桥梁病害成因分析及其处置对策曲线桥梁的病害、成因及措施

1、桥梁病害成因分析及其处置对策曲线桥梁的病害、成因及措施摘要：主梁在承受竖向荷载时必然发生扭转，而扭转作用又导 致主梁的挠曲变形。与直线梁桥相比，曲线梁桥由于弯扭耦合作用， 曲线梁桥尤其是小半径曲线梁桥比直线梁桥更容易出现各种病害， 为 了减少桥梁病害的发生， 对各种病害应采取相应的措施。 为此类桥梁 预防病害提供参考。关键词：曲线梁桥 力学特点 病害 措施：TV ： A ：1008-925X(xx)O8-0144-011 、曲线梁桥的力学特点曲线梁桥由于曲率的影响，主梁在承受竖向荷载时必然发生扭 转，而扭转作用又导致主梁的挠曲变形。与直线梁桥相比，曲线梁桥 由于弯扭耦合作用，使得结构在受力上具

2、有以下的一些特点：(1) 主梁挠曲变形大，弯扭耦合效应明显。曲线梁桥的挠曲变 形一般比相同跨径的直线梁桥大， 这是因为曲线梁桥的挠曲变形不但 于弯矩，而且还于扭转力矩。在均布荷载作用下，曲线梁桥外边缘的 挠曲变形大于内边缘的挠曲变形，而且曲率半径愈小，变形愈严重。2）弯矩效用大，曲线梁桥的弯矩一般比相同跨径的直线桥大。（3）扭矩效应大，在直线梁桥中，只有当荷载偏心时，才会产 生扭矩；而在曲线梁桥中，无论荷载偏心与否，都有弯矩和扭矩产生， 而且支承处也承受较大的扭矩。 曲线梁桥中， 总扭矩一般由自由扭转 扭矩和约束扭矩组成，自由扭转矩和约束扭矩在总扭矩中所占比例， 取决于曲线梁桥的曲率半径及主梁

3、的截面形状。（4）横梁的重要性，曲线梁桥的横梁是有助于抵抗扭矩、保持 全桥稳定的重要构件， 因而与一般直线梁桥相比， 要求曲线梁桥的横 梁刚度较大。（5）支承反力的特殊性， 与直线梁桥相比曲线梁桥的支承反力 有外梁大，内梁小的倾向。 因此在内梁中有产生负反力的可能，尤其 在曲率半径和静荷载较小时，更容易出现负反力。2 、曲线梁桥的常见病害由于结构受力上的特点，曲线梁桥尤其是小半径曲线梁桥比直 线梁桥更容易出现各种病害， 在对曲线梁桥病害的调查总结发现， 曲 线梁桥的常见现象可归纳为以下几种：（1）梁体出现裂缝，桥墩盖梁出现裂缝。曲线梁桥设置双支座 抗扭盖梁，由于支座脱空，另一侧支座受力过大而引

4、起盖梁开裂。（2）曲线桥出现侧移和转动， 桥面横坡及梁轴曲率出现有害变 化。梁体结构径向变位不能回复，导致梁体外移量逐年增加，当径向 变位累积到一定量后，梁体有脱空、失稳的可能。（3）支座破坏，由于梁体结构径向变位所产生的剪切作用而变 形严重，部分橡胶支座环向开裂失效。此外，在恒载状态下，曲线梁 桥梁端内、外侧支座受力不均，内侧面支座可能出现拉力，产生脱空 现象；外侧支座剪切变形量过大，也会影响使用寿命。（4）下部结构破坏。由于预应力的径向力作用，使梁体产生扭 转变形，梁体的变形使结构的受力状态与原设计有所不同。 按现状运 行的话， 上部结构的受力性能尚能满足规范要求， 但是部分下部结构 的设

5、计承载力则明显不足。桩基、立柱和盖梁的受力超过原设计值， 从而影响正常使用。3 、病害原因分析曲线桥梁由于自重和外力荷载作用下会产生扭矩和扭转变形，引起病害主要有梁体纵横向的爬移错位、 支座脱空、梁体倾斜等病害。（1）桥梁下部结构采用独柱支承方式， 支承点的位置对梁体的 扭转受力有较大影响， 支承点的位置不正确会导致梁体扭转变形较大， 引起支座脱空、梁体倾斜。（2）桥台、桥墩的支座形式设置对梁体爬移有较大影响，主要 是因为在采用没有水平位移约束的活动支座时， 曲线梁在汽车活载的 离心力和制动力长期反复作用下， 容易产生主梁向曲线外侧及汽车制 动力方向的水平错位， 一般匝道桥都是单向行驶， 所以

6、这种作用力总 是朝着固定的方向。当中墩采用圆板支座时，在梁体纵坡的影响下， 梁体易产生向下的滑动， 这种滑动与汽车制动力一致时就更加剧了主 梁的水平错位。（3）设计时只注意到了梁体的扭矩而忽视了控制它的扭转变形， 一根曲线梁虽然扭矩值满足设计要求， 但是并不一定达到了其真正的 平衡状态， 仍然会使梁体产生很大的扭转变形， 所以设计时要使支点 和跨中载面的扭转角接近相等， 同时控制梁体各载面的扭转角和扭矩 值，使梁体被调整到最佳平衡状态。4 、对策分析为了减少桥梁病害的发生，对各种病害都应采取相应的措施： （1）防止梁体平面转动和扭转的措施曲线梁桥的自身特点决定了体积中心偏于桥轴线的外弧线，同

7、时产生了向外侧翻转的均匀扭矩， 加上车辆行驶时的离心力， 它们均 与弯梁桥上相邻两支点的连线不处在同一平面内， 而是绕该连线发生 扭转。最简单的解决方法是将中间独柱墩的支座向外侧设置一定的预 偏心，还可以采取一些构造措施加以改善， 如: 将梁体的附属结构设 置在内弧侧，桥台上内弧侧的支座设计为拉压支座等。另外，为限制现浇弯梁的侧向移动， 防止运营中出现转动，在 匝道桥交界墩及桥台抗震挡块内侧增设四氟板及其固定钢板， 并用膨 胀螺栓固定。（2）对钢筋锈蚀处理的措施对于钢筋锈蚀问题，在修复出现锈蚀的区域时，首先要清除所 锈蚀区域的混凝土， 然后对钢筋采用喷砂法和超高压水枪进行喷射除 锈处理。 如果

8、钢筋严重锈蚀， 应根据演算结果确定修复部位并增加钢 筋数量，以确保钢筋含筋率，然后浇注高强混凝土。当混凝土层较薄无法立模施工时，可以采用喷射混凝土浇注。另外，在经常接触水的 表面增加环氧树脂或其他高分子材料作为防水层， 也可以达到防锈蚀 的效果。(3) 防止裂缝出现的措施可以通过提高结构的含筋率来预防病害；对于已出现裂缝的桥 梁可以采用“ 植筋”技术和在混凝土表面涂抹环氧树脂保护层的方 法处置。对于墩台病害，应严格控制超载车辆， 对薄壁墩台应该控 制墩台的高度。 当桥梁墩台由于基础埋置深度不够， 或因施工质量控 制不严等原因， 导致墩台开裂破损时， 有时会有贯通裂缝，可采用 钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。1 尹萍 . 浅谈曲线梁桥设计中应注意的几个问题 J. 科技信 息 ，xx ，(12)2 罗荣凤 . 立交桥预