【正文】 現(xiàn)大面積的破損。究其原因主要有兩點(diǎn)一是鋼箱的結(jié)構(gòu)形式，到底是多少米一道橫隔板為好，縱向加勁肋如何布置都要待研究 。在橋面鋪裝體系中，瀝青混凝土鋪裝層與水泥混凝土橋面板之間要加鋪防水層和粘結(jié)層，防水層防止橋面漏水，腐蝕主梁，粘結(jié)層保證鋪裝層與橋面板能組成一整體共同受力。在荷載作用下，鋪裝層與橋面板的復(fù)合作用不僅降低了瀝青混凝土鋪裝層內(nèi)部的應(yīng)力，也降低了橋面板內(nèi)部的應(yīng)力，因此這種復(fù)合作用對(duì)整個(gè)鋪裝體系各部件的受力均是有利的，并且水泥混凝土板的彈性模量與瀝青混凝土鋪裝層模量的比值越小，這種 復(fù)合作用的效果越強(qiáng)，鋪裝體系各部件的荷載應(yīng)力就越低。鋪裝層與橋面板之間粘結(jié)層的破壞不僅大大降低了兩者復(fù)合作用，增加了鋪裝層內(nèi)部的應(yīng)力，加速鋪裝面層的破壞，而且給修復(fù)工作帶來(lái)了極大困難，增大了修復(fù)費(fèi)用 [45J0 5 車轍 車轍是鋪裝層在車輛輪載重復(fù)行駛下逐漸形成的永久性變形，表現(xiàn)為鋪裝層表面在行車道的輪跡帶上出現(xiàn)縱向沉陷。在高溫季節(jié)，鋪裝層材料的力學(xué)強(qiáng)度大幅度降 低，材料本身也體現(xiàn)出粘塑性和流變性，則在荷載作用下，材料的殘余變形增大，因此，高溫的夏季易發(fā)生車轍破壞 [46] 6 推移 (或波浪 )和擁包 橋面瀝青混凝土鋪裝與瀝青混凝土路面一樣，在受到較大的車輪水平荷載作用時(shí)，鋪裝表面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)推移 (或波浪 )和擁包破壞。 擁包是鋪裝表面的局部隆起。 圖 43 鋪裝層車轍 圖 44 鋪裝層推移 7 坑槽和補(bǔ)缺 橋面鋪裝層一種重要破壞形態(tài)是坑槽和補(bǔ)缺，坑槽有的發(fā)生在行車帶上，由于行車的反復(fù)沖擊作用而致，有的出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)縫附近處，有的出現(xiàn)在補(bǔ)缺上。 圖 45 鋪裝層上的坑槽 造成鋪裝層出現(xiàn)坑槽和補(bǔ)缺的原因是多方面的。其次，橋面不平整，有的橋面在攤鋪瀝青混凝土之前凹凸不平，甚至還留有鋼筋頭露出且鋪裝層較薄，在行車和溫度荷載的作用下，造成這些地方鋪裝層內(nèi)產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，首先出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的點(diǎn)損失，然后逐漸向四周擴(kuò)散，松散 (剝離 )、泛油、集料磨光、脫 第 5 頁(yè) 共 48 頁(yè) 鐵道工程系 ??????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線????????? 層也是鋪裝層的破壞形式。 圖 46 鋪裝層表面的集料磨光及松散情況 如果在鋪裝層的瀝青混和料的礦料級(jí)配不當(dāng)，粗級(jí)料尺寸偏小，細(xì)料偏多，瀝青用量偏大，或者集料質(zhì)地軟弱，缺少棱角。 有時(shí)鋪裝層攤鋪之前的橋面清理不干凈，存留水和浮漿等雜物，通車后造成鋪裝層脫落現(xiàn)象 [48] 圖 47 鋪裝層脫落的情況 圖 48 鋪裝層邊緣瀝青混凝土松散情況 橋面鋪裝病害原因 在設(shè)計(jì)方面，橋面鋪裝直接承受車輛荷載，但在設(shè)計(jì)時(shí)，并沒(méi)有按主受力截面來(lái)配筋 :而且高等級(jí)公路大跨橋梁的橫向越來(lái)越寬，特別是在設(shè)計(jì)計(jì)算中側(cè)重于主梁縱向的計(jì)算分析，橫向構(gòu)造措施不利使橋面鋪裝層分擔(dān)了過(guò)多的次應(yīng)力。 橋面防水層的存在使上部結(jié)構(gòu)按模量形成一柔一剛的板體受力體系。 圖 49 混凝土橋面板退化過(guò)程 許多橋面板退化嚴(yán)重，大部分是由于交通荷載磨損、除冰劑的使用以及環(huán)境的條件，比如季節(jié)溫度變化、日溫差等造成的。 橋面板裂紋 橋面板裂紋是橋面板中最主要的病害，一旦橋面板出現(xiàn)裂紋，會(huì)導(dǎo)致其他病害的產(chǎn)生，加劇混凝土橋面板的退化 。裂紋也使得水以及其他化學(xué)物質(zhì)，比如除冰鹽經(jīng)過(guò)覆蓋層，與鋼筋接觸，使得鋼筋發(fā)生腐蝕，最終開(kāi)裂 [51 ] 裂紋蔓延剝落單方向裂紋 圖 49 橋面板裂紋形成步驟 橋面板裂紋主要有兩種，一種是縱向裂紋，另一種是橫向裂紋。這種裂紋一般出現(xiàn)橋面板使用早期，有時(shí)施工后馬上會(huì)出現(xiàn)，有時(shí)在運(yùn)營(yíng)的早期階段。但是混凝土水泥漿結(jié)硬時(shí)，無(wú)論采取哪種預(yù)防措施，一定量的收縮是不可避免的。 2 溫度變化 溫度的變化和收縮產(chǎn)生同樣的效果，導(dǎo)致橋面板中發(fā)生應(yīng)力，升高的溫度導(dǎo)致壓應(yīng)力，降低的溫度導(dǎo)致拉應(yīng)力。 3 鋼筋腐蝕 鋼筋的腐蝕是鋼筋與其周圍環(huán)境的電化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)包含氯離子的水滲入裂紋中，一旦接觸到鋼筋，會(huì)造成腐蝕。 4 主梁殘余 變形 主梁在反復(fù)車輛荷載作用下發(fā)生破壞，產(chǎn)生的殘余變形反過(guò)來(lái)造成橋面板的破壞，尤其是當(dāng)相鄰梁之間存在的變形差異很大，如果橋面板中這種破壞發(fā)展比較快，最后會(huì)導(dǎo)致破裂。 第 8 頁(yè) 共 48 頁(yè) 鐵道工程系 ??????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線????????? 圖 410 橋面板表面的剝落 6 橋面板腐蝕破壞 在混凝土橋面板中，表面氯離子來(lái)自于用于冬天橋梁維護(hù)的除冰鹽，或是在某些地方暴露于海洋環(huán)境中。然而最上面的鋼筋在橋面板表面的下方，所以他們經(jīng)常暴露于空氣中，當(dāng)混凝土表面發(fā)生破壞或剝落時(shí)，這些鋼筋發(fā)生剝離 。上面介紹的四個(gè)階段的次序必須在橋面板破壞之前被中斷。 第 9 頁(yè) 共 48 頁(yè) 鐵道工程系 ??????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線????????? 7 伸縮縫 橋梁伸縮縫是橋梁結(jié)構(gòu)中的薄弱位置，也是橋梁中的重要環(huán)節(jié)，伸縮裝置過(guò)早破壞 ，不僅滿足不了高速行車的舒適性和安全性，而且還會(huì)影響橋梁的使用壽命。 下圖為伸縮縫未清理干凈，造成橋墩的破壞 圖 412 伸縮縫未清理干凈 常用伸縮裝置病害不同形式的伸縮縫由于其構(gòu)造不一樣，其病害類型也不盡相同，以下就例舉幾種常見(jiàn)的伸縮裝置，簡(jiǎn)述其病害。在角鋼 2 的邊緣上還焊上一條窄鋼板，以抵住橋面的瀝青砂面層。梳形鋼板伸縮裝置因其自重較大，在加工制作及安裝上都存在一定難度，施工質(zhì)量很難控制。 （ 3） 排水管發(fā)生破壞損傷或被土砂堵塞 （ 4） 表面鋼板焊 接部位破壞損傷 — 梳形鋼板伸縮縫在梳齒與承托板的焊接處出現(xiàn)裂縫，更嚴(yán)重者出現(xiàn)剪斷現(xiàn) 象。施工時(shí)，鍍鋅薄鋼板彎制成斷面呈 U 形長(zhǎng)條，沿橋的橫向嵌設(shè)于縫內(nèi)，其兩邊與兩側(cè)混凝土梁或梁與橋臺(tái)雄墻頂面固定在一起。 圖 415 鋅鐵皮伸縮縫 常見(jiàn)缺陷 1 軟性防水材料如瀝青砂或聚氯乙烯膠泥等老化、脫落。 3 鍍鋅薄鋼板上壓填的鋪裝層如水泥混凝土或?yàn)r青混凝土等斷裂、剝 離。 5 由于墩臺(tái)下沉，出現(xiàn)異常的伸縮，車輛行駛時(shí)出現(xiàn)沖擊及噪聲。當(dāng)梁架好后，在梁的端面埋件上焊上角鋼，涂上膠后，將橡膠帶嵌入即可。 第 11 頁(yè) 共 48 頁(yè) 鐵道工程系 ??????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線????????? 氯丁橡膠嵌條角鋼 . 圖 415 橡膠伸縮縫 伸縮縫病害原因 伸縮縫由于其本身的構(gòu)造問(wèn)題，很容易出現(xiàn)問(wèn)題，如果又得不到及時(shí)恢復(fù)，絕大多數(shù)均被瀝青、混凝土或其他路面材料填塞，使之失去主梁伸縮作用、橋面不平整、出現(xiàn)坑槽等 ，影響行車安全。伸縮縫損壞后，不僅影響行車的舒適性， 而且可能造成水的下滲，進(jìn)而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)、橋梁墩 (臺(tái) )的剝落、腐蝕以及支座的銹蝕等 。 第 12 頁(yè) 共 48 頁(yè) 鐵道工程系 ??????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線????????? 表 41 伸縮裝置破壞主要原因 1 人行道 人行道病害一般是由于行車道、人行道界限極不明確造成的，人行道的病害包括撞 擊、斷裂、錯(cuò)位、缺件、剝落、銹蝕等。其病害主要包括撞擊、斷裂、錯(cuò)位、缺件、剝落、銹蝕等。 (1)泄水管的缺陷 、損失。 。 ，從而排水不暢，水流不通。 第 1 頁(yè) 共 48 頁(yè) 鐵道工程系 ??????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線????????? 第五章 鋼筋混凝土 T 型懸臂梁病害實(shí)例分析 概況 某橋下游半幅建成于 1968 年，上部構(gòu)造為 5 跨（ +3m +）帶掛孔的鋼筋混凝土 T 型懸臂梁結(jié)構(gòu)，下部構(gòu)造為重力式墩與 U 型橋臺(tái)。通航等級(jí)為七級(jí)。運(yùn)營(yíng)至今已有 40 年。為減小新建墩臺(tái)對(duì)河流的阻水，墩臺(tái)位置與舊橋相同。裂縫產(chǎn)生原因分析為該橋經(jīng)過(guò)多年使用后，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，荷載等級(jí)和交通量都成倍地增加，懸 T在墩中心線附近均由于承受 過(guò)大負(fù)彎矩， T梁橫隔板因承受過(guò)大的扭轉(zhuǎn)拉應(yīng)力而自上緣豎向開(kāi)裂。 （ 3） T梁局部還存在鋼筋外露、銹蝕，混凝土碎裂脫落等非結(jié)構(gòu)受力病害。 （ 2）第 5 跨工字梁橋臺(tái)支點(diǎn)附近底面存在貫穿裂縫，縫寬多在 左右，并伴有滲水結(jié)晶現(xiàn)象，第 2 跨各片工字梁截面變化處沿 45176。 （ 3）部分微彎板存在縱、橫向裂縫，縫寬多為 ，最寬達(dá) 。大量橫梁跨中處存在開(kāi)裂現(xiàn)象，嚴(yán)重者已完全斷裂。 （ 5） T梁、微彎板及橫梁均存在局部混凝土保護(hù)層偏薄，混凝土的碳化深度達(dá)到鋼筋范圍，使得鋼筋周圍失去堿性，鈍化膜被破壞，致使鋼筋銹蝕，而后引起體積膨脹，混凝土產(chǎn)生剝離、開(kāi)裂，削弱了鋼筋的受力斷面。 （ 2） T梁牛腿處局部裂縫；主要是配筋不足，高度偏小，溫度影響或是掛梁與牛腿連接不順，形成跳車，局部沖擊過(guò)大所致。 （ 4）預(yù)應(yīng)力筋錨固齒板后的斜向裂縫；這是所有預(yù)應(yīng)力 T 梁可能出現(xiàn)的病害，特別是錨固在梁跨受拉區(qū)的底板束，主要是齒板附近應(yīng)力集中過(guò)大，錨后受拉鋼筋配置不足，預(yù)應(yīng)力鋼束錨固過(guò)于集中等引起。 （ 6） T梁頂、底板梗腋處的縱向裂縫；頂板梗腋處裂縫是因?yàn)樵撎幱写罅靠v向預(yù)應(yīng)力鋼束通過(guò)，局部應(yīng)力過(guò)大，或者是 T梁的正剪力滯效應(yīng)考慮不足，或是在偏心荷載下 T梁畸變扭轉(zhuǎn)引起腹板上下端局部應(yīng)力過(guò)大等導(dǎo)致 。橋臺(tái)處混凝土路面開(kāi)裂，橋臺(tái)上混凝土路面坑洼不平，部分泄水管被垃圾堵塞，遇雨天橋面易造成積水，嚴(yán)重影響了 第 3 頁(yè) 共 48 頁(yè) 鐵道工程系 ??????????⊙??裝????