53讲义桥梁工程质量通病及防治措施技术

1B钻孔灌注桩断桩的防治

一、原因分析

1.骨料级配差,混凝土和易性差而造成离析卡管;混凝土坍落度小;石料粒径过大,导管直径较小(导管内径一般为20~35cm),在混凝土灌注过程中堵塞导管,且在混凝土初凝前未能疏通好,中断施工,形成断桩。

2.由于测量及计算错误,致使导管底口距孔底距离较大,使首批灌注的混凝土不能埋住导管,从而形成断桩。

3.在导管提拔时,由于测量或计算错误,或盲目提拔导管使导管提拔过量,从而使导管拔出混凝土面,或使导管口处于泥浆或泥浆与混凝土的混合层中,形成断桩。

4.提拔导管时,钢筋笼卡住导管,在混凝土初凝前无法提起,造成混凝土灌注中断,形成断桩。

5.导管接口渗漏致使泥浆进入导管内,在混凝土内形成夹层,造成断桩。

6.导管埋置深度过深,无法提起或将导管拔断,灌注中断造成断桩。

7.由于其他意外原因(如机械故障、停电、塌孔、材料供应不足等)造成混凝土不能连续灌注,中断间歇时间过长超过混凝土初凝时间,致使导管内混凝土初凝堵管或孔内顶面混凝土初凝不能被新灌注混凝土顶升而被顶破,从而形成断桩。

二、防治措施

1.关键设备(混凝土搅拌设备、发电机、运输车辆)要有备用,材料(砂、石、水泥等)要准备充足,以保证混凝土能连续灌注。

2.混凝土要求和易性好,坍落度要控制在18~22cm。对混凝土数量大,浇筑时间长的大直径长桩,混凝土配合比中宜掺加缓凝剂,以防止先期灌注的混凝土初凝,堵塞导管。

3.在钢筋笼制作时,一般要采用对焊,以保证焊口平顺。当采用搭接焊时,要保证焊缝不要在钢筋笼内形成错台,以防钢筋笼卡住导管。

4.导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定,尽量釆用大直径导管;对每节导管进行组装编号,导管安装完毕后要建立复核和检验制度。导管使用前,要对导管进行检漏和抗拉力试验,以防导管渗漏。

5.认真测量和计算孔深与导管长度,下导管时,其底口距孔底的距离控制在25~40cm之间(注意导管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中),同时要能保证首批混凝土灌注后能埋住导管至少1.0m。在随后的灌注过程中,导管的埋置深度一般控制在2.0~6.0m的范围内。

6.在提拔导管时要通过测量混凝土的灌注深度及已拆下导管的长度,认真计算提拔导管的长度,严禁不经测量和计算而盲目提拔导管。

7.当混凝土堵塞导管时,可釆用拔插抖动导管(注意不可将导管口拔出混凝土面),当所堵塞的导管长度较短时,也可以用型钢插入导管内来疏通,也可以在导管上固定附着式振捣器进行振动来疏通导管内的混凝土。

8.当钢筋笼卡住导管时,可设法转动导管,使其脱离钢筋笼。

1B钢筋混凝上梁桥预拱度偏差的防治

一、原因分析

1.现浇梁:由于支架的形式多样,对地基在荷载作用下的沉陷、支架弹性变形和混凝土梁挠度的计算所依据的一些参数均是建立在经验值上的,因此计算得到的预拱度往往与实际发生的有一定的差距。

2.预制梁:一方面由于混凝土强度的差异、混凝土弹性模量不稳定导致梁的起拱值的不稳定、施加预应力时间差异、架梁时间不一致,导致预拱度计算时各种假定条件与实际情况不一致,造成预拱度的偏差。另一方面,理论计算公式本身是建立在一些试验数据的基础上的,理论计算与实际本身存在偏差。如用标准养护的混凝土试块弹性模量作为施加张拉条件,当标准养护的试块强度达到设计的张拉强度时,由于梁板养护条件不同,其弹性模量可能尚未达到设计值,导致梁的起拱值大;当计算所采用的钢绞线的弹性模量值大于实际钢绞线的弹性模量值时,则计算伸长量偏小,这样造成实际预应力不够;当计算所采用的钢绞线的弹性模量值小于实际钢绞线的弹性模量值时,则计算伸长量偏大,将造成超张拉;实际预应力超过设计预应力易引起大梁的起拱值大,且出现裂缝。第三方面是施工工艺的原因,如波纹管竖向偏位过大,造成零弯矩轴偏位,则最大正弯矩发生变化较大导致梁的起拱值过大或过小。

二、防治措施

1.提高支架基础、支架及模板的施工质量,并按要求进行预压,确保模板的标高偏差在允许的范围内。按要求设置支架预拱度,使上部构造在支架拆除后能达到设计规定的外形。

2.加强施工控制,及时调整预拱度误差。

3.严格控制张拉时的混凝土强度,控制张拉的试块应与梁板同条件养护,对于预制梁还需控制混凝土的弹性模量。

4.要严格控制预应力筋在结构中的位置,波纹管的安装定位应准确;控制张拉时的应力值,并按要求的时间持荷。

5.钢绞线伸长值的计算应采用同批钢绞线弹性模量的实测值。预制梁存梁时间不宜过长。

1B箱梁两侧腹板混凝土厚度不均的防治

—、原因分析

1.箱梁模板设计不合理。

2.模板强度不足,或箱梁内模没有固定牢固,使内模与外模相对水平位置发生偏差。

3.箱梁内模由于刚度不够,在浇筑混凝土过程中发生变形。

4.混凝土没有对称浇筑,由于单侧压力过大,使内模偏向另一侧。

二、防治措施

1.内模要坚固,刚度符合相关施工规范要求。

2.将箱梁内模固定牢固,使其上下左右均不能移动。

3.内模与外模在两侧腹板部位设置支撑。

4.浇筑腹板混凝土时,两侧应对称进行。

1B钢筋混凝上结构构造裂缝的防治

一、原因分析

钢筋混凝土结构的构造裂缝是指由于结构非荷载原因产生的混凝土结构物表面裂缝,

影响因素有:

1.材料原因

(1)水泥质量不好,如水泥安定性不合格等,浇筑后导致产生不规则的裂缝。

(2)骨料含泥料过大时,随着混凝土干燥、收缩,出现不规则的花纹状裂缝。

(3)骨料为风化性材料时,将形成以骨料为中心的锥形剥落。

2.施工原因

(1)混凝土搅拌时间和运输时间过长,导致整个结构产生细裂缝。

(2)模板移动鼓出,将使混凝土浇筑后不久产生与模板移动方向平行的裂缝。

(3)基础与支架的强度、刚度、稳定性不够引起支架下沉、不均匀下沉,脱模过早,导致混凝土浇筑后不久产生裂缝,并且裂缝宽度也较大。

(4)接头处理不当,导致施工缝变成裂缝。

(5)养护问题,塑性收缩状态将会在混凝土表面发生方向不定的收缩裂缝,这类裂缝尤以大风、干燥天气最为明显。

(6)在混凝土高度突变以及钢筋保护层较薄部位,由于振捣或析水过多造成沿钢筋方向的裂缝。

(7)大体积混凝土未采用缓凝和降低水泥水化热的措施、使用了早强水泥的混凝土,受水化热的影响浇筑后2~3d导致结构中产生裂缝;同一结构物的不同位置温差大,导致混凝土凝固时因收缩所产生的收缩应力超过混凝土极限抗拉强度,或内外温差大表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度而产生裂缝。

(8)水胶比大的混凝土,由于干燥收缩,在龄期2~3个月内产生裂缝。

二、防治措施

1.选用优质的水泥及优质骨料。

2.合理设计混凝土的配合比,改善骨料级配、降低水胶比、掺加粉煤灰等掺合料、掺加缓凝剂;在工作条件能满足的情况下,尽可能采用较小水胶比及较低坍落度的混凝土。

3.避免混凝土搅拌很长时间后才使用。

4.加强模板的施工质量,避免出现模板移动、鼓出等问题。

5.基础与支架应有较好的强度、刚度、稳定性并应采用预压措施;避免出现支架下沉,模板的不均匀沉降和脱模过早。

6.混凝土浇筑时要振捣充分,混凝土浇筑后要及时养护并加强养护工作。

7.大体积混凝土应优选矿渣水泥等低水化热水泥;采用遮阳凉棚的降温措施、布置冷却水管等措施,以降低混凝土水化热、推迟水化热峰值出现;同一结构物的不同位置温差应满足设计及规范要求。

1B悬骨浇筑钢筋混凝土箱梁的施工(挠度)控制

悬臂浇筑施工(挠度)控制是桥梁施工中的一个难点,控制不好,两端悬臂浇筑至合龙时,梁底高程误差会大大超岀允许范围,既对结构不利,又影响美观。

—、原因分析

悬臂浇筑钢筋混凝土箱梁桥的施工合龙标高误差是由于梁体采用节段悬臂浇筑施工,施工

过程中立模标高的计算采用的参数与实际有差异,计算公式为经验公式造成的,影响因素有:

1.混凝土重力密度的变化、截面尺寸的变化。

2.混凝土弹性模量随时间的变化。

3.混凝土的收缩徐变规律与环境的影响。

4.日照及温度变化也会引起挠度的变化。

5.张拉有效预应力的大小。

6.结构体系转换以及桥墩变位也会对挠度产生影响。

7.施工临时荷载对挠度的影响。

二、防治措施

1.对挂篮进行加载试验,消除非弹性变形,并向监测人员提供非弹性变形值及挂篮荷载一弹性变形曲线。

2.在0号块箱梁顶面建立相对坐标系,以此相对坐标控制立模标高值;施工过程中及时采集观测断面标高值并提供给监控人员。

3.温度控制:在梁体上布置温度观测点进行观测,掌握箱梁截面内外温差和温度在界面上的分布情况,以获得较准确的温度变化规律。

4.挠度观测:在一天中温度变化相对小的时间,在箱梁的顶底板布置测点,测立模时、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、预应力束张拉前、预应力束张拉后的标高。

5.应力观测:在梁体合理布置测试断面和测点,在施工过程中测试截面的应力变化与应力分布情况,验证各施工阶段被测梁段的应力值和仿真分析的吻合情况。

6.严格控制施工过程中不平衡荷载的分布及大小。

1B桥面铺装病害的防治

一、原因分析

桥面铺装病害形成原因:梁体预拱度过大,桥面铺装设计厚薄难以调整施工允许误差;施工质量控制不严,桥面铺装混凝土质量差;桥头跳车和伸缩缝破坏引起的连锁破坏;桥梁结构的大变形引起沥青混凝土铺装层的破坏;水害引起沥青混凝土铺装的破坏;铺装防水层破损导致桥面铺装的破坏等。桥面铺装常规性破坏与一般路面破坏原理相同。

二、防治措施

1.常规破坏同路面通病防治。

2.加强对主梁的施工质量控制,避免出现预拱度过大。

3.加强桥面铺装施工质量控制,严格控制钢筋网的安装。

4.提高桥面防水混凝土的强度,避免出现防水混凝土层破坏。

5.桥梁应加强桥面排水的设计和必要的水量计算;优化桥面铺装的混凝土配合比设计,选用优质骨料,提高桥面铺装的施工和养护质量。

1B桥梁伸缩缝病害的防治

一、原因分析

桥梁伸缩缝是使车辆平稳通过桥面并且满足桥梁结构变形的一整套装置,由于它是桥梁结构过渡到桥台及路基的可伸缩连接装置,一方面要满足桥梁结构伸缩功能,另一方面要满足车辆通行的承载需要。桥梁伸缩缝受力复杂,是结构中的薄弱环节,经常出现竣工后不久即发生损坏。导致损坏的因素有:

1.交通流量增大,超载车辆增多,超出了设计。

2.设计因素:将伸缩缝的预埋钢筋锚固于刚度薄弱的桥面板中;伸缩设计量不足,以致伸缩缝选型不当;设计对伸缩装置两侧的填充混凝土、锚固钢筋设置、质量标准未做出明确的规定;对于大跨径桥梁伸缩缝结构设计技术不成熟;对于锚固件胶结材料选择不当,导致金属结构锚件锈蚀,最终损坏伸缩缝装置。

3.施工因素:施工工艺缺陷;锚件焊接内在质量;赶工期忽视质量检查;伸缩装置两侧填充混凝土强度、养护时间、粘结性和平整度未能达到设计标准;伸缩缝安装不合格。

4.管理维护因素:通行期间,填充到伸缩缝内的外来物未能及时清除,限制伸缩缝功能导致额外内力形成;轻微的损害未能及时维修,加速了伸缩缝的破坏;超重车辆上桥行驶,给伸缩缝的耐久性带来威胁。

二、防治措施

1.在设计方面,精心设计,选择合理的伸缩装置。

2.提高对桥梁伸缩装置施工工艺的重视程度,严格按施工工序和工艺标准的要求施工。

3.提高锚固件焊接施工质量。

4.提高后浇混凝土或填缝料的施工质量,加强填缝混凝土的振捣密实,确保混凝土达到设计强度标准,及时养护,无空隙、空洞。

5.避免伸缩装置两侧的混凝土与桥面系的相邻部位结合不紧密。

1B桥头跳车的防治

一、原因分析

桥头跳车是由于桥台为刚性体,桥头路基为塑性体,在车辆长期通过的影响及路基填土自然固结沉降下,桥台与桥头路基形成了高差导致桥头跳车。主要影响因素有:

1.台后地基强度与桥台地基强度不同、台后填料自然固结压缩。

2.桥头路堤及堆坡范围内地基填筑前处理不彻底。

3.台后压实度达不到标准,高填土引道路堤本身出现的压缩变形。

4.路面水渗入路基,使路基土软化,水土流失造成桥头路基引道下沉;回填不及时积水而引起的桥头回填土压实度不够。

5.台后沉降大于设计容许值。

6.台后填土材料不当,或填土含水量过大。

7.软基路段台前预压长度不足,软基路段桥头堆载预压卸载过早,软基路段桥头处软基处理深度不到位,质量不符合设计要求。

二、防治措施

1.重视桥头地基处理,釆用先进的台后填土施工工艺。选用合适的压实机具,确保台后及时回填,回填压实度达到要求。

2.改善地基性能,提高地基承载力,减少差异沉降。保证足够的台前预压长度。连续进行沉降观测,保证桥头沉降速率达到规定范围内再卸载。确保桥头软基处理深度符合要求,严格控制软基处理质量。

3.有针对性地选择台后填料,提高桥头路基压实度。如采用砂石料等固结性好、变形小的填筑材料处理桥头填土。

4.做好桥头路堤的排水、防水工程,设置桥头搭板。

5.优化设计方案、采用新工艺加固路堤。




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