 (17) 1、倾覆稳定性验算 (17) 2、滑动稳定性验算 (18) 八、结论 (19)
一、设计资料 1、基本概况 某桥上部构造采用装配式钢筋混凝土T 形梁。标准跨径20.00m ，计算跨径19.5m 。摆动支座，桥面宽度为7+2×1.0m ，双车道，参照《公路桥涵地基与基础设计规范》进行设计。 设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载为3.5kN/m 2。 材料：台帽、耳墙及截面a-a 以上均用20号钢筋混凝土，31/00.25m kN =γ；台身（自截面a-a 以下）用7.5号浆砌片、块石（面墙用块石，其它用片石，石料强度部少于30号），32/00.23m kN =γ基础用15号素混凝土浇筑， 33/00.24m kN =γ；台后及溜坡填土34/00.17m kN =γ；填土的内摩擦角035=φ， 粘聚力c=0。 基础类型：无筋扩展矩形基础 基础材料：混凝土强度等级C15~C20，钢筋为Ⅰ、Ⅱ级钢筋。 2、水文地质资料 水文、地质资料：设计洪水位标高离基底的距离为6.5m （即在a-a 截面处）。地基土的物理、力学性质指标见下表： 表 1 取土深 度自地 面算起 （m ） 天然状态下土的物理指标 土粒密度 so γ )/(3m t 塑性界限 液 性 指 数 I L 压缩系数 a 1-2 )/(2 N mm 直剪试验 含水量 （%） 天然容重 )/(3 m kN γ 孔 隙 比 e 液 限 L ω 塑 限 P ω 塑 性 指 数 I P 粘聚力C （kN/m 2 ） 内摩 擦角 0φ 3.2~3.6 26 19.70 0.74 2.72 44 24 20 0.10 0.15 55 20 6.4~6.8 28 19.10 0.82 2.71 33 19 15 0.6 0.26 20 16 3、桥墩及基础构造和初拟尺寸（如图） 初步拟定基础分两层，每层厚度为0.5m ，襟边和台阶宽度相等，取0.4m ， 基坑边坡系数可取m=0.75~1.0。 ω
TM 183 大体积混凝土桥台裂缝产生原因及控制方法 卢 清 景 福建省 漳平市 交通局 摘 要：大体积混凝土桥台浇筑，由于混凝土水化热的作用，会产生温度变形和混凝土自身的收缩变形，从而导致 混凝土台身产生垂直裂缝。采用合理的措施和材料，可以有效防止裂缝的发生。关键词：混凝土桥台；裂缝；控制 1 概述 大体积混凝土桥台一般由桩基、承台、台身组成。由于台身混凝土水平方向含筋率比较低，所以当台身混凝土浇筑完成后，往往容易出现垂直于地面的裂缝，并且裂缝容易超出规范允许要求，虽然此裂缝是由于温度及混凝土收缩造成的，不影响结构的使用，但是经过大气中的水分及有害气体的长时间的侵蚀，极易对桥台混凝土的耐久性产生较为严重的损害，因此控制混凝土的温度及收缩产生的应力所引起的裂缝，是提高结构耐久性的关键，本文结合漳平市刚建成通车的西园大桥，针对大体积混凝土桥台产生裂缝的成因及控制措施进行了讨论。 2 裂缝一般产生的原因 承台和台身混凝土一般要分期施工，需要分别浇筑承台和台身，当承台形成后，首先要释放出水泥中的水化热，混凝土中的水化热是水泥与水反应后的产物，在有关书籍中均有论述，有关水化热的热量及混凝土受热后的升温计算，本文不做详尽的论述，但是不同性质的水泥和不同的水泥用量，产生的热量是不相等的。往往在混凝土浇注后的一周内，混凝土内部温度会达到最高点。随后会慢慢下降，表面逐渐达到与大气温度相等，物体的温度也会随着气温的变化而变化，而混凝土内部的温度也会产生相应的变化。随着热量的释放的完成，承台的温度会从高到低，逐步接近大气温度，与此同时又完成了大部分的收缩和徐变。当承台具有一定的强度后，才会进行台身的施工。台身需要在承台上再次形成，当台身混凝土再次浇筑完成后，混凝土中的水泥又产生了大量的水化热，从水化热的产生、发展到结束，两者最后所完成的时间不一样，两部分混凝土结硬时间不同步，两个部分的混凝土收缩徐变也不同步，随着台身混凝土的温度的下降，自身体积的收缩，（台身快、承台慢）必然会在两个混凝土实体之间会产生一定的应力，承台受压，台身受 拉，随着温度的下降及混凝土的收缩，混凝土内的应力会越来越大，当台身混凝土的应力超出所能承受的拉应力时，就会引起开裂，以达到应力的释放。当裂缝形成后，它们的宽度也会随着温度的变化而变化，一般裂缝位置主要产生在承台和台身的相交处或前墙和台背的相交处。 3 西园大桥0#台身混凝土施工情况 西园大桥 0# 台身混凝土分两次浇注，第一次浇注高度为 3.6m ，第二次浇注高度为 3.6～7.77m 。第二次混凝土浇筑时间是 5 月 11 日 8 时开始，18 时结束，浇注时间 10 小时，浇注混凝土约 200m 3。混凝土浇注当天的天气情况是晴天，气温 19～31℃。 台身混凝土强度等级为 C40，混凝土配合比为： 水泥∶砂∶碎石 1（1～2㎝）∶碎石 2（2～4㎝）∶水∶外加剂=442∶736∶663∶442∶164∶7.95。 水泥采用龙岩产“三德牌”42.5 普通硅酸盐水泥，外加剂为福州宏顺建材有限公司产 TK-3 缓凝高效减水剂，混凝土水灰比为 0.37。混凝土设计坍落度为 9～11㎝，施工时混凝土坍落度为 10～12㎝。混凝土入模采用混凝土输送泵泵入，浇注采用水平分层浇注，浇注厚度为 30～40㎝。 混凝土养护采用河水喷淋。在台身顶部四周安装一根φ40PVC 管，在管上每 30㎝ 钻一小眼，通过水泵将河水送入管内进行全天不间断喷淋。混凝土终凝后即 4 小时后就开始喷淋模板和混凝土表面，五月十二日下午，开始拆除台身模板，然后继续对台身混凝土进行喷淋，连续养护 14 天。14 天后，拆除养护管，并对混凝土表面进行修整。 西园大桥 0# 桥台裂缝位置位于前墙和台背的交界处，左右各一道，裂缝宽约 1mm ，如下图所示。 （下转第187 页）
组合梁桥常见病害分析及加固策略研究 SQ0901******* 刘芳摘要：本文通过调研国内外钢一混组合梁桥的运营状况，总结、归纳了该类桥梁出现的几种常见病害，并在病害成因分析的基础上，研究了该类桥梁的加固方法。并对几种不同的加固方式进行了对比分析，研究了各种加固方法的适用性。 关键词：组合梁桥；病害；加固方法 Abstract：This paper studies operating conditions of mix of steel bridge beam both at home and abroad. We summ up and conclud several common diseases of such bridge, and,study of the strengthening methods based on the analysis the cause disease . Comparing the consolidation of several different ways and studying the applicability of various strengthening methods. Keywords: Combination bridge, Diseases, Reinforcement method 1引言 钢一混组合梁桥是一种在公路尤其城市桥梁工程中应用较多的结构形式之一。该结构形式最早出现于19世纪末20世纪初，经过几代工程师们近百年深入、细致、全面地研究和应用。自20世纪70年代开始快速发展。以法国为例，据该国1990～t993年建设的桥梁上部结构的统计分析，工字钢梁与混凝土桥梁构成的公路组合梁在跨长30--11Om范围内最有竞争力，在60～80m跨长则有明显优势。组合粱的占有率达85％。在我国公路和城市桥梁中，组合梁的应用也取得了举世公认的进步，1993建成的上海杨浦大桥(跨径为602m)，2001建成的福建青州闽江大桥(跨径为605m)。其加劲梁均采用了钢一混组合结构，在同类型桥梁中位居世界前列。2005年我国首座波形钢腹板PC组合箱梁公路桥一泼河大桥建成通车(跨径4×30m)，2006年建成通车的常州新运河平陵大桥为国内首例大跨度(主跨llOm)钢一混凝土组合连续梁桥，2005年开工建设中的河南鄄城黄河大桥是目前世界上最长的波形钢腹板PC组合箱梁桥(跨径58X50m)。在城市立交桥建设中，钢-混组合梁也以其跨越能力大，建筑高度小，抗震性能好以及施工速度快等优点得到了广泛的应用，建成了以北京航天桥(主跨73m)、朝阳桥(主跨64m)、淮安市长征桥(跨径18.5m+30m+18.5m)为代表的一批钢一混组合连续梁桥，取得了较好的技术经济效益。可以预期进入21世纪后，钢一混组合梁这种结构形式必将得到更大的
重力式桥台的裂缝病害及防治 摘要：重力式桥台的典型病害是台身开裂、台后路面下沉，若任其发展必将影响桥梁的正常使用和安全。u型桥台是当前公路桥梁中广泛应用的的一种重力式桥台，它是凭借自重来维持台后土压力的平衡，台体施工所用材料主要是混凝土、片石混凝土和石砌等圬工材料，而且都是现场浇筑或砌筑。本文根据项目建设的实际情况，对u 型桥台裂缝类型以及出现裂缝的原因进行了简要的分析，同时提出了加固及防治措施。 关键词：桥梁工程u形桥台施工工艺病害防治加固 1 工程概况 乐山至宜宾高速公路工程lj16合同段太原铁建管段起点里程为k130+251.4，终点里程为k136+900(既有内宜高速公路)全长6.6486公里。管段位于宜宾北约10km,起于宗场镇北，止于象鼻镇，主要工程包括路基、桥梁、涵洞、排水及防护等工程。其中，大桥7座共876.33延米，中小桥4座共320.12延米，互通立交主线桥2座共709延米，匝道桥6座共1500延米。多数桥梁的下部结构中都涉及到了重力式桥台。 2 工程地质条件 工程所经区域为典型的丘陵地形地貌单元区，基岩埋藏较浅，顶部常直接裸露，风化严重，表层有时为残积物掩盖，谷底堆积有洪积物、坡积物或冲积物，局部存在淤泥。谷底多为农田所在位置，表层覆盖层为地表水长期浸泡，地层承载力值低。
路线沿线岩性以泥质砂岩为主，夹泥岩、砂岩，区域内构照不发育，多为新华夏构造体系形迹。岩体完整，岩层产状较平缓。 3 u型桥台施工工艺 3.1 明挖扩大基础施工定位放样→基坑开挖→模板加工及安装→混凝土浇筑→基坑回填。 3.2 台身、台帽及耳背墙施工。 ①脚手架施工台身施工的脚手架均采用双排脚手 架。 ②钢筋制作及安装。 ③模板的制作及安装。 ④浇筑混凝土。 由于篇幅原因，具体施工工序及措施不在这里赘述。 4 结合乐宜高速桥梁施工分析u形桥台典型病害与防治 4.1 台后路面下沉开裂 台后路面开裂u 型桥台病害中比较常见的病害之一，而且多存在路面凹陷的问题，这主要是没有根据施工要求进行台后填土施工所引起的。如在桥台台后填土过程中，土层过厚，而且无法压实，有的施工单位竟然采用大石块作为填筑材料，这样便无法满足设计的压实度，车辆通行后极易导致路面沉陷，严重时台后路面开裂、凹陷。若路面存在横向裂缝，则要时刻关注裂缝的发展情况，检查桥台台身是否发生了位移或沉降；若台后路面存在裂缝，并有路面隆起时，这可能是台前水平推力过大引起的，拱桥的u型桥台常出现