土木工程质量缺陷事故分析及处理 7 桥梁工程中的质量控制、缺陷和事故 闽南理工学院 土木工程系.

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1 土木工程质量缺陷事故分析及处理 7 桥梁工程中的质量控制、缺陷和事故 闽南理工学院 土木工程系

2 桥梁图片

3 本 章 提 要 1、引言 2、桥梁路面工程质量控制要点 3、桥梁下部结构常见缺陷分析及处理 4、桥梁上部结构常见缺陷分析及处理

4 7.1引言 桥梁工程是交通工程的咽喉，是公路工程的重要组成部分，桥梁结构和构造的完整性讲直接影响到公路交通运输的安全性和舒适性。
对于工程设计与施工人员来说，最应该警惕和 重视的莫过于由于设计、施工中存在的文图二构成 事故的潜在隐患。

5 7.1引言 结构性质量缺陷和事故 构造性质量缺陷和事故 桥梁的质量缺陷和事故可分为： 结构性质量缺陷和事故 构造性质量缺陷和事故
前者指桥梁结构在手外界荷载的影响，使既有结构整体 的承载能力下降后丧失，如桥梁裂缝、拱式桥梁的拱脚及拱 顶的破损等；后者指桥梁的使用过程中部分结构功能丧失， 使桥梁结构的行车舒适性有所下降，这类病害对整个桥梁结 构的承载能力没有多大影响，但结构性病害包括伸缩装置失 效、桥面铺装破损等

6 7.2 桥梁工程质量控制要点 7.2.1 桥梁墩台 ①墩、太混凝土所用的水泥、砂、石、水、外掺剂及混合材料的质量和规格，必须符合要求，按规定的配合比施工。 ②不得出现空洞和露筋现象。 ③墩、台身、台帽或盖梁质量检测规定或允许偏差赢符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ ）的要求。 ④墩、台身预支件必须经检验合格后，方可进行安装。 ⑤墩、台砌体材料、砌筑技术要求，赢符合《公路桥涵施工技术规范》的要求，位置及外形尺寸允许偏差应在规定范围内。

7 7.2 桥梁工程质量控制要点 7.2.2 梁桥 悬臂浇筑梁桥： ①悬浇块前，必须对桥墩根部的高程、桥轴线作详细复核
梁桥 悬臂浇筑梁桥： ①悬浇块前，必须对桥墩根部的高程、桥轴线作详细复核 ②悬臂浇筑预应力混凝土梁式桥，要有保证梁体施工稳定的措施。 ③悬臂浇筑段前端底板和桥面的标高，应根据挂篮桥段的垂直变形及预拱度设置，施工过程中药对实际高度进行监测 ④梁段混凝土达到要求的强度后，方可进行预应力筋的张拉、压浆 ⑤连续梁的合龙顺序应按设计要求进行。（先边跨，后次中跨，在中跨）

8 7.2 桥梁工程质量控制要点 悬臂拼装梁： ①拼装前必须对桥墩根部的高程、桥轴线作详细复核
②采用悬臂拼装法修建根部或预应力悬臂桥梁时，应先将梁、墩临时锚固或在墩顶两侧设计临时支撑，待全部块件安装完毕后，再撤除 ③采用悬臂吊机、缆索、浮吊悬拼安装时，应按施工荷载进行强度、刚度、稳定性验算。 ④悬臂拼装接缝施工时，混凝土表面应尽量平整。 ⑤块件拼装完毕后，方可张拉预应力束

9 两边悬臂浇筑，在中跨合并

10 7.2 桥梁工程质量控制要点 顶推安装： ①施工时，台座和滑道组的中线必须在桥轴线或其延长线上 ②导梁应在地面试装，在在台座上安装
③千斤顶及其他顶推设备在施工前应仔细检查矫正 ④顶推过程中，要设专门人观测墩台沉降、墩台位移及 梁的偏立、导梁和梁挠度等资料，提供观测数据 ⑤顶推及落梁程序正确 ⑥预应力混凝土桥顶推安装完成后允许偏差按悬臂浇筑预应力混凝土梁式桥的规定执行

11 7.2 桥梁工程质量控制要点 在支架上浇筑梁式桥： ①支架长度必须满足施工要求 ②浇筑分段工作缝，必须设在弯矩零点附件
③箱梁内、外模板在华东就位时，模板平面尺寸、高程、预拱度的误差必须在容许范围内 ④在支架上现浇混凝土梁时，支架应稳定，强度、高程、预拱高度符合规定，支架弹性变形、非弹性变形及基础的允许下沉量应满足施工后梁体设计标高的要求 ⑤整体浇筑应采取措施，防止梁体不均匀下沉产生裂缝 梁桥浇筑质量或安装完成的质量标准、预制梁、板的允许偏差等，应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ ）的要求。

12 7.2 桥梁工程质量控制要点 7.2.3 拱桥 ①浆砌块石及预制混凝土块拱圈 ②就地浇筑混凝土拱圈 ③装配式混凝土、钢筋混凝土拱圈
④转体施工合龙段两侧高差必须在设计允许范围内，合龙段混凝土应平整密实，色泽一致，其强度应符合设计要求 ⑤钢管混凝土拱桥管壁预混凝土结合紧密，钢管表面防护涂料和层数符合设计要求，线形圆顺，无弯折。 ⑥装配式桁架拱合龙段两侧高差应设计允许范围内，节点应平整，接头两侧杆件无错台，上下弦杠线形顺畅，表面平整 ⑦中、下承式拱桥吊杆安装应扭转，防护层完整，无破损 ⑧拱桥的质量检查标准应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ ）的要求。

13 7.3 桥梁下部结构常见质量缺陷和事故 桥梁墩、台是下部结构的主体 重力式墩台（有砖、石、混凝土等气体砌筑而成） 墩台
轻型式墩台（一般为钢筋混凝土结构） 墩台的要害主要表现为混凝土剥落、露筋、砌体风华、灰缝脱落、裂缝、水平位移、倾斜、沉降等，其中裂缝是最为常见的病害形式，其他现象最终的不利表现往往归结于出现不允许的裂缝。

14 7.3 桥梁下部结构常见质量缺陷和事故 7.3.1 墩台裂缝 7.3.1.1 墩台裂缝的种类、原因和防范措施
墩台裂缝降低墩台的耐久性，当有特殊状况发生时，如撞船、流冰、地震、沉陷时，裂缝所在的薄弱环节将促使事故扩展，甚至导致破坏。墩台常见裂缝形成的种类和原因可大体归结为以下几种： 施工中产生的裂缝 ①收缩裂缝 ②温差裂缝 ③模板变形导致的裂缝 ④新、老混凝土接缝不良导致的裂缝

15 7.3 桥梁下部结构常见质量缺陷和事故 营运中产生的裂缝 ①集中的承压应力会使顶帽上支撑垫石四周产生辐射状的裂缝
②在水平力作用下，当墩、台身有较大的扭曲和挠曲力距时，如果配筋不足或接头不满足要求，难以承受剪力和扭转力距，将不可避免地产生裂缝 ③空心墩身积水或排架墩桩身填充不密实的位置，在冬季易产生裂缝 ④因手里变形‘温度升降产生局部的拉应力，是墩身挖空部分的楣梁或拱圈下缘及截面转折角处出现相应的裂缝 不均匀沉陷过大产生的裂缝

16 7.3 桥梁下部结构常见质量缺陷和事故 7.3.1墩台裂缝 1、种类和原因： （1）施工中产生的裂缝：收缩裂缝、温差裂缝、模板变形导致的裂缝
（2）运营中产生的裂缝 （3）不均匀沉陷过大产生的裂缝 2、桥梁墩台常见裂缝发生的部位、成因和预防加固措施汇总于总表7.1（参见教材p217）

17 7.3 桥梁下部结构常见质量缺陷和事故 3、墩台裂缝的限值和修补
根据《公路桥涵养护规范》（JTG H ），墩台裂缝限值件下表。当裂缝超过表中数值时应进项修补以保证结果的耐久性。 裂缝种类 最大裂缝宽度限值（mm） 其他要求 墩台帽 0.30 不允许贯通墩身截面一半 墩台身 经常受浸性 环境水影响蚀 有筋 0.20 无筋 常年有水，但无浸蚀性影响 0.25 0.35 干沟或季节性有水河流 0.40 有冻结作用部分

18 7.3 桥梁下部结构常见质量缺陷和事故 ①发展的裂缝，宽度在6个月期间增大0.1mm以上时； ②裂缝宽度虽未增大，但裂缝数量增多时；
砖石砌体、混凝土及钢筋混凝土结构物kiefer的修理，主要目的是恢复结构整体性，保持结构的强度、刚度、耐久性、抗渗性及外形的美观。目前常用的方法主要有表面封闭修补法、压力灌浆修补法、表面粘贴玻璃布或钢板等材料。 4、案例分析：某大型预应力混凝土连续刚构桥【实例7.1】

19 7.3 桥梁下部结构常见质量缺陷和事故 7.3.2 墩台倾斜、滑移 ①台背土压力引起桥台滑移或倾斜 ②堆载引起桥梁墩台与基础的偏移
③挖砂或冲刷造成墩台倾斜 ④施工造成墩台倾斜

20 为防止桥台滑移和倾斜，应采取下列预防措施：
①倾向桥台背后回填应在下部支撑完成及上部梁板安装完毕后在进行 ②在第几承载力满足要求组合桥台（如基础下加桩），提高抗滑性 ③台背回填采用轻型材料（如粉煤灰），以减轻土压力 ④两端台后回填时应对称平衡进行，尽量不用大吨位振动压路机强振，以静压为主 ⑤台后增设挡土墙，减小桥台土压力 ⑥在安装完预制梁板后，或整个通道施工完毕后，再进项台背回填，以防止桥台发生倾斜 案例分析：某空心板简支梁桥【实例7.2】

21 7.4 桥梁上部结构常见质量缺陷和事故 裂缝在桥梁上部结构缺陷的集中表现，也是桥梁中最常见的病害，当裂缝超出限值，就会降低混凝土的耐久性，引起潜在的安全隐患。 简支梁桥 钢筋混凝土简支梁桥上结构常见的质量缺陷与建筑结构类似，主要的梁体裂缝。预应力混凝土简支梁的常见质量缺陷 （1）张拉锚具的锚下纵向裂缝，主要由于预应力钢束保护层过薄，钢束处局部应力过大禅师劈裂或是混凝土保护层碳化后预应力筋生锈所致。 （2）跨中挠曲过大，超过规范容许值，主要为施加预应力不足或预应力损失过大所致。

22 7.4 桥梁上部结构常见质量缺陷和事故 7.4.1.2 连续体系梁桥
连续体系梁桥 预应力混凝土联系梁桥和连续刚构桥跨越能力较大，大多采用箱型截面，这类桥梁除了钢筋混凝土和预应力混凝土常见病害外，还有下列典型病害： 1.腹板斜裂缝 ①主墩处取消弯起束 ②作为平面文图分析主拉应力没造成主拉应力不足 ③腹板特别是根部区段腹板偏薄，配置普通钢筋偏少 ④施工操作部规范，有效预应力严重不足，有的竖向预应力筋甚至松动，根部没有张拉力

23 7.4 桥梁上部结构常见质量缺陷和事故 2.纵向裂缝 ①径向力引起的裂缝 ②顺桥向的纵向预应力过大 ③超载 ④温差应力估计过小
⑤收缩引起的裂缝 ⑥由于顶板较薄，要布置横向预应力束河普通钢筋，预应力筋的位置较难精确控制，一旦偏差较大，易在顶板下缘出现纵向裂缝

24 7.4 桥梁上部结构常见质量缺陷和事故 3.横向裂缝 ①在箱型混凝土浇筑前支架采用全段预压，预压重量为箱梁自重的120%
②在悬臂平衡挂篮焦作市，未对挂篮预压重就进行阶段浇筑 4.大跨径桥梁的跨中下挠 连续连跨中下挠过大，往往伴随跨中梁底横向开裂，墩顶桥面开裂或腹板斜裂缝 对混凝土徐变影响程度及其长期性严重估计不足是跨中下挠的重要原因 纵向预应力束的锈蚀和预应力顺势也是胯中下挠不可忽视的原因

25 7.4 桥梁上部结构常见质量缺陷和事故 案例分析： 三跨预应力混凝土连续梁桥【实例7.3】 P224

26 7.4 桥梁上部结构常见质量缺陷和事故 7.4.1.3 悬臂体系梁桥
悬臂体系梁桥除了具有连续梁体系梁桥的病害外，对于带挂梁的悬臂梁桥和T型钢结构桥，由于悬臂较长，如果施工或设计质量不好，特别是施工质量差，造成预应力损失大，悬臂抗弯刚度不足，很容易出现牛腿下挠过大、牛腿局部开裂等病害，以下分析一个故事实例 案例分析：某悬拼式预应力混凝土桥【实例7.4】P225

27 7.4 桥梁上部结构常见质量缺陷和事故 7.4.2 拱桥质量缺陷及事故分析 7.4.2.1 双曲拱桥 双曲拱桥常见病害及产生的原因有：
①墩台移位引起拱圈的变形及严重开裂 ②横向联系不足而引起失稳 ③拱圈截面不足或强度不够引起承载力的降低 ④拱上填料排水不畅等原因引起的侧墙破坏 常采用加大拱肋、加厚拱板、加强横向联系、调整拱轴线与压力线，使拱轴线与压力线趋于吻合以及减轻拱上建筑重力等预防和加固措施来保证其正常运营 案例分析：平滩大桥【实例 7.5】 P227

28 7.4 桥梁上部结构常见质量缺陷和事故 7.4.2.2 上承式钢筋混凝土板拱、肋拱、箱形拱桥
板拱、肋拱、箱形拱主要是按主拱圈截面形式分类的，很多病害大致相同，主要包括以下几方面： ①主拱圈或拱肋裂缝 ②拱上建筑破坏 ③横向联系开裂 中、下承式拱桥 中、下承式拱桥为肋桥拱，拱肋场为钢筋混凝土举行、I形或箱型（后者多），也场用钢管或钢管混凝土。除以上类似上承式拱桥病害外，还可能有如下病害：

29 7.4 桥梁上部结构常见质量缺陷和事故 ①吊杆锚头松脱、锈蚀或钢丝锈蚀、剪短
②作为简支梁或双悬臂简支梁，吊杆横梁可能会出现跨中梁底塑像弯曲裂缝 ③系杆锚头的松动、锈蚀或钢丝锈蚀、断丝 ④拱肋采用钢管混凝土时，钢管表面可能会出现收缩状褶皱，或管内有空洞、离析。 案例分析：重庆綦江县虹桥【实例 7.6】 P229

30 7.4 桥梁上部结构常见质量缺陷和事故 钢架拱桥 钢架拱桥由弦杆、实腹段、拱腿、横向联系和桥面板凳组成。钢架拱桥具有构件少、质量轻、刚度大、施工简便、造价低、造型美观等优点，但其本身承载潜力偏低，与其他类型的桥梁相比，病害出现率高，常见的病害有： ①桥面板病害 ②横向联系破坏 ③供片裂缝

31 7.4 桥梁上部结构常见质量缺陷和事故 桁架拱桥 桁架拱桥由于受力合理，自重较轻、装配式程度高、抗震性能好而得到推广，但其常见病害有： ①构建裂缝 a、下弦杆拱拱脚处横向裂缝 b、上弦杆及实腹段跨中附近地面及侧面开裂或下挠过大 c、斜杆开裂（拉力太大，预加应力不足） d、横系梁、横拉杆、横隔板等横向联系裂缝 e、各杆件及诶单附近开裂 ②施工缝及接头除裂缝 ③拱上建筑破坏