二期恒载(公路桥梁裂缝检测重点)
资讯
2023-12-05
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1. 二期恒载,公路桥梁裂缝检测重点?
1、简支空心板梁
⑴钢筋混凝土板梁:梁底横向裂缝及腹板竖向裂缝是常见病害,裂缝主要分布在跨中附近,裂缝较密,腹板裂缝表现为下宽上窄,严重的会向上延伸到翼缘。
此类结构在荷载作用下梁底产生正弯距,梁底拉应力大于混凝土本身的抗拉强度,因此会出现横向裂缝。
⑵先张预应力混凝土板梁:主要病害类型为梁端底部有横向裂缝,裂缝会向上延伸至板梁腹板,形成支座附近腹板斜裂缝。
产生此类病害的原因是多方面的,比如在设计阶段预应力失效长度设置不当会导致构件不能更好的抵抗自重及活荷载的弯矩,梁端位置弯矩在梁底产生的拉应力 过大而产生横向裂缝,当板梁梁底横向裂缝发展到一定深度时,该位置处混凝土截面有效抗剪面积减小,使剪应力增大,便出现了腹板斜裂缝。
即板梁所出现的板底横向裂缝及腹板斜裂缝是由弯矩引起的,剪力加快了裂缝的发展,属于典型的弯剪破坏。
⑶后张预应力混凝土板梁:梁底纵向裂缝是此类结构的典型病害。主要原因有两点:
其一,由于泊松效应,在混凝土纵向受压时,在横向产生拉应力,拉应力过大导致板梁底纵向裂缝;
其二,后张法预应力混凝土板梁张拉时,板梁会产生反拱,而预应力钢筋是柔性受拉的,会保持直线,而底板预应力钢筋下部的混凝土向上变形,预应力钢筋必然对其产生压应力,由于底板空心最下缘位置较薄,较容易在此处产生裂缝。
2、梁
对于钢筋混凝土T梁,梁体裂缝主要表现为腹板竖向裂缝、支座附近腹板斜裂缝。
跨中附近腹板竖向裂缝一般分布在跨中附近,间距较小,裂缝从底部向上发展,下宽上窄,严重的向上延伸整个腹板高度,向下水平贯通梁底而形成U型裂缝,主要是荷载导致的混凝土开裂;
支座附近腹板斜裂缝一般是T梁端部抗剪能力不足而产生的裂缝,裂缝走向与梁体纵轴线成45°角。
对于预应力混凝土T梁,腹板的纵向水平裂缝比较普遍,裂缝一般沿波纹管走向,梁端位置随波纹管向上弯起,产生此类裂缝的主要原因是波纹管壁外混凝土保护层厚度不足造成的。
3、箱梁
钢筋混凝土箱梁的梁体裂缝较为普遍,主要有底板横向裂缝、腹板竖向裂缝及翼板横向水平裂缝。
裂缝宽度一般很小,间距较小,结构一般不受损伤。
产生裂缝的机理主要是由于混凝土抗拉能力不足,导致处于正弯矩区的梁底部和负弯矩区的梁体出现裂缝。此外,混凝土收缩徐变效应也是致裂的主要原因之一。
预应力混凝土箱梁结构裂缝,按照裂缝产生的位置不同,可以分为:腹板裂缝、底板裂缝、横隔板裂缝、0#块裂缝和锚固区裂缝。
⑴腹板裂缝
腹板裂缝根据其产生形态主要分为斜向裂缝、纵向水平裂缝两种。
①腹板斜向裂缝属结构性裂缝,主要分布于距支座L/4(L为跨度)附近的腹板,边跨梁端腹板区域,约呈45°角分布,主要有弯剪斜裂缝和腹剪斜裂缝两种。
②腹板纵向水平裂缝大部分沿着腹板下缘的预应力管道分布,且跨中开裂趋势大于梁端。
主要原因是:箱梁变形在梁体内部受到钢筋、波纹管、骨料等的约束作用时,在混凝土内部产生了较大的拉应力,这种拉应力与预加外应力平衡后在梁的各腹板、各截面产生了重分布,当重分布后的拉应力超过混凝土的抗拉强度时即可造成混凝土产生裂缝。
⑵底板裂缝
底板裂缝从形状上主要为横向裂缝、纵向裂缝两种。
① 底板横向裂缝:在箱梁正弯矩峰值附近,节段施工的梁桥沿接缝或在其附近,由于弯曲正应力引起的底板弯曲裂缝一般会贯穿底板全宽,严重时底板裂缝扩展延伸到腹板,形成U形裂缝。
底板横向弯曲裂缝属结构性裂缝,出现的一些原因包括:预应力布设不当,跨中底板预应力储备不足;预应力张拉不到位或运营中超重车辆过多或对二期恒载估计不足导致配筋或截面不足。
②底板纵向裂缝:在工程上常见于主跨中部,近墩处底板中部和两侧。其产生的主要原因为:箱梁的横向刚度不足,横向挠度过大会在底板引起纵向裂缝。
⑶0#块裂缝
在大跨径桥梁施工过程中,往往是开始阶段施工的块段容易开裂,即0#块比其他块段更容易出现开裂现象,裂缝主要是施工阶段,由于0#块应力较大产生的混凝土内部裂缝逐步扩散到结构表面。
⑷ 横隔板裂缝
横隔板是高应力区域,特别是位于墩顶和梁端的横隔板,荷载产生的应力更大。
横隔板裂缝主要表现为板上的竖向、横向裂缝,人孔四周的辐射状裂缝。应力集中、混凝土的干缩以及箱梁偏载导致应力过大是致裂的主要原因。
⑸ 锚固区裂缝
锚固区裂缝主要是因为混凝土强度不够,锚固端压力过大,引起混凝土开裂。
2. 为什么有些客运专线采用道砟而不是轨道板?
(有砟轨道)
作为铁路工程师,我来回答一下这个问题。
采用道砟的轨道称之为有砟轨道,采用轨道板的轨道称之为无砟轨道。
【有砟轨道和无砟轨道的适用范围】一般而言,列车速度低于300km/h的高铁线路采用有砟轨道,因为列车的速度越低,对轨道的变形及平顺性要求也比较低。而有砟轨道采用轨枕直接铺设在砕石道床上的型式,砕石道床属于弹性结构,列车通过之时,在荷载的施压下,变形较大,很难满足高速铁路对轨道变形的苛刻要求。所以,当列车速度大于300km/h的时候,采取无砟轨道是可行的措施之一。
(《高速铁路设计规范》有关条款)
无砟轨道与有砟轨道在结构上的最主要区别就在于,前者取消了砕石道床与轨枕,将其替换成钢筋混凝土轨道板,而钢轨就直接铺设在轨道板之上,通过高强度的弹性扣件锁定,而轨道板则铺设在路基、隧道、桥梁等铁路基础上面。
【无砟轨道的技术优势】(高铁无砟轨道)
相比有砟轨道而言,无砟轨道技术优势非常明显,比如,轨道的整体性较强,横向和纵向的稳定性高;结构的耐久性好,能持久的保持轨道的几何尺寸;虽然前期投入较大,但是基本免维修,或者维修量小费用低,使用寿命周期长;避免了动车在高速行驶下有砟轨道的道砟飞溅;在桥梁上铺设无砟轨道可以减小二期恒载(二期恒载指的是铺设在桥梁上的轨道、栅栏等附加设施产生的荷载),在隧道中的无砟轨道可以降低隧道的净空,减小开挖面积;动车在无砟轨道上面运行平稳性好,通过能力大。
【结论】当客运专线开行不大于300km/h的动车组的时候,线路可以采用有砟轨道(道砟);当客运专线开行大于300km/h的动车组的时候,线路可采用无砟轨道(轨道板)。
3. 人行道铺装荷载怎么定义?
二期恒载指的是铺装、人行道栏杆、防撞墙等等在主梁建好之后加上的恒载。
一般就根据厚度、宽度来计算,按kn/m计。
例如铺装10cm沥青,桥梁宽10m,只有两边防撞墙,那二期就是=24*0.1*10+2*15(一般防撞墙)=54kn/m
4. 恒载挠度什么意思?
恒载挠度指在恒定载荷作用下,杆件或结构的弯曲程度,通常用单位载荷下的挠度来表示。挠度是杆件或结构受力后产生的形变量,它反映了杆件或结构的刚度和变形能力。恒载挠度在结构设计和工程计算中非常重要,因为它能够帮助工程师评估结构的稳定性和安全性,以及确定结构的尺寸和材料。
同时,恒载挠度也是结构的一项基本性能指标,可以用来比较不同结构的性能表现。因此,在结构设计和工程应用中,正确计算和控制恒载挠度是非常重要的。
5. 桥梁二期恒载应该怎么算啊?
桥梁二期恒载主要是桥面铺装层、栏杆护栏、人行道、灯柱等设施产生的荷载,是在一期恒载(主梁)的基础上后加的,对于桥面铺装层、栏杆护栏、人行道等按其体积乘以重度进行计算,可按均布荷载考虑,桥面铺装层可平均分摊至每块梁板,栏杆护栏、人行道等的荷载可按横向分布系数分摊至每一块梁板。
6. 弯矩包络图意思?
弯矩包络图是由构件各个截面的弯矩最大值和最小值分别连接成的围线。梁在恒载(即永久荷载,不变的,包括一期恒载和二期恒载)和活载(即基本可变荷载,如汽车自重及产生的离心力,冲击力,人群履带车,挂车等)的作用下,即各种截面组合效应下产生的弯矩图。
然后将这些弯矩图叠画同一坐标上,其外包线即为弯矩包络图。简而言之由构件各个截面的弯矩最大值和最小值分别连接成的围线就是弯矩包络图。
7. 反拱抛物线公式?
是指在预应力桥梁中,为了保证桥面高程满足使用要求,需要让桥梁在建造的过程中向下做低一定的高度,这个做法与预拱相反,就叫反拱。其幅度叫做反拱值。反拱抛物线公式可以用二次函数表示,即y=ax^2+bx+c。其中,x为预求反拱值,y为一段时间后的起拱值,z为二期恒载产生的下挠值。
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1. 二期恒载,公路桥梁裂缝检测重点?
1、简支空心板梁
⑴钢筋混凝土板梁:梁底横向裂缝及腹板竖向裂缝是常见病害,裂缝主要分布在跨中附近,裂缝较密,腹板裂缝表现为下宽上窄,严重的会向上延伸到翼缘。
此类结构在荷载作用下梁底产生正弯距,梁底拉应力大于混凝土本身的抗拉强度,因此会出现横向裂缝。
⑵先张预应力混凝土板梁:主要病害类型为梁端底部有横向裂缝,裂缝会向上延伸至板梁腹板,形成支座附近腹板斜裂缝。
产生此类病害的原因是多方面的,比如在设计阶段预应力失效长度设置不当会导致构件不能更好的抵抗自重及活荷载的弯矩,梁端位置弯矩在梁底产生的拉应力 过大而产生横向裂缝,当板梁梁底横向裂缝发展到一定深度时,该位置处混凝土截面有效抗剪面积减小,使剪应力增大,便出现了腹板斜裂缝。
即板梁所出现的板底横向裂缝及腹板斜裂缝是由弯矩引起的,剪力加快了裂缝的发展,属于典型的弯剪破坏。
⑶后张预应力混凝土板梁:梁底纵向裂缝是此类结构的典型病害。主要原因有两点:
其一,由于泊松效应,在混凝土纵向受压时,在横向产生拉应力,拉应力过大导致板梁底纵向裂缝;
其二,后张法预应力混凝土板梁张拉时,板梁会产生反拱,而预应力钢筋是柔性受拉的,会保持直线,而底板预应力钢筋下部的混凝土向上变形,预应力钢筋必然对其产生压应力,由于底板空心最下缘位置较薄,较容易在此处产生裂缝。
2、梁
对于钢筋混凝土T梁,梁体裂缝主要表现为腹板竖向裂缝、支座附近腹板斜裂缝。
跨中附近腹板竖向裂缝一般分布在跨中附近,间距较小,裂缝从底部向上发展,下宽上窄,严重的向上延伸整个腹板高度,向下水平贯通梁底而形成U型裂缝,主要是荷载导致的混凝土开裂;
支座附近腹板斜裂缝一般是T梁端部抗剪能力不足而产生的裂缝,裂缝走向与梁体纵轴线成45°角。
对于预应力混凝土T梁,腹板的纵向水平裂缝比较普遍,裂缝一般沿波纹管走向,梁端位置随波纹管向上弯起,产生此类裂缝的主要原因是波纹管壁外混凝土保护层厚度不足造成的。
3、箱梁
钢筋混凝土箱梁的梁体裂缝较为普遍,主要有底板横向裂缝、腹板竖向裂缝及翼板横向水平裂缝。
裂缝宽度一般很小,间距较小,结构一般不受损伤。
产生裂缝的机理主要是由于混凝土抗拉能力不足,导致处于正弯矩区的梁底部和负弯矩区的梁体出现裂缝。此外,混凝土收缩徐变效应也是致裂的主要原因之一。
预应力混凝土箱梁结构裂缝,按照裂缝产生的位置不同,可以分为:腹板裂缝、底板裂缝、横隔板裂缝、0#块裂缝和锚固区裂缝。
⑴腹板裂缝
腹板裂缝根据其产生形态主要分为斜向裂缝、纵向水平裂缝两种。
①腹板斜向裂缝属结构性裂缝,主要分布于距支座L/4(L为跨度)附近的腹板,边跨梁端腹板区域,约呈45°角分布,主要有弯剪斜裂缝和腹剪斜裂缝两种。
②腹板纵向水平裂缝大部分沿着腹板下缘的预应力管道分布,且跨中开裂趋势大于梁端。
主要原因是:箱梁变形在梁体内部受到钢筋、波纹管、骨料等的约束作用时,在混凝土内部产生了较大的拉应力,这种拉应力与预加外应力平衡后在梁的各腹板、各截面产生了重分布,当重分布后的拉应力超过混凝土的抗拉强度时即可造成混凝土产生裂缝。
⑵底板裂缝
底板裂缝从形状上主要为横向裂缝、纵向裂缝两种。
① 底板横向裂缝:在箱梁正弯矩峰值附近,节段施工的梁桥沿接缝或在其附近,由于弯曲正应力引起的底板弯曲裂缝一般会贯穿底板全宽,严重时底板裂缝扩展延伸到腹板,形成U形裂缝。
底板横向弯曲裂缝属结构性裂缝,出现的一些原因包括:预应力布设不当,跨中底板预应力储备不足;预应力张拉不到位或运营中超重车辆过多或对二期恒载估计不足导致配筋或截面不足。
②底板纵向裂缝:在工程上常见于主跨中部,近墩处底板中部和两侧。其产生的主要原因为:箱梁的横向刚度不足,横向挠度过大会在底板引起纵向裂缝。
⑶0#块裂缝
在大跨径桥梁施工过程中,往往是开始阶段施工的块段容易开裂,即0#块比其他块段更容易出现开裂现象,裂缝主要是施工阶段,由于0#块应力较大产生的混凝土内部裂缝逐步扩散到结构表面。
⑷ 横隔板裂缝
横隔板是高应力区域,特别是位于墩顶和梁端的横隔板,荷载产生的应力更大。
横隔板裂缝主要表现为板上的竖向、横向裂缝,人孔四周的辐射状裂缝。应力集中、混凝土的干缩以及箱梁偏载导致应力过大是致裂的主要原因。
⑸ 锚固区裂缝
锚固区裂缝主要是因为混凝土强度不够,锚固端压力过大,引起混凝土开裂。
2. 为什么有些客运专线采用道砟而不是轨道板?
(有砟轨道)
作为铁路工程师,我来回答一下这个问题。
采用道砟的轨道称之为有砟轨道,采用轨道板的轨道称之为无砟轨道。
【有砟轨道和无砟轨道的适用范围】一般而言,列车速度低于300km/h的高铁线路采用有砟轨道,因为列车的速度越低,对轨道的变形及平顺性要求也比较低。而有砟轨道采用轨枕直接铺设在砕石道床上的型式,砕石道床属于弹性结构,列车通过之时,在荷载的施压下,变形较大,很难满足高速铁路对轨道变形的苛刻要求。所以,当列车速度大于300km/h的时候,采取无砟轨道是可行的措施之一。
(《高速铁路设计规范》有关条款)
无砟轨道与有砟轨道在结构上的最主要区别就在于,前者取消了砕石道床与轨枕,将其替换成钢筋混凝土轨道板,而钢轨就直接铺设在轨道板之上,通过高强度的弹性扣件锁定,而轨道板则铺设在路基、隧道、桥梁等铁路基础上面。
【无砟轨道的技术优势】(高铁无砟轨道)
相比有砟轨道而言,无砟轨道技术优势非常明显,比如,轨道的整体性较强,横向和纵向的稳定性高;结构的耐久性好,能持久的保持轨道的几何尺寸;虽然前期投入较大,但是基本免维修,或者维修量小费用低,使用寿命周期长;避免了动车在高速行驶下有砟轨道的道砟飞溅;在桥梁上铺设无砟轨道可以减小二期恒载(二期恒载指的是铺设在桥梁上的轨道、栅栏等附加设施产生的荷载),在隧道中的无砟轨道可以降低隧道的净空,减小开挖面积;动车在无砟轨道上面运行平稳性好,通过能力大。
【结论】当客运专线开行不大于300km/h的动车组的时候,线路可以采用有砟轨道(道砟);当客运专线开行大于300km/h的动车组的时候,线路可采用无砟轨道(轨道板)。
3. 人行道铺装荷载怎么定义?
二期恒载指的是铺装、人行道栏杆、防撞墙等等在主梁建好之后加上的恒载。
一般就根据厚度、宽度来计算,按kn/m计。
例如铺装10cm沥青,桥梁宽10m,只有两边防撞墙,那二期就是=24*0.1*10+2*15(一般防撞墙)=54kn/m
4. 恒载挠度什么意思?
恒载挠度指在恒定载荷作用下,杆件或结构的弯曲程度,通常用单位载荷下的挠度来表示。挠度是杆件或结构受力后产生的形变量,它反映了杆件或结构的刚度和变形能力。恒载挠度在结构设计和工程计算中非常重要,因为它能够帮助工程师评估结构的稳定性和安全性,以及确定结构的尺寸和材料。
同时,恒载挠度也是结构的一项基本性能指标,可以用来比较不同结构的性能表现。因此,在结构设计和工程应用中,正确计算和控制恒载挠度是非常重要的。
5. 桥梁二期恒载应该怎么算啊?
桥梁二期恒载主要是桥面铺装层、栏杆护栏、人行道、灯柱等设施产生的荷载,是在一期恒载(主梁)的基础上后加的,对于桥面铺装层、栏杆护栏、人行道等按其体积乘以重度进行计算,可按均布荷载考虑,桥面铺装层可平均分摊至每块梁板,栏杆护栏、人行道等的荷载可按横向分布系数分摊至每一块梁板。
6. 弯矩包络图意思?
弯矩包络图是由构件各个截面的弯矩最大值和最小值分别连接成的围线。梁在恒载(即永久荷载,不变的,包括一期恒载和二期恒载)和活载(即基本可变荷载,如汽车自重及产生的离心力,冲击力,人群履带车,挂车等)的作用下,即各种截面组合效应下产生的弯矩图。
然后将这些弯矩图叠画同一坐标上,其外包线即为弯矩包络图。简而言之由构件各个截面的弯矩最大值和最小值分别连接成的围线就是弯矩包络图。
7. 反拱抛物线公式?
是指在预应力桥梁中,为了保证桥面高程满足使用要求,需要让桥梁在建造的过程中向下做低一定的高度,这个做法与预拱相反,就叫反拱。其幅度叫做反拱值。反拱抛物线公式可以用二次函数表示,即y=ax^2+bx+c。其中,x为预求反拱值,y为一段时间后的起拱值,z为二期恒载产生的下挠值。
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