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混凝土板梁桥典型病害损伤机理及养护措施研究(论文).pdf

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施工技术 CONSTRUCTIONTECHNOLOGY2018 年 12 月 第 47 卷增刊 混凝土板梁桥典型病害损伤机理及养护措施研究 * 顾万 1,肖鹏 1,范钊 1,陆垚峰 1,茅荃 2 (1.扬州大学建筑科学与工程学院 ,江苏扬州 225127 ;2.江苏高速公路工程养护技术有限公司 ,江苏南京 221000 ) [摘要 ]混凝土板梁桥因具有受力明确 、结构简单 、自重不大和安装施工方便而被广泛使用 。以混凝土板梁桥典型 病害为研究基础 ,综述病害损伤特征及其成因 ;从理论计算及数值模拟角度 ,分析梁板与铰缝的损伤机理 ;在 梁 板 与铰缝健康状态判定及检测方法综述的基础上 ,总结桥梁构件劣化规律和养护措施 ,可为混凝土板梁桥日常管理 和养护提供理论依据和指导方向 。 [关键词 ]混凝土板梁桥 ;病害成因 ;数值模拟 ;桥梁检测 ;养护策略 [中图分类号 ]U446 [文献标识码 ]A [文章编号 ]1002-8498 (2018 )S2-0628-06 AReviewofResearchonTypicalDiseaseDamageMechanismand MaintenanceMeasuresofConcreteSlabBeamBridge GUWan 1,XIAOPeng 1,FANZhao 1,LUYaofeng 1,MAOQuan 2 (1.CollegeofCivilScienceandEngineering ,YangzhouUniversity ,Yangzhou ,Jiangsu 225127 ,China ; 2.JiangsuExpresswayEngineeringMaintenanceTechnologyCo. ,Ltd. ,Nanjing ,Jiangsu 221000 ,China ) Abstract :Concreteslabbeambridgesarewidelyusedduetotheirclearforce ,simplestructure ,smallself-weightand convenientinstallationandconstruction.Basedontheresearchoftypicaldiseasesofconcreteslabbeambridges ,thedam- agecharacteristicsandcausesofdiseasearereviewed.Thedamagemechanismofbeamslabandhingejointisanalyzed fromtheperspectiveoftheoreticalcalculationandnumericalsimulation.Thereviewofhealthstatusanddetectionmethods ofbeamslabandhingejointisreviewed.Thedeteriorationrulesandmaintenancemeasuresofbridgemembersissumma- rized ,whichcanprovidetheoreticalbasisandguidanceforthedailymanagementandmaintenanceofconcreteslabbeam bridges. Keywords :concreteslabbridge ;diseasecause ;numericalsimulation ;bridgedetection ;conservationstrategy *2017 年江苏省重点研发计划 (社会发展 )项目 (SBE2017740635 ) ; 2018 年江苏省研究生科研与实践创新计划项目 (SJCX18_0799 ) ; 2018 年江苏省交通控股系统科研项目 (2018Y18-1 ) [作者简介 ]顾万 ,硕士研究生 ,E-mail :2931454096@qq.com [通讯作者 ]肖鹏 ,教授 ,博士生导师 ,E-mail :xpyzu@163.com [收稿日期 ]2018-08-31 0 引言 近 30 年来 ,随着公路交通基础设施建设事业的迅 猛发展 ,我国修建了大批公路桥梁 ,其中混凝土桥梁占 比 >95% 。桥梁处于交通网络咽喉位置 ,对 于 保 障 交 通顺畅有着举足轻重的作用 ,其安全性 、耐久性和适用 性一直是人们关注 的 重 点 ,相应的养护管理工作也逐 渐受到重视 。由于 服 役 周 期 较 长 ,在复杂环境和不断 增长的交通荷载共同作用下 ,桥梁构件易发生由环境 、 施工质量 、交通荷载等因素引起的病害 ,如 钢 筋 、钢 绞 线锈蚀 、支座锈蚀 和 脱 空 、预 应 力 损 失 、梁 体 裂 缝 和 铰 缝破坏等 ,如果任由其发展将给结构带来不同程度的 损伤 。因此研究桥梁构件病害成因及性能劣化规律 、 及时评估桥梁状态并采取管理养护措施十分重要 。 1 混凝土梁板桥病害及原因分析 混凝土梁板桥 在 运 营 过 程 中 ,其 主 要 病 害 包 括 结 构性与非结构性裂缝 、桥 面 连 续 部 位 开 裂 、主 梁 下 (上)挠、单 板 受 力 、钢 筋 锈 蚀 及 其 他 表 层 缺 陷 等 。 在 这些病害中 ,对结构安全性 、耐久性及运行影响较大的 病害主要有铰缝病害引起的横向连接失效 、支座病害 、 底板裂缝 、腹板裂缝 、钢筋及钢绞线锈胀 。 1.1 铰缝病害及成因分析 铰缝是空心板 梁 桥 的 薄 弱 环 节 ,一 旦 出 现 早 期 病 害 ,其性能 会 急 剧 下 降 ,影 响 桥 梁 结 构 的 横 向 传 力 特 性 ,削弱结构整体 受 力 性 能 ,导 致 单 板 受 力 ,直 接 影 响 结构使用安全和使用寿命 。很多学者对铰缝竖向剪力 计算 、破损机理和合理设计方法进行研究 ,陈上钧 [1]认 为桥梁铰缝破坏主要由反复荷载下的铰缝疲劳破坏 、 车辆超载 、铰缝结构尺寸偏小引起的板间横向联结力 量薄弱及施工和自然灾害等原因造成 。袁国泰 [2]认为 桥梁铰缝破坏主要的设计原因有铰缝形式不合理 、未 考虑混凝土材料特性 、梁 板 理 论 受 力 状 态 与 实 际 不 符 等 ,施工原因如铰缝与空心板新旧混凝土结合面处理 不当 、铰缝混凝土施工质量差等 ,运营原因包括空心板 8 2 6 梁桥在重载车 、超限车的反复作用下 ,加快了铰缝损坏 等 。张永放 [3]认为铰缝病害的主要原因是空心板桥设 计理论方面理想铰与实际铰缝构造的差别
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