常规公路桥梁典型病害分析与养护对策
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2.2 T形简支梁桥

T梁结构,一般先预制,然后通过横隔板以及现浇20cm左右的翼缘板湿接缝进行连接,形成整体,再进行钢筋混凝土桥面铺装。

T梁由于采用梁格体系,梁高较高,具有刚度大,受力明确等特点,只要横隔板连接可靠,T梁结构就具有较好的工作性能。近年来通过病害调查,T梁病害明显少于空心板桥梁,只是对桥下净空要求较高。目前常见的T梁跨径都在25m以上。T形简支梁桥结构如图2-16所示。

图2-16 T形简支梁桥结构图

T形简支梁桥常见的病害有:T梁腹板斜向裂缝、T梁腹板竖向裂缝、T梁底部横向裂缝等。

2.2.1 T梁腹板斜向裂缝

病害特征

T梁腹板斜向裂缝主要表现形式有两种:弯剪裂缝和腹剪裂缝。

(1)弯剪裂缝(见图2-17)。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。这类裂缝往往只有少数几条,裂缝宽度为0.2~0.3mm,一般位于14跨长附近。

图2-17 T梁腹板斜向裂缝(弯剪裂缝)

(2)腹剪裂缝(见图2-18)。它是钢筋混凝土T形梁和箱梁最常见的斜裂缝形态之一,但在板梁中很少见到。这类裂缝一般在支点附近至14跨长范围内发生。在梁的腹板侧面上,裂缝延伸方向与梁纵向成45°~60°的夹角。裂缝宽度一般为0.1~0.3mm。腹剪裂缝通常有数条,裂缝间距为0.5~1.0m。

图2-18 T梁腹板斜向裂缝(腹剪裂缝)

产生原因

(1)弯剪裂缝: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。

(2)腹剪裂缝:这类裂缝产生的原因是在荷载作用下,在靠近支点的部位,剪力大而且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就不会有较大变化。

养护对策

裂缝宽度不超过规范规定的限值时,进行封闭裂缝处理即可;若裂缝宽度超过规范规定的限值,应对梁端腹板进行加固,以提高其抗剪承载能力,通常采用粘贴钢板或梁端增大截面法加固。

2.2.2 T梁腹板竖向裂缝

病害特征

腹板竖向裂缝(见图2-19)多见于高度较大的钢筋混凝土T形梁、Π型梁和箱梁腹上。裂缝位于腹板12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,一般为0.2~0.5mm,严重者可达0.8mm。裂缝上下端的宽度较小,裂缝的间距无一定规律。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14跨长之间,裂缝大致与梁轴线成60°的角度。裂缝如图2-20所示。

图2-19 T梁腹板竖向裂缝

图2-20 T梁腹板竖向裂缝示意

产生原因

竖向裂缝主要是由于浇筑过程中梁体混凝土不均匀收缩产生的。当然,也有荷载因素,如果没有荷载因素,裂缝与梁轴线大体上是垂直的。其成因分析如图2-21所示。

图2-21 T梁腹板竖向裂缝成因分析

养护对策

T梁腹板竖向收缩裂缝不影响结构承载能力,仅影响耐久性,对于缝宽大于0.15mm的裂缝进行灌注处理,对于缝宽小于等于0.15mm的裂缝只需进行裂缝封闭处理即可。

2.2.3 T梁底部横向裂缝

病害特征

T梁底部横向裂缝(见图2-22)主要分布于跨的处,通常会延伸至侧面。

图2-22 T梁底部横向裂缝

产生原因

T梁底部出现横向裂缝,说明梁底混凝土拉应力超出混凝土极限抗拉强度。

(1)对于普通的钢筋混凝土结构,理论上容许开裂,但缝宽不能超出规范要求。

(2)对于预应力混凝土结构,应安排特殊检查,对结构承载能力进行评估。

养护对策

(1)对于普通的钢筋混凝土结构,应根据裂缝宽度及间距确定维修方案。

①当裂缝宽度在限值内时,直接进行封闭处理,并加强观测。

②当裂缝宽度超过限值时,应及时加固,可采取的措施有在梁底粘贴碳纤维布、粘贴钢板,施加体外预应力加固等。

(2)对于预应力混凝土结构,应先及时处理裂缝,然后粘贴钢板、碳纤维布或者施加体外预应力进行加固补强,提高承载能力。