论文部分内容阅读
摘 要:在役桥梁中钢筋混凝土简支梁的裂缝最为常见,裂缝对结构承载力和耐久性均有不同的影响。本文简要介绍了在役桥梁钢筋混凝土简支梁板常见的裂缝及其成因,提出了裂缝的检测与观测裂缝发展的方法。
关键词:钢筋混凝土简支梁板裂缝检测观测
中图分类号:TV543文献标识码: A
前言:桥梁是公路的重要组成部分,直接影响着公路行车安全和畅通,在使用过程中,会出现不同程度的病害。现阶段钢筋混凝土简支梁桥在我国的桥梁中占比较大,其出现的病害以裂缝最为常见。梁板会出现各种不同形式的裂缝,有些裂缝对结构承载力有巨大影响,有些裂缝对结构的耐久性有影响,故裂缝检查就显得特别重要。
1、钢筋混凝土简支梁橋梁板常见裂缝
根据裂缝出现的外因,裂缝可分为非结构性裂缝和结构变形变化与荷载裂缝;根据裂缝的不同形态及走向,裂缝可分为横向裂缝、纵向裂缝、水平裂缝、竖向裂缝、斜裂缝和网状裂缝。
(1)弯拉裂缝。这类裂缝一般在梁(板)L/4~3/4L附近产生。在梁(板)的侧面,这类裂缝往往从梁(板)的受拉区边缘,沿与主筋垂直的方向竖直延伸,通常在两条延伸较长的裂缝间有数条较短的裂缝。在梁(板)的底面,这类裂缝也会沿着与主筋垂直方向发生,特别是空心板。总体来说,这种裂缝在板主要表现在底面,为横向裂缝;在T梁主要表现在侧面,为竖向裂缝。
这类裂缝主要是弯曲拉应力超出混凝土极限抗拉强度引起的弯曲裂缝。一般认为,只要这类裂缝在梁(板)侧面延伸不到截面中性轴位置,这类裂缝宽度在荷载作用下的变化就不大,也就比较稳定。所以,只要最大裂缝宽度不超过限值时,即认为此种裂缝对结构当前的承载能力影响不大,但对结构耐久性有影响。
梁(板)受拉区的弯拉裂缝
(2)腹板斜裂缝。一般表现为两种形式:腹剪裂缝和弯剪裂缝。
腹剪裂缝是钢筋混凝土T形梁最常见的斜裂缝形态之一,在板梁中较少见到。这类缝一般在支点附近至1/4跨范围内发生。在梁的腹板侧面上,裂缝延伸方向与梁纵向成大约45~60°的夹角。这类裂缝产生的原因是在荷载作用下,在靠近支点的部位,剪力大而又有一定的弯矩存在,主拉应力超过混凝土抗拉强度 ,在梁腹板中出现腹剪裂缝。在较大的荷载作用下,这类裂缝的宽度会有所增大,但只要在斜裂缝的限定宽度之内,裂缝上下延伸的长度不会有较大变化。
弯剪裂缝。是钢筋混凝土T形梁另一类常见的斜裂缝形态。它是从竖向弯曲裂缝上发展的斜裂缝,一般与梁轴线成30~45°夹角,一般位于1/4跨附近。这类裂缝发生在弯矩和剪力都较大的部位,拉应力超过了混凝土弯拉强度,首先出现了弯曲裂缝,随着荷载增加,这种向上延伸的裂缝由于受到剪力影响而发生倾斜。
梁腹板斜裂缝
(3)梁腹板半梁高处的表面裂缝。这类裂缝多见于高度较大的钢筋混凝土T形梁腹上。裂缝位于腹板1/2梁高处,裂缝的下端达不到梁的受拉区边缘。裂缝在腹板半梁高附近宽度较大,裂缝上下端的宽度较小。这类裂缝在梁跨间各部分都可能存在。在梁的跨中附近,这类裂缝大致与主筋垂直,而在梁的支点与1/4跨之间,裂缝大致与梁轴线成60°的角度。
这类裂缝主要是梁体混凝土不均匀收缩产生的,也有车辆荷载作用的因素。
梁腹板1/2梁高处的表面裂缝
(4)主筋部位的水平纵向裂缝。这类裂缝往往在主筋位置附近并顺着主筋方向水平延伸,常见于现浇实心板板底以及预制梁板的边梁侧面和底部。这种裂缝一般较宽。
裂缝产生的原因主要有墩台的不均匀沉降、混凝土缺陷、保护层过薄和钢筋锈蚀引起的锈胀以及与车辆荷载的共同作用。
(5)梁腹板侧面网状裂缝。这类裂缝分布于梁腹板表面上,似一片片断网,没有一定的规律,裂缝宽度一般很小(0.01~0.05mm),在荷载作用下,裂缝的宽度和长度变化都很小。这类裂缝是由于梁体混凝土内外收缩不均匀而引起的,是非荷载作用产生的裂缝。
梁腹板侧面网状裂缝
(6)支座处的裂缝。这类裂缝位于简支梁支座钢制上垫板处的梁体上。裂缝由支座上垫板与混凝土交界处发生并斜向上发展,有些无支座或者是简易支座的桥梁也会发生这种病害。这类裂缝的产生原因可能是由于桥墩不均匀沉降或歪斜、混凝土局部承压能力不够、支座侧斜或转动不自如等造成的。
梁体在支座处的裂缝
2、裂缝的检测及观测方法
(1)裂缝的检测方法
裂缝检测以目测为主,辅以裂缝测量仪。裂缝检测的内容为裂缝的形态、分布情况、裂缝周围有无锈迹和凝胶产物以及裂缝发生的部位、走向、宽度、长度以及裂缝的变化发展情况等。
目测裂缝界面、走向、部位、分布情况及裂缝处颜色。
②用于触摸裂缝,记录裂缝两侧有无高差。
③在裂缝边约3~5mm处用粉笔或记号笔沿裂缝走向勾画线,并测量裂缝长度。
④ 标注出裂缝位置坐标。
⑤别测量裂缝最宽处和主筋重心部位的宽度,并标记在测量位置。
⑥在裂缝部位用小锤轻轻敲击,通过声响判定裂缝内部有无胀裂现象。
⑦根据检测结果分析裂缝性质和产生原因。
(2)裂缝发展的观测方法
对裂缝长度是否发展可观察裂缝两端是否超出前一次油漆划线。方法是在裂缝的起点和终点划上与裂缝走向垂直的红油漆线记号,把裂缝登记编号,观测并记下裂缝的部位、走向、宽度、分布状况和长度等。
对裂缝是否沿宽度方向继续扩展,可做灰块或玻璃测标进行观测。其方法是先将安设测标部位的结构表面凿毛,用1:2水泥砂浆或石膏在裂缝上抹成厚10~15mm的方形或圆形灰块,也可用石膏将细条状玻璃固定在裂缝两侧结构表面上,对测标编号并注明安设日期,当裂缝继续扩展时,测标就会断裂。
设砂浆块、石膏块、玻璃片及划油漆线观测裂缝法
参考文献
公路桥涵养护术规范.人民交通出版社2004
公路桥梁技术状况评定标准.人民交通出版社2012
作者简介:山东省公路检测中心高建国
关键词:钢筋混凝土简支梁板裂缝检测观测
中图分类号:TV543文献标识码: A
前言:桥梁是公路的重要组成部分,直接影响着公路行车安全和畅通,在使用过程中,会出现不同程度的病害。现阶段钢筋混凝土简支梁桥在我国的桥梁中占比较大,其出现的病害以裂缝最为常见。梁板会出现各种不同形式的裂缝,有些裂缝对结构承载力有巨大影响,有些裂缝对结构的耐久性有影响,故裂缝检查就显得特别重要。
1、钢筋混凝土简支梁橋梁板常见裂缝
根据裂缝出现的外因,裂缝可分为非结构性裂缝和结构变形变化与荷载裂缝;根据裂缝的不同形态及走向,裂缝可分为横向裂缝、纵向裂缝、水平裂缝、竖向裂缝、斜裂缝和网状裂缝。
(1)弯拉裂缝。这类裂缝一般在梁(板)L/4~3/4L附近产生。在梁(板)的侧面,这类裂缝往往从梁(板)的受拉区边缘,沿与主筋垂直的方向竖直延伸,通常在两条延伸较长的裂缝间有数条较短的裂缝。在梁(板)的底面,这类裂缝也会沿着与主筋垂直方向发生,特别是空心板。总体来说,这种裂缝在板主要表现在底面,为横向裂缝;在T梁主要表现在侧面,为竖向裂缝。
这类裂缝主要是弯曲拉应力超出混凝土极限抗拉强度引起的弯曲裂缝。一般认为,只要这类裂缝在梁(板)侧面延伸不到截面中性轴位置,这类裂缝宽度在荷载作用下的变化就不大,也就比较稳定。所以,只要最大裂缝宽度不超过限值时,即认为此种裂缝对结构当前的承载能力影响不大,但对结构耐久性有影响。
梁(板)受拉区的弯拉裂缝
(2)腹板斜裂缝。一般表现为两种形式:腹剪裂缝和弯剪裂缝。
腹剪裂缝是钢筋混凝土T形梁最常见的斜裂缝形态之一,在板梁中较少见到。这类缝一般在支点附近至1/4跨范围内发生。在梁的腹板侧面上,裂缝延伸方向与梁纵向成大约45~60°的夹角。这类裂缝产生的原因是在荷载作用下,在靠近支点的部位,剪力大而又有一定的弯矩存在,主拉应力超过混凝土抗拉强度 ,在梁腹板中出现腹剪裂缝。在较大的荷载作用下,这类裂缝的宽度会有所增大,但只要在斜裂缝的限定宽度之内,裂缝上下延伸的长度不会有较大变化。
弯剪裂缝。是钢筋混凝土T形梁另一类常见的斜裂缝形态。它是从竖向弯曲裂缝上发展的斜裂缝,一般与梁轴线成30~45°夹角,一般位于1/4跨附近。这类裂缝发生在弯矩和剪力都较大的部位,拉应力超过了混凝土弯拉强度,首先出现了弯曲裂缝,随着荷载增加,这种向上延伸的裂缝由于受到剪力影响而发生倾斜。
梁腹板斜裂缝
(3)梁腹板半梁高处的表面裂缝。这类裂缝多见于高度较大的钢筋混凝土T形梁腹上。裂缝位于腹板1/2梁高处,裂缝的下端达不到梁的受拉区边缘。裂缝在腹板半梁高附近宽度较大,裂缝上下端的宽度较小。这类裂缝在梁跨间各部分都可能存在。在梁的跨中附近,这类裂缝大致与主筋垂直,而在梁的支点与1/4跨之间,裂缝大致与梁轴线成60°的角度。
这类裂缝主要是梁体混凝土不均匀收缩产生的,也有车辆荷载作用的因素。
梁腹板1/2梁高处的表面裂缝
(4)主筋部位的水平纵向裂缝。这类裂缝往往在主筋位置附近并顺着主筋方向水平延伸,常见于现浇实心板板底以及预制梁板的边梁侧面和底部。这种裂缝一般较宽。
裂缝产生的原因主要有墩台的不均匀沉降、混凝土缺陷、保护层过薄和钢筋锈蚀引起的锈胀以及与车辆荷载的共同作用。
(5)梁腹板侧面网状裂缝。这类裂缝分布于梁腹板表面上,似一片片断网,没有一定的规律,裂缝宽度一般很小(0.01~0.05mm),在荷载作用下,裂缝的宽度和长度变化都很小。这类裂缝是由于梁体混凝土内外收缩不均匀而引起的,是非荷载作用产生的裂缝。
梁腹板侧面网状裂缝
(6)支座处的裂缝。这类裂缝位于简支梁支座钢制上垫板处的梁体上。裂缝由支座上垫板与混凝土交界处发生并斜向上发展,有些无支座或者是简易支座的桥梁也会发生这种病害。这类裂缝的产生原因可能是由于桥墩不均匀沉降或歪斜、混凝土局部承压能力不够、支座侧斜或转动不自如等造成的。
梁体在支座处的裂缝
2、裂缝的检测及观测方法
(1)裂缝的检测方法
裂缝检测以目测为主,辅以裂缝测量仪。裂缝检测的内容为裂缝的形态、分布情况、裂缝周围有无锈迹和凝胶产物以及裂缝发生的部位、走向、宽度、长度以及裂缝的变化发展情况等。
目测裂缝界面、走向、部位、分布情况及裂缝处颜色。
②用于触摸裂缝,记录裂缝两侧有无高差。
③在裂缝边约3~5mm处用粉笔或记号笔沿裂缝走向勾画线,并测量裂缝长度。
④ 标注出裂缝位置坐标。
⑤别测量裂缝最宽处和主筋重心部位的宽度,并标记在测量位置。
⑥在裂缝部位用小锤轻轻敲击,通过声响判定裂缝内部有无胀裂现象。
⑦根据检测结果分析裂缝性质和产生原因。
(2)裂缝发展的观测方法
对裂缝长度是否发展可观察裂缝两端是否超出前一次油漆划线。方法是在裂缝的起点和终点划上与裂缝走向垂直的红油漆线记号,把裂缝登记编号,观测并记下裂缝的部位、走向、宽度、分布状况和长度等。
对裂缝是否沿宽度方向继续扩展,可做灰块或玻璃测标进行观测。其方法是先将安设测标部位的结构表面凿毛,用1:2水泥砂浆或石膏在裂缝上抹成厚10~15mm的方形或圆形灰块,也可用石膏将细条状玻璃固定在裂缝两侧结构表面上,对测标编号并注明安设日期,当裂缝继续扩展时,测标就会断裂。
设砂浆块、石膏块、玻璃片及划油漆线观测裂缝法
参考文献
公路桥涵养护术规范.人民交通出版社2004
公路桥梁技术状况评定标准.人民交通出版社2012
作者简介:山东省公路检测中心高建国