桥梁典型病害课件.ppt

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1、1,2,桥梁检查的主要目标是通过桥梁现场外观检查来看桥梁是否存在病害。通过对桥梁病害发生的部位、性质、严重程度的检查，弄清病害产生的原因和发展趋势，就能进一步来分析和评估病害对桥梁质量和结构承载力的影响，从而为养护，维修和加固措施提供可靠的依据。因此，在桥梁的现场检查中，必须要有能力识别桥梁病害和严重程度，并由此来初步判断病害产生的可能原因，这就对桥梁养护工程师提出了更高的能力要求。,3,内容提要,1,桥梁病害产生的基本原因,2,桥梁病害与表观缺陷检查,4,1 桥梁病害产生的基本原因在每座具体桥梁上，病害产生的原因并不会完全相同，但是归纳、总结众多桥梁检查资料，仍可得出产生桥梁病害和缺陷的一般

2、原因，而了解这些一般原因可以帮助桥梁养护工程师对具体桥梁产生病害成因的初步判断。,6.2 牵引及控制系统检修,城市轨道交通车辆检修,6.2 牵引及控制系统检修,一）高速断路器简介,城市轨道交通车辆检修,在列车牵引系统的电路出现严重干扰的情况下（如过电流、逆变器故障或线路短路），高速断路器(HSCB)能够将各牵引设备从受电弓线路上安全断开。,高速断路器典型结构和主要部件,城市轨道交通车辆检修,高速断路器典型结构,高速断路器典型结构和主要部件,城市轨道交通车辆检修,主电路,高速断路器典型结构和主要部件,城市轨道交通车辆检修,脱扣装置,高速断路器典型结构和主要部件,城市轨道交通车辆检修,闭合装置,高

3、速断路器典型结构和主要部件,城市轨道交通车辆检修,灭弧罩,6.2 牵引及控制系统检修,二）高速断路器检修,城市轨道交通车辆检修,1. 合闸装置检查,测量螺管线圈的阻值，若阻值与标称值不相符应更换线圈。检查线圈与铁心之间是否有喷擦痕迹，检查铁心是否动作自如。,6.2 牵引及控制系统检修,二）高速断路器检修,城市轨道交通车辆检修,1. 合闸装置检查,对机械联锁机构进行润滑，正常情况下润滑能延长高速开关寿命，润滑脂应是专用油脂，不准有其他油脂。,6.2 牵引及控制系统检修,二）高速断路器检修,城市轨道交通车辆检修,2. 动、静触点检查,检查动、静触点的“熔化”程度，如“熔化”程度厉害，应更换触点。触

4、点应成对更换，更换完毕后还应检查动、静接触面接触情况。,6.2 牵引及控制系统检修,二）高速断路器检修,城市轨道交通车辆检修,3. 接线端检查,清洁、打磨主要线端及电缆的接触面，使两接触面的接触保持密贴，防止接触电阻增大而损坏电揽及主接线端。,6.2 牵引及控制系统检修,二）高速断路器检修,城市轨道交通车辆检修,4. 灭弧罩检查,将灭弧罩分解，检查灭弧栅片的情况。对于烧灼厉害的灭弧栅片应更换。在灭弧栅片组装过程中，应注意栅片的安装角度。,6.2 牵引及控制系统检修,二）高速断路器检修,城市轨道交通车辆检修,5.辅助开关检查,检查辅助开关时应测量开关触点的接触阻值，同时还需检查机械部件的工作情况

5、。此外，在高速开关使用到一定期限时，应更换机构内所有底色弹簧部件。,6.2 牵引及控制系统检修,二）高速断路器检修,城市轨道交通车辆检修,高速开关检修完成后，应对载跳闸装置整定值进行调整。通过外接电源模拟过载电流，检查高速开关是否能在整定值处断开。,6.2 牵引及控制系统检修,一）牵引逆变器简介,城市轨道交通车辆检修,VVVF逆变器将1500V恒定电压转换为用于牵引电机的三相电流输出(针对不同的速度和力矩，频率和振幅可变)。,6.2 牵引及控制系统检修,一）牵引逆变器简介,城市轨道交通车辆检修,VVVF牵引逆变器采用PWM脉宽调制模式，早期城轨车辆VVVF的功率元件是GTO，近年来，随着IGB

6、T技术的不断发展，目前VVVF的功率元件已经普遍采用IGBT元件。牵引逆变器的设计一般为模块化。,6.2 牵引及控制系统检修,一）牵引逆变器简介,城市轨道交通车辆检修,VVVF牵引逆变器采用PWM脉宽调制模式，早期城轨车辆VVVF的功率元件是GTO，近年来，随着IGBT技术的不断发展，目前VVVF的功率元件已经普遍采用IGBT元件。牵引逆变器的设计一般为模块化。,6.2 牵引及控制系统检修,一）牵引逆变器简介,城市轨道交通车辆检修,牵引逆变器，主要由下列部件组成：输入电路 逆变单元牵引控制单元传感器除以上主要部件外，牵引逆变器还包括各种辅助的电源供应、散热部件等。,6.2 牵引及控制系统检修,

7、一）牵引逆变器简介,城市轨道交通车辆检修,6.2 牵引及控制系统检修,一）牵引逆变器简介,城市轨道交通车辆检修,逆变单元,6.2 牵引及控制系统检修,一）牵引逆变器简介,城市轨道交通车辆检修,逆变单元,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,变流系统通常安装在一个独立的设备箱内，通常安装有半导体元件、控制板、散热片、电缆等电气部件，这些部件基本实现了模块化安装，如三相逆变器电路由三个完全相同的模块组成。对于变流设备的检修应重点对以下几方面进行检查。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,1. 清洁通风区域及散热片检查,大功率半导

8、体元件在工作时会发热，为了保护元件，通常这些元件安装在散热片上，而散热片是通过通风冷却。如果散热片上灰尘堆积过多，或者通风风道内有异物，都会影响元件散热性能。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,1. 清洁通风区域及散热片检查,因此应经常对通风区域及散热片进行清洁，去除散热片上的灰尘和碎屑。在散热片间必须没有阻挡空气流进入的阻塞物。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,2. 清洁控制板检查,控制板通常为印制线路板，在检修中应小心清洁。在清洁过程中，检修人员应采取防静电措施，保证线路板上元件不因受静电影响而损坏。,6.2 牵

9、引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,2. 清洁控制板检查,同时，如控制板上有接线端，应对接线端进行清洁，必要时进行打磨，以保证与电缆、控制线接触良好。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,3. VVVF逆变器箱体盖和紧固件检查,逆变器的所有盖板应无损坏、变形，锁闭功能良好，如有必要需进行检修或予以更换；检查所有盖板的密封橡胶的弹性，如果存在3mm的裂缝或更大的永久变形，则需要更换；,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,3. VVVF逆变器箱体盖和紧固件检查,检查所有盖板的门锁，看能否正常工作和自由

10、转动，如果有必要则予以更换；检查多针插头无腐蚀或污垢，如有则对其进行清洁清扫或更换。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,4. VVVF逆变器外表及安装检查,检查逆变器箱的外表无腐蚀、变形或其他损坏现象；检查安装螺母无松动，安装支架无损伤和裂缝；检查柜体的焊接无裂纹，箱体接地线良好。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,5. VVVF逆变器接线端子和电缆检修,接线端子绝缘良好，无老化、开裂、损坏或脱落等现象，无异味，接线端子紧固良好，所有进出线状态应良好；检查散热片应无污垢、变形，必要时用硬刷和吸尘器进行清理。,6.2 牵

11、引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,6. VVVF逆变器箱体内部检查,外观无缺陷，配线电线无变质、损坏；端子无变形、褪色、开裂和损坏；端子螺栓无松动；安装螺栓无松动；,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,6. VVVF逆变器箱体内部检查,清洁VVVF箱体内部，确保箱体内没有灰尘，特别是箱体内不得安装部件没有灰尘覆盖；检查绝缘安装面、绝缘端子和绝缘柱等无变色、开裂、损坏、起皮或脱层等现象。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,7. 元件检查,电阻元件：检查电阻表面无变色、开裂、损坏、起皮或脱层等现象

12、，检查电阻接线端子紧固良好。电容元件：检查充油的电容是否有漏油现象，检查电容接线端子的紧固应良好。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,8. VVVF逆变器的控制单元检修,控制单元外观无缺陷，印制电路板完好，印制电路板的安装状态良好，接线端子整齐无损坏现象，电线电缆无褪色、开裂、损坏、起皮等现象，电线电缆扎带排列良好，控制单元连接插头连接状态良好，必要时更换。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,9. 动力单元与电源单元,检查动力单元与电源单元的接线良好，没有变形或污垢，电缆电线没有损伤、褪色、开裂、损坏、起皮等现象，电缆

13、电线扣件排列整齐；PCB印制电路板外观完好。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,10. VVVF逆变器线路接触器（LB、CHB单元）检修,(1)将LB接触器的闭锁杠杆往上抬，从接触器上取下灭弧罩。（2）仔细观察灭弧室是否损坏，如有损坏及时报告。（3）灭弧室如无损坏，仅有拉狐痕迹时，须用硬刷或干布擦拭灭弧罩至洁净。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,10. VVVF逆变器线路接触器（LB、CHB单元）检修,（4）使用6号六角扳手，小心仔细拆下LB触点，特别应注意避免弄伤触点表面与箱内其他机构。（5）仔细观察接触点上是否有

14、过渡烧灼，触点允许的最大烧灼范围，如果超过范围则及时报告。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,10. VVVF逆变器线路接触器（LB、CHB单元）检修,（6）触点的烧灼范围如未超过允许范围，仅有烧灼痕迹或毛刺，则通过锉刀或手动方式去除毛刺，在拉弧触点面上用砂纸（180号以上）轻轻打磨，特别注意不要损伤触点表面，不要露出铜制材料，打磨时请特别注意必须保持LB原有的灭弧角。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,10. VVVF逆变器线路接触器（LB、CHB单元）检修,（7）再重新安装触点前，请仔细观察LB接触器基座上是否有异

15、物，如有请务必清除，然后再使用6号角扳手重新安装触点。（8）在安装触点时，务必确认动、静触点位置对正，使用扭力扳手以18N.m的力矩扭紧，如无扭力扳手，请熟练员工估计力矩。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,10. VVVF逆变器线路接触器（LB、CHB单元）检修,（9）触点安装完毕后，请确认在不超过0.5mm条件下闭合主触点和辅助触点。（10）所有作业完成后，请确认所有装置已经回复至原位。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,11、继电器单元以及电压、电流传感器检修,继电器单元接线良好，电缆电线扣件排列整齐；继电器表面

16、没有损伤、褪色、开裂、损坏、起皮等现象，外观完好，安装螺母无松动；,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,11、继电器单元以及电压、电流传感器检修,电压、电流传感器安装良好，外观完好，进出线正常，接线端子无松动，排列有序。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,12、检查验收,检查确定所有的安装螺母、插头无松动、无裂纹，并打上明显的放松标记。,6.2 牵引及控制系统检修,二）牵引逆变器的检修,城市轨道交通车辆检修,13、填写相应记录,以上项目检修完毕，符合规定要求后，签名并确认作业编号，将处理及未处理故障填入相应的记录表并签名

17、。,6.2 牵引及控制系统检修,三 接触器检修,城市轨道交通车辆检修,一）接触器结构,地铁车辆使用的电磁接触器是一种用来频繁的接通知和切断主要电路的自动切换电器；它的特点是能进行远距离自动控制，操作频繁较高，通断电流较大。,6.2 牵引及控制系统检修,三 接触器检修,城市轨道交通车辆检修,一）接触器结构,电磁接触器的主要结构一般由电磁机构、传动装置、主触头、灭弧装置、辅助开关装置等组成。,6.2 牵引及控制系统检修,三 接触器检修,城市轨道交通车辆检修,一）接触器结构,触头是电器的执行机构，直接关系到电器工作的可靠性。触头有四种工作状态：闭合状态、触头闭合状态、断开状态和触头开断过程。在触头开

18、断电流时，一般在两触头间会产生电弧，所以地铁列车上的接触器都有灭弧栅。,6.2 牵引及控制系统检修,1、主触头检修,城市轨道交通车辆检修,二）接触器的检修,触头是电器的执行机构，直接关系到电器工作的可靠性。触头在闭合和断开的过程中通常会发生机械磨损、触头熔焊和电气磨损三种。,6.2 牵引及控制系统检修,1、主触头检修,城市轨道交通车辆检修,二）接触器的检修,主触头接触面的工作情况应经常检查。对于有轻度烧灼或有结瘤的接触面，可进行打磨。对于有较大面积的烧损熔焊时，应更换主触头。,6.2 牵引及控制系统检修,1、主触头检修,城市轨道交通车辆检修,二）接触器的检修,主触头的更换应成对进行。在更换主触

19、头的作业时，首先应对主触头进行配对。安装时，可使用专用夹具来保证主触头的安装精度，以保证静、动触头接触面的接触良好。,6.2 牵引及控制系统检修,2、电磁机构检修,城市轨道交通车辆检修,二）接触器的检修,检查铁心与线圈的表面是否有擦痕；测量线圈阻值是否正常；清洁、打磨线圈接线端子，使其接触良好；检查复位弹簧的工作状态，在大修时应更换复位弹簧。,6.2 牵引及控制系统检修,3、传动机构检修,城市轨道交通车辆检修,二）接触器的检修,接触器内的传动机构由于绝缘的需要，通常有塑料等绝缘材料制成。在一段时间后，这些材料的性能可能会发生改变，有时因为受力升温原因也会出现裂纹、破损等现象。,6.2 牵引及控

20、制系统检修,3、传动机构检修,城市轨道交通车辆检修,二）接触器的检修,对于损坏的部件应予以更换。同时，还需要检查轴孔的工作状态，由于轴和外壳使用的材料不同，通常外壳上的轴孔较易磨损。,6.2 牵引及控制系统检修,4、辅助开关检修,城市轨道交通车辆检修,二）接触器的检修,测量辅助开关触点的接触电阻是否符合要求；检查凸轮机构的工作状态，对于磨损严重的凸轮应更换，清洁、打磨接线端子。在大修时，应更换所有辅助开关。,6.2 牵引及控制系统检修,5、检查测试,城市轨道交通车辆检修,二）接触器的检修,接触器检修完毕后，应用交流电源检查接触器耐压值，并测量主触点与外壳之间的绝缘电阻。然后检查接触器的吸合及分

21、段时间。由于列车控制系统是通过辅助开关来检查主接触器工作情况，所以在测量接触器的吸合及分断时间时，应以辅助开关的闭合和分断时间为准。,6.2 牵引及控制系统检修,1、牵引控制单元DCU作用,城市轨道交通车辆检修,四、牵引控制单元检修,（1）牵引控制单元DCU为牵引逆变器VVVF提供脉宽调制信号PWM，为牵引电动机提供矢量控制，采用空间磁场矢量控制的转矩控制模式。,6.2 牵引及控制系统检修,1、牵引控制单元DCU作用,城市轨道交通车辆检修,四、牵引控制单元检修,（2）DCU主要负责牵引/制动控制、脉冲模式产生、逆变器保护、速度测量、牵引/制动指令参考值处理、转矩控制、电压电流控制等。,6.2

22、牵引及控制系统检修,1、牵引控制单元DCU检修,城市轨道交通车辆检修,四、牵引控制单元检修,（1）牵引控制单元通常安装在密闭的箱体内，该箱体具有良好的防潮、抗电磁干扰、抗振、防尘等特性，因此，在日常维护中一般不需要对牵引控制单元进行检修。,6.2 牵引及控制系统检修,1、牵引控制单元DCU检修,城市轨道交通车辆检修,四、牵引控制单元检修,（2）如果在检修中发现牵引控制单元所在的箱体有水迹或积灰较多时，应将控制系统分解，检查并清洁印制电路板。在检查及清洁印制电路板时，需对检修人员采取防静电措施。,6.2 牵引及控制系统检修,1、牵引控制单元DCU检修,城市轨道交通车辆检修,四、牵引控制单元检修,

23、（3）牵引控制单元调试一般是在装车后的静态调试中进行的，可通过相应的通信软件，利用用户程序进行测试。通过观察部件工作状态或测量输出波形来判断系统工作是否正常。,6.2 牵引及控制系统检修,一）制动电阻结构原理,城市轨道交通车辆检修,五、制动电阻检修,在电制动过程中，VVVF逆变器能将列车上减速时产生的能量回馈给供电网，条件是供电系统能够吸收这种能量。,6.2 牵引及控制系统检修,一）制动电阻结构原理,城市轨道交通车辆检修,五、制动电阻检修,如果在电制动过程中由牵引电机(M)产生的电能不能馈入供电系统（在这种模式下，牵引电机被用作发电机），电流则被馈入制动电阻(BR)并被转化为热能。,6.2 牵

24、引及控制系统检修,一）制动电阻结构原理,城市轨道交通车辆检修,五、制动电阻检修,当再生能量吸收系统不能完全或部分吸收能量时，制动电阻(BR)用来消散制动能量。它与摩擦制动混合，提供一种平稳、持续的制动效果。,6.2 牵引及控制系统检修,一）制动电阻结构原理,城市轨道交通车辆检修,6.2 牵引及控制系统检修,二）制动电阻的检修,城市轨道交通车辆检修,五、制动电阻检修,1、制动电阻及制动电阻箱清洁 2、制动电阻外观检查 3、测量制动电阻阻值 4、绝缘测试 5、检查验收 6、填写相应记录,70,1）设计的问题桥梁设计上的问题主要是在设计细节上考虑不周或不合理，导致桥梁产生结构病害。由于设计问题而使桥

25、梁结构产生的病害，一般都与结构受力有关系，且会随时间而发展严重。,71,2）施工的问题施工问题是引起桥梁缺陷和病害的主要原因，特别是在钢筋混凝土和预应力混凝土结构中，缺陷和病害多数是由于其施工质量不良和施工工期不合理而引起的。由于施工的问题，而使桥梁结构的某些缺陷和病害外露明显，但也有一些隐蔽性的施工缺陷直至桥梁营运后才逐渐显露出来，甚至可能成为病害。,72,3）环境影响的问题外界环境因素使桥梁产生病害主要是对结构材料的物理化学作用，特别是桥梁处于恶劣的环境中，例如海水飞溅区域，干湿交替的地方及既热又干燥的气候条件下，非常容易产生病害，且随时间推移而发展程度严重。在公路桥梁上使用除冰盐会形成一

26、个局部人为的侵蚀环境，由于雨水冲刷桥面上的除冰盐，使桥梁的下部混凝土结构出现病害。,73,4）其他原因（1）灾害与事故自然灾害会使桥梁产生相应病害，例如地震、洪水、泥石流和火灾等，会造成桥梁不同部位病害并会引起中断交通。事故也是使桥梁产生相应病害的原因，例如船舶撞桥、车辆撞桥、车载重物由车辆下坠落至桥面等。（2）重载交通即为超载车作用。中小跨径桥梁的上部结构会由此产生较大的结构病害；而对大跨径桥梁，会引起桥面铺装病害。,74,2 桥梁病害与表观缺陷检查桥梁的经常检查和定期检查均以目测，即目力检查为主，辅以简单的测量工具，目的是检查从外表可见病害与表观缺陷现象，即使是特殊检查，也是要在目力检查基

27、础上再采用非破损检测、荷载试验方法进一步检查病害与缺陷的性质和对结构受力性能的影响。,75,钢筋混凝土及预应力混凝土梁桥,76,内容提要,1,梁体混凝土表观缺陷与病害,4,混凝土碱-集料反应及裂缝,3,钢筋锈蚀与钢筋锈蚀裂缝,5,混凝土冻融破坏,2,梁体裂缝,6,混凝土集料膨胀反应,77,1 梁体混凝土表观缺陷与病害,78,1）蜂窝梁体混凝土表面局部酥松，水泥浆少，骨料之间存在空隙而没有有效地填满水泥浆，形成蜂窝状的孔洞。,蜂窝,79,在钢筋混凝土与预应力混凝土梁板体表面蜂窝往往还伴随着钢筋外露。,混凝土蜂窝与露筋,80,出现蜂窝现象表明梁体混凝土局部不密实且强度低，空气中的水气及二氧化碳等易

28、通过其进入混凝土内部，促使混凝土碳化及钢筋锈蚀，加速构件混凝土劣化，影响梁体混凝土耐久性，当有露筋现象时情况更严重。,81,2）麻面梁体混凝土表面局部缺水泥浆且仅有细骨料、粗骨料的粗糙面，或者表面有许多麻点小凹坑。一般情况下，钢筋未外露。,麻面,82,混凝土麻面为混凝土表面的缺陷，对结构受力影响不大，但局部混凝土内缺水泥浆，影响其耐久性和混凝土梁体外观。,83,3）空洞混凝土空洞是指深度超过钢筋的混凝土保护层且没有骨料和水泥浆的内部空穴。,混凝土空洞（内部）,84,深度较浅的空洞可能会出现外壳混凝土剥落，使钢筋和空洞外露。,混凝土空洞露筋,85,混凝土空洞存在削弱了结构的有效截面，对结构受力有

29、影响。,86,4）露筋在钢筋混凝土梁体中主要是其受力主筋或箍筋没有被混凝土包裹而外露出表面。,混凝土表面锈斑,87,在预应力混凝土梁体中，一般会是其非预应力钢筋外露出表面。,混凝土露筋,88,极易产生钢筋锈蚀，并引起钢筋锈蚀裂缝和混凝土剥离。,89,5）缝隙夹层混凝土内存在的，并在构件表面呈现水平方向或垂直方向的松散混凝土夹层。常出现在整体现浇构件的施工缝、悬臂施工节段箱梁接缝等位置，外观可见混凝土结合不好，常有缝隙或夹有杂物。,90,缝隙夹层,91,成为结构或构件混凝土开裂的薄弱环节。,92,6）剥落构件混凝土表面水泥砂浆层流失而造成骨料外露的现象。,混凝土表面剥落,93,对构件混凝土耐久性

30、有较大影响。剥落按水泥砂浆流失程度可分为轻度剥落（水泥砂浆流失深度小于6mm，已可见到骨料），中度剥落（水泥砂浆流失深度达到612mm，骨料间水泥砂浆已流失），重度剥落（水泥砂浆流失深度达1215mm，骨料完全暴露）和严重剥落（水泥砂浆与骨料均流失，且深度达到25mm以上，钢筋已完全暴露）。,94,7）预制板间企口缝混凝土剥落预制装配式钢筋混凝土和预应力混凝土空心板板缝混凝土脱落。,板缝混凝土脱落,95,空心板企口缝形式示意图,96,装配式混凝土梁（板）桥面铺装纵向裂缝,沿板企口缝的纵向裂缝,97,企口缝是空心板横向传力的重要构造。企口缝混凝土的脱落表面实际强度不够、质量差，因而造成空心板横向

31、连接薄弱，很容易造成空心板的单板受力过大，破坏空心板梁桥上部结构横向整体受力性能，同时，使桥面铺装层产生沿企口缝（纵桥向）的裂缝，甚至破坏。而桥面水易由桥面铺装上的裂缝进入企口缝混凝土，进一步损坏企口缝内混凝土，往往可以在空心板底面观察到企口缝混凝土渗出的游离石灰。,98,8）混凝土超方浇筑构件混凝土实际量超过设计值，表现在截面某些尺寸超过规定的正误差值。混凝土超方易在整体现浇混凝土箱梁施工或节段悬臂现浇施工箱梁中发生，在桥梁现场检查中，可通过箱梁截面尺寸实际量测并与设计尺寸比较得到。 b)混凝土超方（尺寸单位：cm）,99,与设计相比，增加了构件的恒载作用，可能造成构件产生受力裂缝。美国AA

32、SHTO设计规范规定，箱梁混凝土超方应控制在3以内。,100,箱梁底板混凝土堆积引起超方,101,9）预制T梁横隔梁连接错位预制T形梁之间的横隔梁平面位置相差较大，或横隔梁底不在一水平面上。,102,103,对于多梁式的梁桥，其上部结构是由多根主梁及端横梁、中横梁组成一个整体结构承受车辆荷载作用。横隔梁连接的错位无法正确后焊连接钢板，成为横隔梁受力的薄弱截面，会导致上部结构整体受力的削弱，甚至是主梁的单梁受力过大。,104,10）混凝土保护层厚度过小或过大混凝土保护层是指构件截面的最外钢筋外表面与截面边缘之间的混凝土层，其厚度是钢筋外缘与混凝土表面之间的距离。混凝土保护层厚度过小的外观表现往往

33、是表面露筋或者说由构件外表混凝土明显能看到钢筋位置，仅在外表有一薄层的水泥砂浆。,105,表面露筋,混凝土保护层厚度过小导致表面露筋,106,混凝土保护层厚度过小致表面可见钢筋位置,107,钢筋保护层厚度过大情况在混凝土表面一般无明显表现，混凝土表面上一些孤立的混凝土裂缝可能与此有关。,108,混凝土保护层厚度偏小，甚至局部露筋，将易产生钢筋锈蚀，严重影响桥梁混凝土结构的耐久性。而混凝土保护层厚度过大，由钢筋外缘至混凝土表面间形成较大的素混凝土区，会产生混凝土的表面收缩裂缝并易在桥梁营运阶段产生混凝土受力的表面裂缝。,109,11）梁跨中挠度过大混凝土梁的跨中部位下挠值超过了设计计算控制值，严

34、重者可能使桥面标高降低较大，并往往伴随出现梁体较多且发展延伸较长的裂缝现象。在使用阶段，混凝土梁跨中部位下挠度过大会影响桥梁的使用性与耐久性。,110,12）预应力混凝土板上拱值过大这种现象以先张法预应力混凝土空心板出现较多。表现为在营运多年后，板跨中部位上拱值（又称反拱）仍较大，甚至出现在跨间桥面是上凸，而在支座附近桥面相对下凹。,111,先张法预应力混凝土空心板上拱度过大，为保持设计的桥面标高，则空心板的跨中部位桥面铺装及现浇混凝土层可能较薄，而在支座区段的板部位则可能很厚，这样，实际二期恒载作用与设计计算考虑不一致，同时，板跨中部位的桥面铺装由于达不到设计厚度易产生铺装病害。另外，在使用

35、阶段，预应力混凝土上拱度仍过大造成桥面为波浪形则引起行车的不舒适感，降低行车速度，影响了桥梁适用性功能。预应力混凝土板上拱值过大造成桥面铺装厚度不匀,112,13）预应力锚具外露锚具后没有用现浇混凝土包裹形成封闭混凝土，钢制锚具及预应力钢束端头外露，甚至锈蚀。,锚头未封锚,113,预应力锚具外露,114,在预应力混凝土连续箱梁的顶板和底板上，常设置混凝土齿板以提供后张法预应力钢束锚固。按照桥梁设计要求，必须用后浇混凝土按设计要求封锚以保护锚具和预应力钢束端头。预应力锚具外露会造成后张法预应力混凝土耐久性降低。,115,14）箱梁节段间错台节段悬臂现浇混凝土施工箱梁出现相邻节段混凝土箱梁截面板件

36、之间的高低差和不平顺衔接的现象。在箱梁内部，易出现在箱梁顶板下表面的错台，而在箱梁外表面，较多为箱梁底板下表面的错台。,错台,116,节段悬臂现浇混凝土施工的箱梁的结构薄弱环节之一是相邻箱梁节段间的接缝位置，涉及到新旧混凝土施工技术问题，浇筑混凝土质量要求较高，需要有力的施工措施才能达到。同时，已有研究表明，相邻箱梁节段接缝位置混凝土的抗剪强度往往低于箱梁节段本体混凝土。若箱梁施工中出现错台，则形成了箱梁节段在接缝位置的应力集中，更易产生箱梁节段在接缝位置的受力裂缝。,117,箱梁节段在接缝位置的受力裂缝,118,15）孔道压浆不饱满后张法预应力混凝土梁（板）的孔道中出现未压浆、压浆未充满孔道

37、截面等的现象。,119,120,孔道压浆重要作用之一是保护后张预应力钢束不锈蚀并成为梁体混凝土截面的一部分，若孔道压浆不饱满且有液态水存在的情况下，则预应力钢束锈蚀是必然的，对结构使用的耐久性很不利。,121,16）混凝土剥离混凝土剥离是指混凝土表面呈现片块状的水泥砂浆脱落，剥离面上粗骨料外露的现象，严重时，则形成骨料及包着骨料的水泥浆脱落。,122,混凝土剥离露筋,123,混凝土“剥离”和“剥落”的最大区别是：剥离是呈片块状脱落，而剥落是表面水泥砂浆的逐渐流失。混凝土剥离对结构安全性与耐久性有严重威胁。剥离依混凝土剥离深度或剥离面积可分为轻微剥离（混凝土剥离深度不超过25mm，或剥离面积的直

38、径不大于150mm）和严重剥离（混凝土剥离深度超过25mm，或剥离面积的直径大于150mm）。,124,17）混凝土劣化亦称混凝土恶化。指在混凝土表面或者整体上出现混凝土材料组成的化学性质、物理力学性能变差的现象。,125,126,在混凝土桥梁上，混凝土劣化往往是局部的，但是，除了由于劣化使混凝土本身性能变坏外，还丧失了保护钢筋的作用，因而对桥梁耐久性有严重影响。对桥梁靠边侧的构件（例如多梁式梁板桥的边梁板、箱梁的外侧腹板等）表面混凝土耐久性影响也很大。,127,18）游离石灰（白华）是由混凝土内部向外渗出而附在表面的附着物，外观呈白色，附着物类似石灰。,白华,128,此类现象对结构受力影响不

39、大，但对结构耐久性有影响，应查明结构内部渗水的来源。,129,2 梁体裂缝,130,1）先张法预应力混凝土板端部区段裂缝先张法预应力混凝土板端部区段裂缝主要形态有：a）先张法预应力混凝土空心板端部混凝土表面上由空心板顶面向下延伸的竖向细小裂缝。,131,b）在空心板截面重心轴下方附近的水平裂缝，起始于板端面，近似水平状向板跨中方向延伸，一般有12条，裂缝最大宽度在0.1mm左右。,132,c）在空心板底面预应力钢束附近的针脚状分布短裂缝。,133,先张法预应力混凝土空心板端部区段裂缝，尽管裂缝宽度不大，但是与伸缩缝装置距离很近，因而极易受到因伸缩缝密封不严而形成漏水的影响，进而影响预应力混凝土

40、空心板的耐久性。空心板端部底面的针脚状分布裂缝是先张法钢束的锚固区域裂缝，易产生突然的破坏。,134,2）后张法预应力混凝土梁端部区段裂缝出现基本与预应力钢束方向一致，但位于预应力钢束附近的混凝土裂缝裂缝比较细，最大宽度一般小于0.1mm。后张法预应力混凝土T梁端部区段裂缝属于锚固区段的抗裂性不足，对梁的混凝土耐久性有一定影响。,135,3）先张法预应力混凝土空心板底面纵向裂缝在空心板的底面，一般是空心板截面的两腹板之间底面出现12条沿板跨径方向的纵向裂缝，比较长。裂缝呈断续或连续状。裂缝处往往伴随有渗水痕迹或白化现象。,空心板底面纵向裂缝,136,空心板底面纵向裂缝,137,先张法预应力混凝

41、土空心板底面纵向裂缝一般是底板的贯穿性裂缝，使空心板由原来的完整闭口截面变成了相应开口截面。对抗弯承载力有一定的影响，对截面抗扭性能亦有较大影响。同时空心板挖空部分的积聚水作用会造成钢筋锈蚀，因而影响空心板的混凝土耐久性。,138,4）箱梁腹板斜裂缝一类斜裂缝往往出现在边跨梁端附近区段、中跨梁在墩支座中心线与反弯点之间的区域斜裂缝往往由箱梁下边缘向上斜向延伸，倾角约在1545角范围内。在中跨梁体上，腹板斜裂缝在跨间两边往往对称发生。,139,另一类腹板斜裂缝的现象是斜裂缝与底板的横向裂缝相连，一般多发生在节段悬臂施工的预应力混凝土箱梁的腹板上。,140,根据桥梁设计理论，预应力混凝土连续梁桥箱

42、梁腹板不允许出现斜裂缝。腹板出现混凝土斜裂缝后，通过斜裂缝的预应力钢束和箍筋承受变幅的作用应力，可能使钢筋与混凝土之间的粘结进一步损坏而造成钢束（筋）的疲劳破坏。在极限情况下，钢筋可能屈服，并可能导致通常肉眼看不到而用仪器可以观测到的梁底错位。,141,5）箱梁腹板弯曲裂缝在钢筋混凝土连续箱梁的跨中区段和墩顶部位区段分别出现由箱梁底边缘向上延伸和由箱梁顶边缘向下延伸的竖向弯曲裂缝，其中较常见的是在跨中区段由梁底边缘向上延伸的弯曲竖向裂缝。对节段施工的预应力混凝土箱梁，一般易在箱梁节段的接缝内或接缝附近出现弯曲竖向裂缝。箱梁腹板弯曲裂缝往往还伴随箱梁底板（或顶板）的混凝土横向裂缝。,142,箱梁

43、腹板弯曲裂缝,143,钢筋混凝土连续箱梁腹板弯曲裂缝最大宽度在限制值之内是正常的受力裂缝。预应力混凝土A类构件和全预应力混凝土构件设计的预应力混凝土连续箱梁，不允许出现腹板弯曲裂缝。出现腹板弯曲竖向裂缝后，将引起箱梁的内力重分布。,144,6）箱梁腹板竖向裂缝在支架上现浇混凝土施工的钢筋混凝土和预应力混凝土连续箱梁的腹板上出现的垂直于梁轴线方向的竖向裂缝。竖向裂缝沿箱梁跨径方向分布，在箱梁跨中部位往往间距较小，而在其他部位间距较大。一类箱梁腹板竖向裂缝是与箱梁底板横向裂缝相连，即腹板竖向裂缝下端达到箱梁截面下边缘。,145,另一类箱梁腹板竖向裂缝是在顶板下梗腋（箱外）和底板之间腹板的半高处，而

44、裂缝呈中间宽度较大两端头细小的枣核形裂缝。,146,箱梁腹板竖向裂缝是在箱梁施工中由于措施不当引起的，其裂缝宽度会随一年四季的大气温度变化而变化，裂缝宽度一般较大。这种裂缝对箱梁的结构使用性能影响不大，但可能会影响箱梁的耐久性。,147,7）箱梁底板横向裂缝第一类，底板的横向裂缝主要发生在钢筋混凝土连续梁的跨中区段，常常伴随出现腹板上的竖向弯曲裂缝；,148,第二类，底板的横向裂缝主要出现在节段施工的预应力混凝土连续箱梁的相邻节段之间的接缝附近；,149,预应力筋管道不直的影响,150,第三类底板的横向裂缝出现在后张法预应力混凝土连续箱梁底板齿块后方区域，往往伴随出现腹板的斜裂缝。,151,混

45、凝土齿块和箱梁底板混凝土隔离体受力示意图,152,现浇钢筋混凝土连续箱梁底板横向裂缝的出现属于正常受力裂缝，但若箱梁内有积水且沿裂缝渗出，则对箱梁的耐久性有较大影响。第二类预应力混凝土箱梁节段接缝附近的底板裂缝，是由于波纹管走形引起的，对箱梁结构受力影响不大。预应力混凝土箱梁齿块后的底板横向裂缝属于预加力作用产生的受力裂缝，初期发展很快，且裂缝宽度较大，对结构受力有一定影响。,153,8）箱梁底板纵向裂缝在混凝土箱梁的底板下表面出现沿梁长方向的纵向裂缝，长短不一。一般多出现在混凝土箱梁的正弯矩作用区段（合拢区段较常见），也会出现在箱梁底板齿块附近。,154,合拢段箱梁的底板纵向裂缝,155,合

46、拢段箱梁的底板纵向裂缝,波纹管,156,预应力混凝土箱梁出现底板上的纵向裂缝对箱梁受力特性有一定的影响，主要是混凝土箱梁在横向的抗弯刚度与抗扭刚度下降。,157,9）箱梁顶板纵向裂缝混凝土箱梁顶板下表面沿箱梁跨径方向的纵向裂缝。,158,一种是纵向裂缝延伸较长，往往在箱梁的跨中区段和接近支座部位箱梁区段。,159,另一种是在节段悬臂浇筑混凝土箱梁的节段分界线之间，纵向裂缝起始于节段接缝处，平行有13条，但纵向裂缝延伸不超过另一节段接缝。,160,箱梁顶板混凝土纵向裂缝，确为箱梁横向受力产生的裂缝，则对箱梁的结构使用有较大影响。箱梁顶板混凝土纵向裂缝，若纵向裂缝贯穿顶板厚度（可由纵向裂缝处是否有

47、渗水痕迹判断），则对混凝土箱梁耐久性有影响。,161,3 钢筋锈蚀与钢筋锈蚀裂缝,162,钢筋混凝土和预应力混凝土构件是将钢筋置于混凝土中，利用混凝土具有的高碱性在钢筋表面形成保护膜，避免钢筋生锈，但是已建桥梁中，由于某些因素影响，仍然存在钢筋锈蚀情况。Ynys-y-Gwas桥工字梁预应力钢筋锈蚀,钢筋锈蚀,163,焊接钢筋骨架锈蚀,主钢筋锈蚀,架立钢筋锈蚀,164,焊接钢筋骨架锈蚀,弯起钢筋锈蚀,165,除了骨料铁锈引起的锈蚀外，钢筋严重锈蚀最早可看见的征兆就是钢筋所在位置的混凝土表面出现与钢筋平行的裂缝，以及混凝土保护层剥离，使钢筋完全裸露。钢筋在混凝土中的锈蚀裂缝,1）钢筋锈蚀,166,

48、表面混凝土剥离，钢筋裸露,167,钢筋锈蚀裂缝也会在混凝土构件厚度范围从一根钢筋伸向另一根钢筋。裂缝在混凝土板厚度范围各钢筋间延伸,168,钢筋锈蚀引起混凝土剥离,混凝土剥离钢筋锈蚀,169,2）预应力钢筋的腐蚀在一般的情况下，预应力钢筋的腐蚀发生率是非常低的。但是，若在预应力混凝土桥梁的设计，施工及养护中存在某种根本性的错误或疏忽，仍会造成预应力钢筋的腐蚀并且会发展。在大多数情况下，预应力钢筋腐蚀发展具有时间的潜伏性，在最严重的时候，会在没有任何预兆的情况下发生预应力钢筋断裂，进而造成构件突然破坏。,170,（1）均匀腐蚀（锈蚀）其特征是腐蚀（锈蚀）分布于预应力钢筋整个表面，并以相同的速度使

49、预应力钢筋的截面减小，均匀腐蚀（锈蚀）是一种大气腐蚀，即预应力钢筋暴露在大气潮湿环境中发生的锈蚀。,171,a） b） 空心板钢绞线的均匀腐蚀,172,（2）局部腐蚀其表面特征是预应力钢筋表面上各部分的腐蚀程度存在明显差异，特别是指一小部分表面区域的腐蚀速度和腐蚀梯度远大于整个表面腐蚀平均值的情况。钢绞线不均匀分布的局部腐蚀（坑蚀）,173,预应力混凝土桥梁构件往往会存在不可避免的接缝。例如悬臂现浇预应力混凝土箱梁节段之间的接缝，还有先张法预应力混凝土空心板和后张法预应力混凝土梁的封端混凝土与预制梁（板）体之间接缝等，在这些接缝处有预应力钢束（及金属波纹管）穿过或预应力钢束末端（及锚具）存在，

50、若接缝处混凝土质量不良及渗水，成为水和氯化物穿透的进口，则会引起预应力钢束（及金属波纹管、锚头等）腐蚀。,174,氯化物通过接缝引起钢筋腐蚀示意图,175,4 混凝土碱-集料反应及裂缝,176,混凝土碱-集料反应是混凝土中某些活性矿物集料与混凝土孔隙中的碱性溶液之间发生的反应。混凝土碱-集料反应是对混凝土桥梁危害很大的一种病害，随时间推移而呈现混凝土表面开裂，混凝土剥离和混凝土破坏现象。,177,碱-集料反应破坏最重要的现场特征之一是混凝土表面开裂。如果混凝土没有施加预应力，则混凝土碱-集料反应产生的表面裂缝呈网状，每条裂缝长约数厘米。刚开始时，裂纹从网节点呈三条放射状裂纹，夹角约120，起因