农村公路桥梁现状及主要病害分析.ppt
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1、农村公路桥梁现状及主要病害分析农村公路桥梁现状及主要病害分析农村公路在交通运输业中发挥着特殊的、不可替农村公路在交通运输业中发挥着特殊的、不可替代的作用,它方便了农村居民的出行,也促进了农村代的作用,它方便了农村居民的出行,也促进了农村经济文化的发展,从某种意义上来说,经济文化的发展,从某种意义上来说,比高速公路更比高速公路更能直接的影响当地居民的日常生活方式和经济水平。能直接的影响当地居民的日常生活方式和经济水平。农村公路桥梁现状及主要病害分析农村公路桥梁现状及主要病害分析n第一节第一节农村公路桥梁现状农村公路桥梁现状n第二节第二节桥梁病害分析桥梁病害分析n第三节第三节案例分析案例分析第一节
2、第一节农村公路桥梁现状农村公路桥梁现状n陕西省陕西省:据了解,农村公路2006年至2008年建设累计投资已达200亿元,新建、改建农村公路6.9万公里,是“十五”期间新建、改建总里程的3倍多,全省农村公路总里程达到11.7万公里,全省乡镇、建制村通沥青(水泥)路率分别达到95%和70%。今年陕西将再新建改建农村公路2.8万公里,初步计划投资80亿元,目标是提前一年基本实现100%的乡镇通沥青(水泥)路,100%的建制村通公路。n西安市:西安市:桥梁总计334座14961.69延米,按跨径分:特大桥3座3864.6延米,大桥10座2451.4延米,中桥79座4471.12延米,小桥242座417
3、4.57延米,按道路类型分:县道桥梁127座8378.64延米,乡道桥梁187座5938.05延米,专用道路桥梁20座645延米。n全国全国其他地方情况也基本一致,农村公路总里程在不断增加,但目前使用还不很规范,养护项目十分分散,基层和一线技术力量、管理力量都比较薄弱,在养护中遇到的技术问题较多,再加上养护管理部门的设置还不完善,乡镇养护机构没有或力量薄弱,致使乡镇道路养护管理脱节,以至大量道路毁坏,严重影响道路的使用寿命和服务质量。里程逐年快速增加,养护和维修加固里程逐年快速增加,养护和维修加固相对跟不上相对跟不上,这就是农村公路的现状,而处于农村公路中的最重要、最关键的桥梁结构,由于管理、
4、技术、资金等方面的原因,病害得不到及时、全面、有效的检测评估,只有在出现较大的病害和险情时才能得以被发现和重视,进行检测和加固维修。从技术和管理角度来看,农村公路桥梁的现状和特点有以下几点:农村公路桥梁的现状和特点农村公路桥梁的现状和特点n数量多分散广,桥型简单n设计等级低,承受负荷在不断上升n施工工艺和质量水平偏低n缺少必要的基础资料n日常养护工作跟不上n桥梁上的设施、构件更易受损n行政交界处的桥梁病害比较突出1、数量多、分散广,桥型比较简单、数量多、分散广,桥型比较简单n农村公路里程数量巨大,桥梁数量多,但却十分分散,一般均跨越河沟水渠,或者铁路、高速公路立体布置。桥梁结构形式最多的就是混
5、凝土梁桥和拱桥(包括石拱桥),形式简单、跨径较小,受力明确。n,相当一部分桥梁特别是早期修建的桥梁大都有不同成程度的病害,运营存在安全隐患。n桥梁工程的安全是以结构的强度、刚度、稳定性及耐久性等指标来衡量的。桥梁结构应具有足够的强度,以承受作用于其上的荷载;结构各部必须具有足够的刚度,以便在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形;结构各部分尺寸必须适当以使其承受压缩荷载时不发生屈曲。因此,不仅要保证结构具有整体的强度、刚度和稳定性,而且要保持结构的局部具有整体的强度、刚度和稳定性,同时结构必须有较高的耐久性。由于桥梁结构作用荷载的随机性、材料强度的离散性、施工技术的分散性、计算假定的近似性,其实际安
6、全度是一个不确定值。2、设计等级低,承受负荷在不断上升、设计等级低,承受负荷在不断上升n而当今农村经济水平不断提升,农村道路上的大吨位车辆越来越多,使县乡公路桥梁特别是修建年代较长、等级较低的桥梁病害加剧。n另外近几年来,高速公路建设的规模和数量也在急剧增加,高速公路所经之处沿线的农村道路及桥梁病害更为突出。在走访调查中发现,许多农村公路管理机构为了遏制大型超在车辆通行,在公路上修建S形的防撞墩,从道路养护方面来讲可以一劳永逸,但却不利于地方经济发展,失去了修建公路的意义。n和高等级公路相比,农村公路建设不管从技术管理人员的配置数量,还是机械设备的性能以及质量检测手段方面,水平相对都比较低下,
7、对施工工艺的控制远没有高速公路那样严格,所以不管是现在新建的还是已有的旧桥梁,整体质量普遍偏低。n3、施工工艺和质量水平偏低、施工工艺和质量水平偏低n对一些病害程度无法做出正确判断,难以作出有效的加固方案。n现有修建于上个世纪六、七十年代的桥梁中相当一部由于年代已久,资料缺失,有些跨径较小的桥梁和涵洞,是根据经验修建的,根本没有资料,桥梁所处位置的地质情况、主要构件的配筋情况都无据可查,这就导致加固设计方案不理想或成本加大。4、一些桥梁缺少必要的基础资料、一些桥梁缺少必要的基础资料n缺乏专业的养护技术队伍及高效率的机械养护设施,道班工人仅仅了是清扫路面桥面,没有能力和意识对桥梁的初始梁病害进行
8、控制,使桥梁的病害发展速度加快,小问题变成大问题,小破损变成大病害。比如桥梁泄水孔泄水孔四周渗水,这一病害如果不及时发现并予以适当维修,将会很快使泄水孔周边的钢筋腐蚀,雨水沿着翼缘板流至腹板和底板,如果梁体有裂缝就会加快混凝土和受力筋的腐蚀变质;再比如伸缩缝胶伸缩缝胶条条破损后垃圾会使桥梁的伸缩功能失效,雨水也会流入支座,加快了支座的老化,大量雨水由伸缩缝出流入桥台,使桥台冲刷后下沉,发生桥头跳车现象。可以说,养护工作水平的高低可以很大程度上决定了桥梁病害的发展速度和大规模加固周期。n5、桥梁的日常养护工作跟不上、桥梁的日常养护工作跟不上6、构件更易受损、构件更易受损n农村道路使用监管不力,桥
9、梁上的设施、人口密集区,道路两旁经常有各类随意修建的违章建筑,影响视线,使事故率急剧上升,桥梁防护设受损,更有甚者,偷窃桥梁防护设施;桥梁旁边常因村民随意堆放麦秆等,极易发生火灾;桥下挖沙,导致基础暴露、冲刷悬空,河道堵塞,排洪不畅等病害较为突出。、n中国凡是在公共事业建设方面,因行政区域划分而产生的“三不管”地段是普遍存在的。在调查中发现,往往道路、桥梁损毁严重的路段很多都在行政区域划分的交界处。7、行政交界处桥梁病害比较突出、行政交界处桥梁病害比较突出泄水管渗水泄水管渗水支座腐蚀支座腐蚀伸缩胶条破裂,雨水、垃圾引起支座腐蚀伸缩胶条破裂,雨水、垃圾引起支座腐蚀河道拥堵河道拥堵河道拥堵,排洪不
10、畅河道拥堵,排洪不畅第二节第二节桥梁病害分析桥梁病害分析n前面谈过,农村公路中桥梁的主要形式是混凝土梁桥和拱桥(包括石拱桥),其病害的外在表现和高速公路基本一样,但由于农村公路设计等级低,管理水平整体较薄弱,将更易出现问题,下面就常见的混凝土桥梁病害给以分析。桥梁病害类型桥梁病害类型n混凝土裂缝n混凝土剥落n钢筋锈蚀n基础变形下沉n支座和伸缩缝失效n防护设施破损一、裂缝一、裂缝n裂缝是混凝土最常见的病害之一最常见的病害之一,桥面、梁板、下部结构中都有出现,其宽度和数量如果超出规范允许的范围和限度,就会导致结构恶化,影响到桥梁的承载能力和使用寿命承载能力和使用寿命,因该引起高度重视。下面就对混凝
11、土裂缝产生的原因予以具体介绍。引起裂缝的原因引起裂缝的原因n荷载引起的裂缝n温度变化引起的裂缝n干缩引起的裂缝n膨胀引起的裂缝n材料质量引起的裂缝n工艺质量引起的裂缝(一)荷载引起的裂缝(一)荷载引起的裂缝n混凝土桥梁在常规静荷载和动荷载下产生的裂缝称为荷载裂缝,产生的原因有:1、在设计阶段、在设计阶段,结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够;设计断面不足,钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当等均可引起裂缝。n2、在施工阶段在施工阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构结构受力特点,随意翻身、起吊、运
12、输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式等。3、在使用阶段在使用阶段,超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。(二)温度变化引起的裂缝(二)温度变化引起的裂缝n混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出荷载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢
13、。引起温度变化主要因素有:引起温度变化主要因素引起温度变化主要因素n1、年温差、年温差:一年中四季温度不断变化,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移,一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调,当结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝,例如拱桥、刚架桥等。n2、日光暴晒、日光暴晒:桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,变形量也超出其他部位,导致内部产生较大的拉应力,出现裂缝。n3、骤然降温、骤然降温:突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降,但因内部温度变化相对较慢而产生温差。n4、水化热:、水化热:出现在大体积混凝土浇筑之后,由于水泥水化
14、放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况,必要时可采用循环冷却系统进行内部散热,或采用薄层连续浇筑以加快散热。5、蒸汽养护或冬季施工、蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,易出现裂缝。(三)干缩引起的裂缝(三)干缩引起的裂缝n在实际工程中,混凝土因体积收缩变形引起的体积收缩变形引起的裂缝裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因。混凝土体积变形的主要原因混凝土体积变形的主要原因n1、塑性收缩:、塑性收缩:混凝土浇筑后45小时左右,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急
15、剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,因此时的混凝土尚未硬化,称为塑性收缩称为塑性收缩。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处,如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处,因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩,施工时应控制水灰比,避免过长时间的搅拌,下料不宜太快,振捣要密实,竖向变截面处宜分层浇筑。n2、缩水收缩(干缩):、缩水收缩(干缩):混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土
16、承受拉力,当超过抗拉强度时,便产生收缩裂缝。n混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝,裂缝宽表面裂缝,裂缝宽度较细,且纵横交错,成龟裂状,度较细,且纵横交错,成龟裂状,形状没有任何规律。(四)膨胀引起的裂缝(四)膨胀引起的裂缝n气温低于零度时,混凝土中的水分出现冰冻,水转变成冰,体积膨胀9%,使混凝土产生膨胀应力,裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重,成龄后混凝土强度损失可达30%50%温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。冬季施工时,采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂,可保证混凝土在低温条件下正常硬化,不产生冻胀裂缝。(五)材料
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