桥梁结构病害疹治与改造加固设计.doc文档32页推荐下载

大混凝土保护层的厚度，防止由于混凝土保护层碳化引起钢筋钝化 膜的破坏。

因此，对新建结构而言，提高混 凝土结构耐久性的基本途径是增强混凝土的密实度，防止和控制混凝土开裂，阻止 水分的侵入加度将大大加快。

钢筋腐蚀伴有体积膨胀，使混凝土出现沿钢筋的纵向裂缝，造成钢筋与混凝 土之间的粘结力破坏，钢筋截面面积减少，使结构构件的承载力降低，变形和裂缝 增大等系列不良后果，并随着时间的推移，腐蚀会逐渐恶化，最终可能导致结构 的完全破坏。

值得注意的是，上述所有侵蚀混凝土和钢筋的作用都需要有水作介质。

另方 面，几乎所有的侵蚀作用对混凝土结构的破坏都与侵蚀作用引起的混凝土膨胀，最 终导致混凝土的开裂有关。

土抗拉强度极限值时，即会引起混凝土裂缝，裂缝旦出现，变形得到释放，自应 力也就消失了。

两类裂缝有明显的区别，危害效果也不相同，有时两类裂缝融在起。

调查资 料表明，在两类裂缝中以变形引起的裂缝占主导的约占以荷载引起的裂缝占 主导的约占。

对裂缝原因的分析是裂缝危害性评定，裂缝修补和加固的依据， 若对裂缝不经分析研究就盲目进行处理，不仅达不到预期的效果，还可能潜藏着突 发性事故的危险。

第二类由变形引起的裂缝，称为非结构性裂缝，如温度变化混凝土收缩等 因素引起的结构变形受到限制时，在结构内部就会产生自应力，当此应力达到混凝 破坏都与侵蚀作用引起的混凝土膨胀，最 终导致混凝土的开裂有关。

而且当混凝土结构开裂后，腐蚀速上述所有侵蚀混凝土和钢筋的作用都需要有水作介质。

不良后果，并随着时间的推移，腐蚀会逐渐恶化，最终可能导致结构 的完全破坏。

值得注意的是，钢筋腐蚀伴有体积膨胀，使混凝土出现沿钢筋的纵向裂缝，造成钢首要条件是钝化膜坏，混凝土的碳化及氯离子侵蚀都会造 成覆盖钢筋表面的碱性钝化膜的破坏，加之有水分和氧的侵入，就可能引起钢筋的 腐蚀。

部分内容简介未采用防盐冻措施而使除冰盐者，少则冬，多则几冬，即 可产生严重盐部分内容简介未采用防盐冻措施而使除冰盐者，少则冬，多则几冬，即 可产生严重盐冻破坏 在没有干扰的剥蚀表面或裂缝中可见到白色盐结晶体 钢筋锈蚀 混凝土中钢筋腐蚀的首要条件是钝化膜坏，混凝土的碳化及氯离子侵蚀都会造 成覆盖钢筋表面的碱性钝化膜的破坏，加之有水分和氧的侵入，就可能引起钢筋的 腐蚀。

钢筋腐蚀伴有体积膨胀，使混凝土出现沿钢筋的纵向裂缝，造成钢筋与混凝 土之间的粘结力破坏，钢筋截面面积减少，使结构构件的承载力降低，变形和裂缝 增大等系列不良后果，并随着时间的推移，腐蚀会逐渐恶化，最终可能导致结构 的完全破坏。

值得注意的是，上述所有侵蚀混凝土和钢筋的作用都需要有水作介质。

另方 面，几乎所有的侵蚀作用对混凝土结构的破坏都与侵蚀作用引起的混凝土膨胀，最 终导致混凝土的开裂有关。

而且当混凝土结构开裂后，腐蚀速度将大大加快。

形成 导致混凝土结构的耐久性进步退化的恶化循环。

因此，对新建结构而言，提高混 凝土结构耐久性的基本途径是增强混凝土的密实度，防止和控制混凝土开裂，阻止 水分的侵入加大混凝土保护层的厚度，防止由于混凝土保护层碳化引起钢筋钝化 膜的破坏。

对于在役结构而言，提高混凝土结构耐久性的基本思路是在清除病害根 源的基础上，封堵裂缝，修补破损混凝土增设防水层，防止水分的侵入。

混凝土结构的裂缝分析 实践表明，混凝土结构的任何损伤与破坏，般都是首先在混凝土中出现裂缝， 裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表。

所以，对混凝土结构的损伤检测，首先应从 对结构的裂缝调查检测与分析入手。

混凝土结构的裂缝是由材料内部的初始缺陷微裂缝的扩展而引起的。

引起裂 缝的原因很多，但可归纳为两大类 第类由外荷载引起的裂缝，称为结构性裂缝又称为受力裂缝，其裂缝的 分布及宽度与外荷载有关。

这种裂缝的出现，预示结构承载力可能不足或存在其他 严重问题。

第二类由变形引起的裂缝，称为非结构性裂缝，如温度变化混凝土收缩等 因素引起的结构变形受到限制时，在结构内部就会产生自应力，当此应力达到混凝 土抗拉强度极限值时，即会引起混凝土裂缝，裂缝旦出现，变形得到释放，自应 力也就消失了。

两类裂缝有明显的区别，危害效果也不相同，有时两类裂缝融在起。

调查资 料表明，在两类裂缝中以变形引起的裂缝占主导的约占以荷载引起的裂缝占 主导的约占。

对裂缝原因的分析是裂缝危害性评定，裂缝修补和加固的依据， 若对裂缝不经分析研究就盲目进行处理，不仅达不到预期的效果，还可能潜藏着突 发性事故的危险。

结构性裂缝受力裂缝 众所周知，混凝土的抗拉强度很低，抗拉极限应变大约为。

换句话说，混凝土即将开裂的瞬间，钢筋的应力只有 。

事实上，在正常使用阶段钢筋的应力远大于此值，所以说在 正常使用阶段钢筋混凝土结构出现裂缝是避不可免的。

因而，习惯上又将这种裂缝 称为正常裂缝。

实践证明，在正常条件下，裂缝宽度小于时，钢筋不致生锈。

为确保安全，允许裂缝宽度还应小些。

新颁布的公路钢筋混凝土及预应力混凝土 桥涵设计规范以下简称桥规规定钢筋混凝土构件计 算的特征裂缝宽度不应超过下列规定的限值 Ⅰ类及Ⅱ类环境 Ⅲ类及Ⅳ类环境 结构性裂缝可根据构件的受力特征判断。

图所示为钢筋混凝土简支梁的典型 结构性裂缝分布示意图。

图钢筋混凝土梁结构裂缝 图中所示的跨中截面附近下缘受拉区的竖向裂缝，是最常见的结构性裂 缝。

在正常设计和使用情况下，裂缝宽度不大，间距较密，分布均匀。

若竖直裂缝 宽度过大，预示结构正截面承载力不足图中所示为支点或腹板宽度变化处 附近截面由主拉应力引起的斜裂缝。

在正常设计和使用情况下很少出现斜裂缝，即 使出现裂缝宽度也很小。

若斜裂缝宽度过大，预示结构的斜截面承载力不足，存在 发生斜截面脆性破坏的潜在危险，应引起足够的重视。

另外，钢筋混凝土墩柱受压构件由于纵向压力过大引起的纵向裂缝预应力筋 锚固区由于局部应力过大引起的劈裂裂缝等都属于结构性裂缝。

有些结构性裂缝受力裂缝是由设计和施工方法不当所造成的。

例如 钢筋锚固长度不足计算图式与实际受力不符次内力考虑不全面和施工安装构件 支承吊点等都可以使构件产生裂缝。

在超静结构中基础不均匀沉降，将引起结构的内力变化，可能导致结构出现裂 缝。

基础不均沉降引起的上部结构的裂缝，实质上是属于结构性裂缝受力裂缝 范畴，裂缝公路养护管理部门推广使用的桥梁技术状况 评估专家系统也属于综合评估方法，这种评估方法只能给出宏观的分析结果。

现场荷载试验评估方法 通过现场荷载试验静载试验和动载试验可直接检算结构的实际承载力。

荷 载试验与理论计算分析相结合是比较符合实际的承载力评定方法，但试验设备复杂， 技术难度高，经费支出大，目前尚难以大规模推广应用。

理论计算分析评估方法 在现场调查和病害检测分析的基础上，考虑结构病害损伤的影响，按现行规 范计算结构承载力是国内采用的承载力评估的主要方法。

结构的剩余使用寿命预测是耐久性评估的核心内容。

结构的剩余寿命系指在不 加维修或正常维修及正常使用条件下，结构可能继续使用的年限。

钢筋锈蚀是影响 混凝土结构耐久性和使用寿命的重要因素，因此，般将钢筋锈蚀作为判断混凝土 结构使用寿命终结的标准。

混凝土结构剩余寿命评估是个目前尚未很好解决的科研 课题，它涉及到钢筋锈蚀破坏机理和钢筋锈蚀胀力模型的研究和耐久性终结标准的 确定。

目前，对在役结构的耐久性评估和剩余寿命预测，大多还是依赖有经验的工 程技术人员作出经验性评价和处理意见。

考虑钢筋腐蚀影响的承载能力评估方法 钢筋锈蚀对结构承载力的影响 混凝土中的钢筋腐蚀是造成混凝土结构损伤，影响结构承载能力的最主要因素， 其主要表现是 钢筋腐蚀后，使钢筋的有效截面面积减少 钢筋腐蚀后，力学性能劣化，强度降低 钢筋腐蚀后，混凝土保护层开裂甚至脱落，使混凝土的有效断面减少 ④钢筋腐蚀后，钢筋与混凝土之间的粘结性能退化，影响钢筋与混凝土的共同 工作。

腐蚀钢筋的屈服强度和极限强度 钢筋腐蚀对其力学性能的影响取决于腐蚀程度。

试验研究表明，腐蚀钢筋的屈 服强度与相应的截面损失率之间的关系，基本上服从线性关系。

牛荻涛在综合分析试验资料的基础上，给出了腐蚀钢筋实际屈服强度和极限 强度计算表达式为   式中腐蚀钢筋的截面损失率 未腐蚀钢筋的屈服强度 未腐蚀钢筋的极限强度。

并建议，当时，按公式计算腐蚀钢筋的屈服强度，当 时，则按无屈服点的热扎钢筋处理。

腐蚀钢筋与混凝土之间的粘结性能退化对承载力的影响。

混凝土中的钢筋腐蚀后，在钢筋与混凝土接口上生成疏松的锈层，破坏钢筋表 面与混凝土之间的化学胶结力，并降低了钢筋与混凝土之间的摩擦力对变形钢筋 横肋的锈损将降低钢筋和混凝土之间的机械咬合力，保护层混凝土锈胀开裂甚至脱 落，则降低外围混凝土对钢筋的约束，所有这些因素都将导致钢筋与混凝土之间的 粘结性能退化。

钢筋腐蚀引起的钢筋与混凝土之间粘结性能退化，将导致钢筋与混凝土不能很 好的协同工作。

钢筋发生严重腐蚀时，钢筋与混凝土之间的粘结力显著降低，钢筋 与混凝土之间共同工作能力减弱，梁的受力特征接近于无粘结预应力拉杆或配有普 通钢筋的无粘结预应力梁。

由于目前人们对钢筋腐蚀引起的粘结力退化规律及其对 受拉钢筋