混凝土桥梁病害诊断技术ppt课件

1、混凝土桥梁病害诊断技术刘仲训同济大学2007.8. 第一章 混凝土桥梁裂痕诊断技术 引子混凝土桥梁病害的主要表现方式： 1、裂痕 2、变形变位 3、腐蚀对混凝土构造而言，其病害的最终方式是裂痕。一切混凝土构造的裂痕都是由于混凝土中拉应变超越当时的混凝土极限拉应变而产生的，因此混凝土裂痕都是受力裂痕。为了与公路桥涵规范所述的裂痕类型相对应，裂痕所产生的缘由分为两类：1、非荷载裂痕由于资料本身内力引起裂痕，如资料自损和劣化；. 2、荷载裂痕由于外荷载、预应力作用、温度变化、混凝土收缩、徐变及支座变位等引起的裂痕。虽然裂痕在规范里是作为正常运用形状中耐久性来评价，但构造损坏乃致倒塌往往是从裂痕的扩展

2、开场的，由平安形状随着时间的延伸而逐渐转化为不平安形状，因此构造耐久性问题本质也是平安问题，必需引起注重。.第一节 非荷载裂痕一、混凝土收缩裂痕1、混凝土收缩缘由1混凝土组成：粗骨料细骨料胶结料：水泥水水化水泥凝胶体水泥石2混凝土收缩实为水泥石收缩，有三种缘由： 化学收缩水化过程中体积减少 物理收缩自在水蒸发、枯燥引起体积减少 碳化收缩空气中CO2与混凝土中Ca(OH)2发生化学反响，产生CaCO3析出水分蒸发，促使体积减少。. 2、混凝土收缩裂痕的缘由自在收缩遭到约束当收缩遭到约束而产生的拉应变大于当时混凝土的极限拉应变就会产生与拉应力方向相垂直的裂痕。1) 混凝土构件外表收缩龟裂图1图1-

3、a 混凝土外表龟裂.图1-b 桥面铺装收缩裂痕. 这类收缩裂痕多数是混凝土构件表层由于养护不当，表层失水、干缩所呵斥。这类裂痕普通不深，多数深度不超越钢筋维护层厚度。2墩台混凝土的竖向收缩裂痕 在岩石根底上浇筑的墩台混凝土，混凝土墩身要收缩，岩石根底不收缩，由此产生收缩差，岩石根底阻止墩身混凝土收缩而在横向产生拉应力，当该拉应变大于该时段的混凝土极限拉应变就会产生竖向裂痕，这类墩身、台身的竖向裂痕为下宽上细，当台身较厚，由于表层收缩大、内部收减少，因此显示表层裂痕宽些、内部裂痕细些，普通不贯穿图2。. 图2 岩石根底上混凝土桥台竖直裂痕. 在先浇筑好的混凝土承台上再浇筑薄壁砼墙身C30，水灰比

4、达0.63，泵送砼。由于第一次浇筑的混凝土龄期长些，其收缩已完成一部分，后期收缩要小一些，但后浇的薄壁墙身收缩显然要大于先浇部分混凝土的后期收缩量，导致产生收缩差而裂痕图3。由于墙体薄，故裂痕普通贯穿。图3 在先浇注的混凝土承台上浇注 桥台墙身的混凝土收缩裂痕. 斜拉桥塔底段混凝土竖向收缩裂痕图4。 这类裂痕的深度普通不深。图4 斜拉桥塔底裂痕维修方法：a、采用在裂痕内注入特种树脂胶，如壁可法。b、采用水泥基浸透结晶型浆料涂刷，如XYPEX赛伯斯。. 预制T梁由于钢模撤除不及时，T梁混凝土收缩遭到钢模板约束，呵斥最薄处的腹板竖向裂痕，图5为苏嘉杭高速公路T梁收缩裂痕。由于腹板较薄，这类收缩裂痕

5、能够穿透腹板厚度，但对承载才干根本上无影响。图5 钢模板拆模迟引起T梁腹板收缩裂痕 维修方法：封锁裂痕。. 3老桥混凝土腹板的碳化收缩景象 如苏式T梁腹板经常发现枣核形裂痕，即两端细，中间粗。裂痕下端细是由于下缘配筋量大，裂痕上端由于逐渐上伸到受压区而消逝。裂痕中间粗有二个缘由：一是腹板纵向程度钢筋少；二是在原有裂痕根底上，由于碳化收缩而使裂痕宽度增宽，图6为苏式T梁裂痕情况。图6 苏式T梁裂痕.4预制构件拼装湿接头收缩裂痕 拱片之间的横系梁、横隔板的两端湿接头产生收缩裂痕图7-a、b。图7-a. 图7-b 刚架拱苏州金鸡桥横隔板湿接头收缩裂痕.危害性：a、产生横向摇摆b、荷载横向分布集中，降

6、低承载才干。c、呵斥拱片顶部桥面顺桥向裂痕图8。 图8 刚架拱桥面纵向裂痕 维修要点：凿除横隔板两端开裂的湿接段，浇注钢筋混凝土围套。混凝土采用无收缩自流平砂浆。. 空心板梁剪力铰铰缝混凝土因收缩产生缝隙后，相邻两榀空心板在荷载作用下产生挠度不延续，因此导致铺装混凝土产生S形弯曲，在挠度小的梁边产生负弯矩，当桥面铺装钢筋配筋率低时，易呵斥桥面沿梁长顺桥向裂痕图9，由此降低横桥向整体性，使荷载横向分布集中，降低桥梁承载才干。图9 空心板梁 桥面纵缝.图10 空心板梁剪力铰收缩后桥面铺装混凝土裂痕分析.维修要点：方案一：a、桥面铺装重新修筑，采用钢筋钢纤维混凝土；b、原剪力铰凿除，采用比板梁混凝土

7、强度高一 级的铣削型钢纤维混凝土，含量为50Kg/m3；c、新桥面铺装与板梁之间结合面应种植结合面抗剪钢筋，两端密一些，中央疏一些；方案二： 横桥向施加体外预应力。.5空心板梁封头板砂浆收缩裂痕引起渗水图 11，使空腔内聚积大量水，曾经在一块空心板梁的空腔底部钻一小孔， 出水量达0.6m3，对普通钢筋混凝土空心板梁的受荷裂痕在受荷时张开引起内部水逐渐渗出，导致底部钢筋锈蚀严重。图11 空心板梁封头板砂浆收缩裂痕渗水. 6空心板梁底面纵向裂痕图12图12该处纵向裂痕是与空心板梁空腔最低处相对应，裂痕处有渗水痕迹，阐明裂痕已贯穿空腔底板厚度，裂痕宽度可由0.1mm0.5mm左右。.其缘由是混凝土收

8、缩所呵斥。对承载才干不影响，仅影响耐久性。维修要点：a、封锁裂痕。b、假设有渗水痕迹，应凿洞，把空腔内积水漏尽。7中承式拱吊杆上端封锚混凝土因收缩裂痕渗水，经过锚头孔隙流入钢束而锈蚀。图13为合肥寿春桥吊杆上端封锚混凝土周围的收缩裂痕和积水。图14为寿春桥吊杆钢丝索严重锈蚀采用黄油维护。. 图13-a封锚混凝土周边收缩裂痕.图13-b 寿春路桥中承式拱吊杆顶端封锚处有5cm厚积水.图14 寿春路桥吊杆钢管内部黄油由于钢丝锈蚀物混合成咖啡渣状并含水份.8预应力管道维护层方向裂痕 T梁腹板预应力管道维护层顺管道方向裂痕 图15 图15 由于第2根波纹管边缘维护层较薄，粗骨料不 易进入，因此易产生收

9、缩裂痕. 等截面箱梁底面沿波纹管方向裂痕图16图16 薄处混凝土收缩大，厚处混凝土收减少，并产生收缩应力集中而开裂 该裂痕对承载才干没有影响，仅影响耐久性。维修方法：封锁裂痕.图17后果：a、湿接段板由固端板变成简支板，跨中弯矩增大一倍；b、收缩裂痕年年渗水，钢筋锈蚀，甚至锈断；c、现浇湿接段翼板产生断裂、塌陷、坑洞。9预制T梁翼板间后浇湿接段收缩裂痕图17.维修要点：a、凿除湿接段，重新布筋浇筑；b、新浇筑混凝土应采用补偿收缩混凝土，并加强养 护；c、再浇筑一层桥面铺装混凝土覆盖湿接缝；d、增设防水层；e、沥青铺装。.3、 处理方法1补偿收缩混凝土配制方法 补偿收缩混凝土是在普通混凝土中按规

10、定比例掺加有效膨胀剂，如UEA用量为水泥用量的1214，可防止产生收缩裂痕。但一定要延续保湿三天以上，否那么裂痕反而多。2裂痕封锁方法注入稀环氧树脂胶； 凿槽后采用无收缩水泥基公用修补砂浆修补；裂痕较深者凿槽后采用高强度免振无收缩砂浆 修补； 涂抹浸透结晶型水泥基浆料。. 10混凝土沉落裂痕由于混凝土刚浇筑、振捣，抹面压光后，混凝土在自重作用下仍有继续沉缩趋势，此时遭到钢筋妨碍图18-a，或模板约束图18-b，就会产生裂痕。 图18 混凝土沉落裂痕a钢筋妨碍的沉落裂痕b模板妨碍的沉落裂痕.缘由： a、 振捣不充分 b、 漏浆c、 跑模d、 模板刚度不够e、 混凝土维护层太薄f、 混凝土坍落度过

11、大g、 空心板梁空腔气囊漏气图19图19 空心板浇筑混凝土初凝后因气囊漏气而产生裂痕.这类裂痕普通为表层裂痕，处置方法： a、沿裂痕凿U型槽，采用公用修补砂浆修补； b、这类裂痕较密时可整片凿除混凝土维护层， 采用免振自流平砂浆修补。三、钢筋锈蚀引起的裂痕 混凝土中钢筋产生锈蚀后，由于锈皮会吸湿产生化学反响而膨胀，其体积将增大24倍，从而胀裂混凝土维护层。 对于钢筋锈蚀，首先要分析是先锈后裂，还是先裂后锈。 1、先锈后裂 . 1混凝土维护层碳化 钢筋混凝土维护层起维护钢筋作用的机理是由于混凝土维护层具有弱碱性，与钢筋外表产生一层钝化膜，从而维护钢筋不被锈蚀，俗称碱性维护。 但混凝土与空气中的二

12、氧化碳CO2由水经过毛细孔与混凝土中氢氧化钙起作用化学反响Ca(OH)2 CO2CaCO3 H2O转化为中性的碳酸钙和水使这部分混凝土由碱性变成中性，也即PH值由原来的13降低到810，这就是混凝土碳化，当维护层全被碳化，也就是失去碱性维护，在钢筋外表不能继续生成钝化膜，当外界有腐蚀物质时，经过毛细孔渗入到钢筋外表而锈蚀，从而胀裂混凝土维护层，这是先锈后裂。. 2氯离子锓蚀引起锈蚀氯离子Cl-1存在于盐中，如Nacl氯化纳、Cacl氯化钙，当中含有氯离子Cl-1时，混凝土碱度虽然较高，钢筋周围的混凝土尚未碳化，此时钢筋也会出现锈蚀，这是由于氯离子半径小，活性大，具有很强穿透钝化膜的才干，氯离子

13、首先吸附在钝化膜有缺陷处，使氢氧化铁反响成易溶的氯化铁，使钝化膜部分破坏，产生坑蚀。氯离子来源： 内掺型 50年代冬季施工常用氯盐氯化钙掺加，防冻，呵斥钢筋锈蚀图20。.图20 钢筋周围混凝土未碳化，钢筋锈蚀是由于氯离子引起. 外渗型 化工厂 海边地域构造物 北方桥面化冰盐等 由氯离子引起钢筋锈蚀而胀裂混凝土维护层，也是先锈后裂类型。2、先裂后锈 1) 荷载裂痕的裂痕宽度过大，外界腐蚀物质有直 接通道而锈蚀钢筋; 2) 酸雨腐蚀先腐蚀混凝土维护层继而锈蚀钢筋; 3) 骨料膨胀引起混凝土裂痕后再锈蚀钢筋。.3、钢筋引起混凝土崩裂的形状 钢筋锈蚀引起裂痕形状普通是顺筋向的。对先锈后裂的混凝土构件，

14、实践上在钢筋锈蚀早期，构件内部已有层离裂痕存在，但外部还尚未裂痕，此时可用小锤轻敲听声，有空壳声表示内部已有层离裂痕起壳，然后凿开检查。 1纵筋锈蚀裂痕图21 图21 钢筋锈蚀引起顺筋向裂痕 .图22 立柱锈胀裂痕.图23 双曲拱拱肋下缘钢筋锈胀.图24-a T梁端部钢筋锈蚀.图24-b 锈蚀部分采用自流平砂浆修补.2箍筋锈蚀裂痕图25，手摸裂痕边缘有突出高差觉得。 图25 箍筋锈蚀崩裂混凝土维护层.图26 盖梁箍筋锈蚀.3钢筋锈蚀后，内部混凝土产生层离形状见图27。图27 钢筋锈蚀后，内部混凝土发生层离景象.这类因钢筋锈蚀后而产生的顺筋向裂痕，在评定时不能用规范中“对荷载裂痕的宽度限值作为规

15、范来评定。根据个人阅历，当构件外表出现顺筋向裂痕，并确定是由于内部钢筋锈蚀所引起，即使外表顺筋向裂痕宽度小于受力裂痕宽度限制0.2mm，甚至在0.1mm以下时，也应及时予以维修。有起壳声者阐明已层离，应及时凿除，用聚合物修补砂浆予以修补，并在混凝土外表涂刷浸透结晶型的浓缩剂浆料堵封混凝土毛细孔，防止外界腐蚀性物质经过水渗入，使钢筋进一步锈蚀。.图28 四川路桥箱体腹板和顶板钢筋大面积锈蚀而崩裂混凝土维护层图28-a 腹板钢筋锈蚀崩裂混凝土外表.图28-b 箱内顶板钢筋锈蚀成片顶裂混凝土维护层.图29-a 汉阳路桥桥面板钢筋锈损.图29-b 汉阳路桥边桥面板钢筋严重锈蚀. 4钢筋锈蚀的危害 粘结

16、力减弱，降低承载才干； 钢筋截面减小，降低承载才干； 钢筋锈蚀后易产生应力集中，添加脆性； 预加应力钢筋锈蚀后，在高应力作用下会加快锈蚀，即所谓应力腐蚀景象。 5维修加固方法 锈蚀钢筋彻底除锈，补焊钢筋，弥补钢筋锈损，然后用混凝土包裹维护； 锈蚀钢筋应彻底除锈，用混凝土修补，粘贴钢板或碳纤维布，补充钢筋截面损失； 维护层混凝土已全面碳化，不防锈，采用XYPEX(赛伯斯)浓缩剂浆料涂刷封锁砼毛细孔，隔离水及腐蚀性物质，防止钢筋继续锈蚀； . 渗入浸透型阻锈剂，防止钢筋锈蚀。四、骨料膨胀引起的裂痕一概略 这是近年来遇到的机率逐渐增多的一种病害，就我个人而言，自1984年首先在房屋建筑中发现，继而在

17、桥梁领域中发现。在桥梁方面首先于1995年在杭州清泰门立交桥上发现，接着于1999年在上海内环线高架道路黄兴路段空心板梁上发现，继而于 2001年在上海宝山区龙珍港桥、上海嘉定区新泾桥和苏州唯定大桥相继发现，最近在上海内环线高架道路上又发现桥墩立柱和盖梁产生该病害。. 1、杭州清泰门立门桥骨料膨胀病害 图30af为杭州清泰门立交桥端横隔板由于碱 活性骨料膨胀引起的裂痕形状。图30a 杭州清泰门立交桥西部第七孔和第八孔实景.图30b 清泰门立交桥西部第七孔和第八孔之间伸缩缝西侧第七孔端横梁底裂痕.图30c 清泰门立交桥第七孔端横梁裂痕形状.图30d 清泰门立交桥第八孔端横梁底裂痕形状.图30e

18、清泰门立交桥第七孔端横梁凿入内部发现碱骨料反映特征蜕变辉绿岩外圈产生白色反响环.图30f 清泰门立交桥第七孔端横梁内部层离状裂痕形状.图30a显示清泰门立交桥为双箱并联延续箱梁桥图30-b为清泰门立交桥西部第七孔与第八孔之间伸缩缝西侧第七孔端横梁底面裂痕情况 由该图显示该横梁北端底面龟裂，在底面和侧面用手指触摸，可明显觉得裂痕两侧有高差，阐明一侧“凸出必然有膨胀源膨胀所致，经凿除松散碎块后可发现横梁底粗钢筋(22)被向外顶弯弯曲，在横梁顶部有一横桥向裂痕，仔细用手触摸，该缝可明显觉得到裂痕下侧相对于上侧凸出10mm，这些均阐明混凝土内部有多个膨胀源膨胀顶出所致。图30e为清泰门立交桥第七孔端横

19、梁凿入内部 . 发现蜕变青砂岩碎石外圈产生白色反响环，这是明显的弥漫性碱活性骨料所起化学反响的结果，白色反响环为碱活性骨料在碱和水的作用下产生的反响物，为吸潮膨胀物，由于碱活性骨料多弥漫型，故其内部裂痕呈层离状裂痕图30f。 骨料膨胀先引起端横隔板与顶板底的结合面裂痕，以后由于伸缩缝处渗漏水不断，导致端横隔板箍筋在该结合面裂痕处全部锈断，这也是先裂后锈的主要表现。2、上海内环线高架道路空心板梁骨料膨胀病害 上海内环线高架道路黄兴路12211223墩之间二孔跨径为22m的先张法预应力空心板梁于2000年发现梁底多处产生混凝土维护层崩裂和崩落，幸好未伤人。. 图31ad为空心板底面崩裂裂痕和崩落后

20、可见白色及姜黄色石子图31a.图31b.图31c.图31d.图32a为空心板梁梁底因骨料膨胀而产生冲剪裂痕形状，放射形裂痕交点内部有一膨胀源膨胀骨料 图32a.图32b为空心板梁底因骨料膨胀的冲剪裂痕一侧凸，有高差，阐明被胀出 图32b.图32c为空心板梁底因骨料膨胀的被冲剪部分的锥状体凿除后，可见潮湿姜黄色石子膨胀骨料膨胀源直径约11cm图32c.图32d上述膨胀骨料膨胀，不仅把混凝土胀裂，还把钢筋胀弯 图32d.图32e空心板梁底骨料膨胀崩落混凝土锥体 图32e黄兴路内环线高架空心板梁底骨料膨胀崩落混凝土锥体. 对于空心板梁桥其只需一个临空面，可以直接察看，而侧面由于梁与梁之间并列靠紧无法

21、检查裂痕，顶面由于沥青混凝土覆盖着，也无法检查裂痕，因此其内部裂痕目前还无直接观测方法，我们曾尝试雷达检测，能了解相互间损伤的相对程度，但还不能直接判别损伤形状。 假设腹板崩裂和顶板崩裂，其损坏的危害性更大，腹板崩裂，因此必需引起注重。经检测，这类骨料为氧化镁。3、上海宝山龙珍港桥骨料膨胀病害 龙珍港桥建于1992年，为一座三孔钢筋混凝土空心板梁，跨径组成为8m10m8m图33a，桥宽29.5m，在2001年2月发现该桥北半桥中孔图33b和边孔车行道桥面铺装碎裂图33c，进而发现空心板顶部碎裂图33d，对碎裂部分检查可发现白色、姜黄色骨料，外表呈粉状图33e和33f，不. 仅如此，还发现常有白

22、色反响环的碎石图33g，这些均为膨胀骨料。 图33-a.图33-b.图33-c.图33-d. 图33-e. 图33-f.图33-g. 该空心板梁底也已全面被膨胀骨料所胀裂，由于与黄兴路高架类似，恕不复述。本节要阐明的是空心板梁梁顶碎裂的危害性，以补充前述缺乏，由于空心板梁顶部处于受压区，如受压区碎裂到一定程度，那么易导致空心板梁忽然断裂，为此必需予以注重。 4、嘉定唐华路新泾桥桥墩骨料膨胀病害 该桥为一座三孔空心板简支梁桥图34-a，两端桥台为桩基重力式，中间两桥墩为双排桩桩基，桥墩承台高为0.8m，宽为1.7m，其上为三根圆形立柱和盖梁组成墩身，该桥主要病害是桥墩有严重裂痕，详细如下：.1该

23、桥唐行方向桥墩承台有严重裂痕图34- b，最大裂痕宽度达30mm以上，其裂痕特征 为： 裂痕两侧有明显高差，最大高差可达几厘米， 图34-c为承台圆端环向裂痕，裂痕右侧顶面混 凝土高出裂痕左侧混凝土30mm以上。图34-d为 承台靠唐行方向一侧的边缘裂痕顶面部分混凝 土高出侧面40mm以上。.图34-a.图34-b.图34-c.图34-d. 承台顶面混凝土有放射状裂痕图34-e和龟纹状裂痕图34-f。图34-e.图34-f.裂痕呈层离状，用锤敲击混凝土顶面及侧面，有 明显起壳声，这种剥离层厚度达150mm以上图34-g。 图34-g.承台底部和周围在水下，无法察看，只能用手支摸，发现其裂痕形状

24、与顶部一样，由此可知，该承台上、下和周围已全面层离起壳。3唐行方向桥墩立柱上端也有部分放射状及龟裂状裂痕，下端有多条竖向裂痕，长度约为4050cm。4病害缘由 根据承台裂痕二侧有高差，多处呈放射形及龟纹裂痕的特征，可以判别为粗骨料膨胀所引起，根据承台裂痕分布形状确诊含有这类膨胀性骨料是弥漫性的，经过部分翻开层离裂痕部位，可见骨料外表附着一层白色粉末图34h或白色浆状物质，这是一种反响物，经检测这种反响物是硫酸盐骨料，正是这种反响物的膨胀，是呵斥承台严重裂痕的根本缘由，这类反响统称“骨料膨胀反响。. 根据有关资料报道，在北京、天津等地桥梁已发生多起这类病害，如北京西直门立交桥已撤除，三元立交桥等

25、，这类病害俗称“混凝土的癌症阐明对已建混凝土构造来说是难治的病害。图34-h.二骨料膨胀病害种类及产生条件 1、骨料膨胀病害有两类： 第一类：“碱骨料反响引起骨料膨胀，破坏混凝土。 第二类：含有氧化镁骨料、硫酸盐骨料或生石灰缓慢水化膨胀而破坏混凝土。 骨料膨胀病害的进展是由表及里的，这是与外界潮气由外表经过毛细孔逐渐渗入有关。 2、其中发生所谓“碱骨料反响产生的条件有三点： 1混凝土骨料中含有一定量的碱活性二氧化硅，例如白云石、蛋白石、玻璃质二氧化硅，结晶不完好的二氧化硅矿物等，当含量大于5时，对混凝土构件能够会产生损害；. 2混凝土中碱含量超越一定量普通控制在 3kg/m3之内； 3水。 前

26、两点是发生“碱骨料反响的必要条件，后一点水是充分条件。 3、第二类骨料膨胀的主要条件是水。 上述两类骨料膨胀后体积可达原体积的24倍，相当可观。普通产生这类病害是在构造开工数年普通在五年后后发现，例杭州清泰门立交桥横梁病害是建成后7年左右被发现，内环线高架发现该类病害为开工后6年被发现。 三危害性 这类资料自损景象危害很大，当在一处首先发现. 这类病害时，应把它当作一个信号，很能够在其它部位也会相继出现。骨料膨胀病害的危害性： 1、骨料膨胀裂痕后使截面减弱。 2、裂痕处易渗水，锈蚀钢筋杭州清泰门立交桥 横梁顶部箍筋全部锈断，这类钢筋锈蚀属于 先裂后锈。 3、受压区因骨料膨胀而损坏，到达一定程度

27、后， 能够会出现受压忽然破坏。 4、梁端因骨料膨胀而损坏，有能够产生斜压破坏 形状。 . 综上所述，对骨料膨胀病害必需予以注重。四骨料膨胀裂痕的区分方法： 1、膨胀骨料在构件浅层，普通呈网状及放射形裂痕，裂痕交点处为膨胀骨料所在位置图35。a 平面图 b 立面图 图35 骨料膨胀冲剪锥体. 2、当膨胀骨料在钢筋背后，那么骨料膨胀后，会把钢筋顶弯，此时有能够产生顺钢筋裂痕，但其长度不长，有时能够出现混凝土被冲剪破裂，其裂痕为周边一圈。 3、混凝土冲剪锥体边缘裂痕的两侧有高差。 假设内部膨胀骨料为弥漫性分布，其内部有能够产生层离状千层饼似的裂痕图36。图36 多颗膨胀源引起层离裂痕. 4、与网状收

28、缩裂痕的区别有两点： 1收缩裂痕普通发生时间较早，多在施工后即发生， 而骨料膨胀裂痕均在几年之后发生。 2收缩裂痕两侧无高差，而骨料膨胀裂痕两侧有高 差。五骨料膨胀类型判别 由于骨料膨胀类型较多，这里从外表可大致判别。 1、石子周围有白色反响环者，多为碱活性骨料所产 生。 2、裂痕中渗出乳白色，黄褐色，咖啡色，甚至黑色的 碱硅凝胶，用湿布不易擦掉，多为碱骨料反响。 3、膨胀源呈白色粉团、姜黄色颗粒多为含氧化镁石子 及生石灰吸潮膨胀所致。. 4、膨胀源呈白色颗粒，多为硫酸盐骨料吸水膨胀所致。六处置方法 1、在施工前，应该对骨料进展检验，对水泥及添加剂的碱含量加以控制，做好防水隔离，这是最好的预防

29、措施。假设有条件可在搅拌混凝土时先掺加XYPEX(赛伯斯)掺合剂，可封锁毛细孔，耗费混凝土内部自在水，减缓骨料膨胀事故的发生。 2、对于已建构造，必需发现一处及时修补一处，修补时首先把膨胀骨料挖除，然后作好混凝土毛细孔封锁任务，如在混凝土外表涂刷XYPEX(赛伯斯)浓缩剂浆料，隔绝水分或潮气侵入，以减缓病害开展速度。假设发现病害已较严重维修加固已不经济时，那么应撤除重建。 3、由于骨料膨胀病害开展是缓慢的，当发现该病害时，不要焦急，经详细检查后及时对策。对已发现的骨料膨胀锥体，应及时去除，以防坠落伤人。.五、钢管拱桥裂痕 1、钢管混凝土拱桥拱脚构造裂痕 钢管混凝土拱桥的拱脚与系梁衔接处，假设采

30、用钢筋混凝土衔接构造，以下为义乌宾王桥拱脚裂痕。. 图37-a,b为宾王桥实景。图37-a.图37-b.图38-a,b为宾王桥拱脚衔接构造混凝土顺拱向裂痕 图38-a.图38-b. 产生这类裂痕的根本缘由是由于钢管拱的钢管导热系数高，而混凝土的导热系数低，在日照作用下，钢管温度比混凝土高，以致钢管膨胀量比混凝土大，从而胀裂外包混凝土，虽然混凝土内部已布置了非常多的钢筋，但效果甚微。普通采用封锁裂痕处置。 2、钢管与中心混凝土粘结脱壳 1) 由于中心混凝土收缩和泌水引起与钢管间的缝隙应采用压浆处置； 2由于压注混凝土时隔板的阻挠引起与钢管间的空穴应采用压浆处置； 3经上述两点处置后，在日照作用下

31、，钢管温度高于中心混凝土的温度，钢管拱直径大于中心混凝土的直径，于是产生钢管与中心混凝土起壳脱空。该景象是无法抑制的。但普通这种缝隙很微细，可不予处置。七、大体积混凝土水化热引起的裂痕 大体积混凝土浇筑过程中，由于水泥水化过程中会产生大量热量，导致内外温差，普通在浇筑过程中，应采取措施控制内外温差不超越25 ，但往往由于管理不善，保温措施不力而开裂。. 图39 为某斜拉桥塔基混凝土承台，养护情况.图40 为承台混凝土西侧面北部竖向裂痕 .图41 为承台混凝土西侧面中部竖向裂痕. 图42 为承台混凝土西侧面南部竖向裂痕. 图43 为承台混凝土测温. 图44 为用超声波探测裂痕深度.第二节 荷载裂

32、痕 一、正截面裂痕 所谓正截面裂痕是指垂直于构件轴线的截面在正弯矩或负弯矩作用下产生的裂痕，这类裂痕普通垂直于构件轴线方向见图45。图45. 二、斜截面裂痕 在梁端的剪力作用下，当主拉应变超越混凝土极限拉应变，即产生斜截面裂痕图46，对于箱梁，在扭矩作用下，也会产生斜截面裂痕。 三、 组合构造裂痕 在装配组合式构造中，往往由于结合面强度缺乏，以及结合面未予配筋而在结合面受剪较大处及结合面受拉较大处产生裂痕图47。 这类裂痕必需引起注重，由于结合面裂痕产生后，会呵斥截面承载才干大幅降低，在作荷载实验时，普通应该检测截面整体性 。. a 肋板组合截面的结合面裂痕b 结合面裂痕部位图47 结合面裂痕

33、 . 四、预加应力缺乏引起裂痕 预加应力缺乏，会导致混凝土构造提早出现裂痕，图48为上海中山西路三号桥由于对箱梁剪滞效应估计缺乏，而导致预加应力缺乏，由此产生正截面裂痕。图48 上海中山西路三号桥由于预加应力缺乏引起箱梁底板下缘裂痕 . 五、预应力混凝土锚下应力集中引起裂痕 由于预应梁在张拉时，假设混凝土强度未到达一定要求，或锚下配置抗应力集中钢筋缺乏时，就会出现距锚具一定间隔产生顺应力钢筋方向的纵向裂痕。 图49-a某桥预应力横梁端部产生明显的锚下应力集中裂痕. 图49b为锚下混凝土应力分布表示图 由图49b可知在锚具处作用部分的集中力后， 在锚具下一定范围内是处于横向受压形状，但过后即产生

34、横向受拉形状，当其拉应变大于当时混凝土极限拉应变，即会沿预应力方向开裂。. 六、混凝土受压裂痕 钢筋混凝土拱桥由于拱脚过大程度位移或船撞，往往引起拱脚下缘处于较高压应力形状，当压应变超越其当时的极限压应变，就会产生沿受压方向的裂痕而破坏。 图50为某刚架拱桥拱脚截面下缘混凝土产生受压纵向裂痕形状，这种破坏形状类似于混凝土立方块受压破坏时的形状。. 图50假设受压继续加大，那么下缘将全部压碎，内部下缘钢筋会产生压屈景象，这在软土地基上早期拱桥中是常见景象，如图51表示图。这类拱脚压碎往往是拱桥忽然坍塌的先兆。受压裂痕. 图51 七、桥面板冲剪裂痕 在6070年代建筑的桥梁中，特别是双曲拱农桥，大

35、量采用少筋混凝土微弯板，往往未经计算和实验就运用于桥梁上，. 在当时通行小型迁延机还能运用，但随着国民经济开展，汽车载重越来越大，导致经常发生桥面板冲剪破坏，如图52。图52.也有一些老桥，由于桥面板板底钢筋锈蚀导致桥面板混凝土被胀裂崩落，使截面严重减弱而发生冲剪破坏，如上海四川路桥就发生这样的事故。图53. 八、桥面伸缩缝构造的损坏1、板式橡胶伸缩缝构造往往由于螺母松掉而损坏。2、刚架拱桥端部型钢伸缩缝构造，由于桥面板端部无故横隔板，使桥面板的抗弯刚度不足，而导致型钢伸缩缝两侧维护段混凝土碎裂，如图54-a。图54-a.3、空心板型钢伸缩缝构造的维护段混凝土强 度不高，且不采用钢纤维混凝土而

36、产生收 缩裂痕，并进一步龟裂图54-b。图54-b.九、桥面纵向裂痕 桥面纵向裂痕主要由于桥梁上部构造横向整体性差所致。1、拼装式T 梁，由于横隔板拼缝处下缘焊接钢板脱焊，在活荷载作用下，相邻T梁产生错动挠度差(图55-a)，导致桥面铺装产生纵向裂痕(图55-b)。 图55-a .图55-b图55 T梁横隔板焊接钢板脱焊及桥面纵裂.图56 T梁横隔板拼接钢板焊缝断裂引起桥面裂痕分析.维修方法：a、桥面铺装重新修筑、采用钢筋钢纤维混凝 土，钢筋网为101210cm 15cm, 钢纤维45kg/m3；b、横隔板拼接，钢板重焊，横隔板底缘增设钢筋混凝土马蹄。.2、空心板梁由于剪力铰铰缝构造较小，施工

37、时又不留意混凝土强度，在活载作用下极易剪裂，并在相邻板梁之间产生错动挠度差，而呵斥桥面产生纵向裂痕。3、槽形梁由于两梁之间简支板在活载下，产生挠曲变形而导致纵向裂痕，见图57。图57.4、独立槽型梁组合的简支梁的桥面纵向裂痕。图58 为上海陈行桥的桥面纵向裂痕.它是由3榀独立槽形梁组合的简支梁桥。如图59-b所示，加载后发现边槽形梁向内改动，导致桥面横向受拉而纵裂见图59-a 。 图59-a 图59-b.5、35mT梁桥面纵向裂痕分析图60-a 横隔梁构造.图60-b 横隔梁下缘拼接钢板呈S形 .图60-c处置方法：T梁横隔板下缘布设钢筋混凝土半围套加固，添加横隔板的横向挠度变形刚度，处置完后

38、，至今未出现纵裂。.特别提示：桥面纵向裂痕不能仅以为是桥面铺装问题，必需仔细查明缘由，由上所述，桥面纵向裂痕往往会引起荷载横向分布集中，导致承载才干降低。对于一榀空心板梁两侧剪力铰处均有纵向裂痕者，已发生多起这类空心板梁断裂事故，因此检算时取其荷载分布系数为一个轴重P的0.5，这是偏平安的检算方法。荷载实验时，必需思索桥面纵向裂痕的不利形状。.十、支座变位引起的裂痕1、延续梁因桥墩不均匀沉降引起的裂痕(图61) 图61 延续梁支座不均匀沉降引起的裂痕 2、拱圈因拱脚程度变位引起的裂痕图62.图 62 拱圈因拱脚变位引起的裂痕 跨中下缘正弯矩裂痕拱脚区段上缘负弯矩裂痕 3、 刚架拱因拱脚变位引起

39、的裂痕图63. 图63 刚架拱因拱脚变位引起裂痕.十一、伸缩缝堵塞引起的裂痕 1、桥端桥面铺装由于伸缩缝堵塞引起的裂痕;图64.照片中几条纵向裂痕是堵塞的硬块引起桥面铺装端部产生应力集中所产生。横向压碎裂痕是由于硬块顶起端部桥面铺装混凝土拱起起壳，在车轮的碾压下压碎。处置方法：1去除伸缩缝堵塞硬块;2凿除损坏桥面铺装，重新铺筑。.2、伸缩缝堵塞引起预应力混凝土带颈倒T型盖梁单侧竖向裂痕。图65-b图65-a.图65-c缘由： 由于梁体在热胀作用下，侧向顶推盖梁而引起。处置方法：去除伸缩缝堵塞硬块后，裂痕趋闭合，外涂XYPEX(赛柏斯)水泥基浸透结晶型浆料封锁裂痕。. 十二、简支梁桥面延续构造裂

40、痕 这类裂痕是横桥向的，在上海一带几乎一切简支梁桥面延续构造均产生横桥向裂痕，有的一条，有的两条或三条。图66.产生这类裂痕的主要缘由是梁的刚度较小，在荷载作用下，梁端转角较大，引起桥面延续处产生较大负弯矩而拉裂。该裂痕会引起该处渗水，钢筋锈蚀，在车辆荷载的反复作用下逐渐损坏。处置方法：改建为型钢伸缩缝构造。.十三、明槽混凝土裂痕引起钢筋锈蚀由于明槽混凝土是普通钢筋混凝土，在预应力钢筋张拉完成后浇筑的，因此不存在预压应力，后期恒载及混凝土收缩徐变的作用产生负弯矩，加上明槽混凝土本身收缩遭到约束，导致明槽混凝土产生拉应变，当其拉应变超越其本身极限拉应变，即产生横桥向裂痕。图67 预应力T构钢束锈

41、蚀断裂，引起悬臂端部及挂孔坠落.图68 假设此时桥面有水或含氯离子的水，就极易渗入裂痕到达预应力钢筋而锈蚀钢筋。而预应力钢筋比普通钢筋更易锈蚀，即所谓的“应力腐蚀景象，有很大能够发生忽然断裂的景象。.特别提示：当裂痕宽度到达0.05mm，就有能够渗水，因此对于负弯矩区裂痕宽度不能用设计规范规定的0.2mm，或养护规范规定的0.25mm来判别，而应更严厉。这对北方地域，桥面经常撒“除冰盐的桥梁更应谨慎。因此对于产生负弯矩的桥面系，防水和封锁裂痕的措施非常重要。.第三节预应力混凝土变截面延续箱梁裂痕 预应力混凝土变截面延续梁及延续刚构箱形截面桥梁近年来发现的病害较多，主要病害： 1、腹板斜裂痕 2

42、、底板横向裂痕 3、底板纵向裂痕 4、底板厚度中央层离裂痕 5、顶板纵向裂痕 6、体外预应力加固引起的裂痕 7、齿块周围裂痕.一、腹板斜裂痕图691、主要缘由：梁端不设预应力弯起束，仅采用竖向预应力筋，高强度精轧螺纹钢，由于竖向高度小，因此竖向预应力筋中的预应力损失大。.2、处置方法：方法一：内套方案a、压浆封锁斜裂痕；b、种植垂直于腹板的结合面钢筋；c、箱内增设钢筋混凝土内衬套。方法二：粘钢方案a、压浆封锁斜裂痕；b、粘贴钢板.二、底板横向裂痕1、缘由：预应力缺乏所引起。2、处置方法：方法一、箱内对底板采取体外预应力；方法二、底面粘贴纤维布加强；方法三、体外预应力和粘贴纤维布相结合。图70-

43、a.3、本卷须知：体外预应力引起的病害图70-b体外预加力的加固方式，必需思索体外预加力在新设锚固构造处引起的偏心力矩对顶板或底板的弯曲影响，防止顶板或底板裂痕。.三、底板底面纵向裂痕 图71 这类纵向裂痕主要分布在纵向预应力索范围内图71，底板底面产生这类纵向裂痕后，能够会伴随着底板厚度方向层离，有的引起部分起壳，严重者底板下半层混凝土零落。.缘由分析：1、底板曲面在纵向预应力束作用下会产生径向分布力图72。假设曲面为抛物线，那么径向分布力为径向均布力。假设钢束弯曲半径很小，那么径向力分布力集度会增大，例如图72所示，齿板钢束反向弯曲部位径向力很大。假设施工不当，部分波纹管上浮，使弯曲半径减

44、小，也会增大径向力。图72.2、在底板束作用下，横截面上底板在各预应力束产生的径向力作用下，底板横截面产生如下图的弯曲变形，导致底板横向受弯而产生纵向裂痕图73-ae。图73-a图73-b底板纵向裂痕.图73-c 主桥南边孔箱梁底面裂痕图图73-d 主桥北边孔箱梁底面裂痕图图73-e 主桥中边孔箱梁底面裂痕图.3、箱内底板顶面齿板前部产生纵向裂痕图74裂痕缘由分析：图74图75齿板前部由于钢束反向弯曲而产生径向力所致。如图75所示。.4、底板在厚度方向的中央产生层离裂痕和表层起壳1层离裂痕层离裂痕机理分析：假定底板由两层混凝土板结合而成，由于径向力是作用在波纹管底，故以为底板下层遭到径向力引起

45、弹性紧缩，由此使底板下层轴线缩短，而板上层未遭到径向力故上层轴线不缩短，导致底板上下两层产生拉开。该层离裂痕在曲面中央最宽。见图76、77。图76某延续梁桥底板预应力索张拉完成后，跨中位置，底板厚度中央层离裂痕.图77 为了使底板上下两层共同作用，必需增设足够强的拉结筋，不让它们产生缝隙。由此可见，假设设计时底板上下两层钢筋网之间布设的拉结筋比较薄弱，如仅设带直角勾的拉结筋“，不能有效抵抗上下层之间产生缝隙的拉力。作为整体底板思索，当上下层之间的拉应变超越底板混.凝土的极限拉应变就会拉裂，这就是图77底板厚度中央产生层离裂痕的主要缘由。这类病害是在施加预应力时就能够发生，因此该病害是设计思索不

46、周所呵斥的。2)底板底面混凝土部分起壳由于预应力管道施工布置误差而引起部分弯折，在预加力作用下会产生径向集中力，该力作用于波纹管底，引起部分冲剪受力破坏而起壳。如图78、79所示。图78 .图79 -a底板混凝土起壳图79 -b底板混凝土厚度中央层离后，下层横桥向钢筋横向弯曲，混凝土维护层起壳剥落.3) 实例在2005年，我们曾在安徽检查某预应力混凝土变截面延续刚构时，开场仅发现底板纵向裂痕和部分起壳，未见层离裂痕，由于这类裂痕隐含在底板内部，因此检查时很容易忽略，未诊断出该病害，事隔一年，又去观测，中跨下挠添加，在底板的泄水孔边发现层离裂痕，该缝宽可达几厘米。底板底面的纵向裂痕由0.3mm增

47、宽到0.5mm。阐明该桥技术情况在向差的形状开展。见图80。图80-a图80-b.4)建议 对变截面延续箱梁、延续刚构桥和预应力弯桥，不论是新桥还是老桥，在荷载实验之前，必需对底板不容易发现的层离裂痕或裂隙采取无损检测和部分解剖察看相结合的方法来进展检查。这种底板层离裂痕或层离裂隙的产生，一方面对底板的预加力对桥梁应力形状会重新分布，这种改动对桥梁是有害的；另一方面不仅施加预加力的部分截面会产生过大的预压应力，而对桥梁的其他部分呵斥预加应力缺乏，降低了桥梁承载才干，甚至演化为危桥。 此时假设进展荷载实验，必需思索这一不利要素，测点布置必需具有针对性，实验荷载和加载方式必需慎重研讨，不能按常规方

48、式加载，以防在荷载实验时出事故。.图81-b 目前，有些设计单位曾经思索到这一问题的严重性，在设计中对箱梁板内上下两层钢筋网之间的衔接采用封锁式箍筋作为拉结筋，如昆明某延续刚构桥图81已采取该措施 。图81-a. 假设在施工中发生这类病害，应撤除底板，对撤除部分重新进展设计施工。 假设在运营中桥梁发生这类病害，原那么上应坚持构造现状，采用底板加固方案或采用结构体系转换方案。.四、顶板纵向裂痕1、病害位置：1多发生在锚固齿板前，预应力钢索转向部位，这是由于顶板上下层钢筋网之间拉结筋较弱引起。2顶板的锚固齿板以外的纵向裂痕，往往由于施工中横向预加力管道的位置误差所呵斥。3纵向裂痕位置如与波纹管相对

49、应，这有能够是混凝土收缩所引起。2、处置方法：1齿板前的纵向裂痕普通可采用顶板顶面和底面粘贴钢板并用对穿螺栓夹紧。2以上“2、“3所述病害原那么上可以采用纤维布加固。.五、齿板周围的其它裂痕1齿板两侧底板的斜裂痕和齿板反面的横向裂痕图82由于施加于齿板上的预加力，引起向上的径向力在其两侧底板和后侧底板，产生负弯矩裂痕。这类裂痕假设宽度不大，且已稳定，那么只需封锁即可。.本节结语箱梁的病害众多，从目前来看，是由于对箱梁细节构造的力学分析缺乏所呵斥，而往往这些病害是致命的，需求引起注重。.第四节 裂痕调查及形状分析钢筋混凝土病害的主要表现是“裂痕。一、裂痕调查方法： 1、目测：裂痕界面、走向、部位

50、、裂痕宽度。为了清楚判别裂痕形状，普通要求眼睛到裂痕的最正确间隔为30cm左右。图83-a. 2、用笔勾画在裂痕边约35mm处用粉笔或记号笔或毛笔勾画线，以示醒目和照相记录。图83-b. 3、注出位置坐标4、沿裂痕划三个小圈，第一个圈是裂痕宽度最宽处如；第二个圈是主钢筋重心处裂缝宽度如；第三个圈是裂痕未处裂痕宽度如。并予以注明分子裂痕宽度以mm计；分母时间年、月、日 . 5、用于触摸裂痕1) 裂痕两侧无高差 图84-a2) 裂痕两侧有高差 .图84-b并把觉得予以记录 . 6、察看裂痕处颜色 1裂痕处有白浆渗出 2 裂痕处有其它颜色粘液渗出如铁锈色姜黄色等 3 钟乳液 7、用手指或布擦拭，察看

51、和指感 1 用手指或布容易擦掉不留痕迹 2 用手指或布容易擦不掉仍留痕迹 3 指感： 粘感 不粘感 8、 裂痕真伪判别 察看裂痕：远望，但不够，只需接近察看才干确定 关键：界面分析和部位分析. 界面分析： 1界面清淅 是图85 .2界面模糊 否 图86 主要是部分漏浆所致.3无界面，外表凹凸 否 图87 模板制造不平整. 9、关于裂痕宽度的检测 1裂痕宽度应指主筋重心部位的裂痕宽度图88.2裂痕宽度真伪判别图8910、在裂痕部位用小锤敲击 假设声响轻脆，那么内部未起壳，估计内部没有胀裂景象产生。假设声响沉闷和明显起壳声，那么内部有胀裂景象产生。. 11、裂痕宽度检测仪器 1) 2040倍刻度放

52、大镜 2) 裂痕宽度对比卡 3) 游标卡尺丈量裂痕宽度变化值 12、小结 裂痕调查口诀一看看裂痕走向、部位、丈量裂痕宽。二摸摸裂痕两侧高差。三敲敲裂痕两侧混凝土，听声响。四分析分析裂痕性质和产生缘由。.第二章索的病害 我国自二十世纪70年代以来，建筑的斜拉桥、系杆拱、中承式拱、悬索桥等带索桥型已很多，索的构造也在不断改良，但索的损坏早已显现，有的由于断索而导致塌桥，对此必需引起高度注重。第一节早期索防护失效一、安徽合肥寿春路桥 该桥建于1987年，是钢筋混凝土中承式拱桥，跨径为72m，矢高18m，矢跨比为1/4，全桥宽为30.38m，吊杆是桥面系构造和拱构造之间传力构件，由于发现下端锚具处有漏

53、油和渗水景象，故主管部门要求检查。. 该桥每根吊杆有96根5平行钢丝组成，采用钢管内灌注黄油维护。检查的独一方法是解剖钢管，察看内部钢丝，后发现钢管内黄油干涸，钢丝锈蚀。 锈蚀缘由，上端封锚混凝土收缩开裂，雨水顺缝流入钢管内图90，锈蚀钢丝。虽然先前采用灌注黄油防护，但由于黄油干缩老化，防护作用减弱，当水渗入就会锈蚀钢丝。图9193.图90图 91.图92图 93.二、广东海印大桥 该混凝土斜拉桥建于1988年，跨径组成：48m+96m+48m，双塔双索面。1995年5月15日晨7时，南塔边跨西侧15号索忽然断落，它的防护构造是在PE管内注入水泥砂浆。断落缘由是上端水泥砂浆未凝固且泌水，钢索严重锈蚀而断。见图9499。图 94海印大桥图 95 斜拉索.图 96 斜拉索断索图 97 钢丝锈蚀.图 98 钢丝锈蚀图 99 断索锯断后形状.三、上海恒丰北路立交桥 恒丰北路立交桥是一座跨越铁路的独塔单索面预应力混凝土斜拉桥，跨径为76.65m+72.8m，桥宽24.1m，建于1987年。斜拉索为竖琴式布置，共由15层，计60根拉索组成，每根拉索由302根5高强度钢丝编制而成，拉索防护采用外套PE管，管内压注水泥浆