¿Cuáles son las formas y causas comunes de las enfermedades de los puentes?
Los puentes conectan el mundo y las carreteras conectan todas las direcciones. La construcción y el flujo fluido de puentes promueven la prosperidad y el desarrollo de la vida social, cultural y económica humana. Pero una vez que el puente se derrumbe, provocará enormes pérdidas y desastres. En los últimos años, la gente ha comenzado a notar que diversas enfermedades están atacando en diversos grados los más de 300.000 puentes activos de China. Según las estadísticas, alrededor del 50% del número total de puentes en mi país presentan riesgos de seguridad y problemas de durabilidad, e incluso más del 70% en algunos lugares. De estos puentes, entre el 20% y el 30% son peligrosos, aproximadamente 9.597 de ellos. Actualmente no existe una buena solución teórica sobre cómo detectar, evaluar y fortalecer adecuadamente estos puentes existentes. La razón principal es la falta de una comprensión clara y sistemática de la enfermedad y sus mecanismos.
1. Principales formas de enfermedades de los puentes
Las enfermedades de los puentes de hormigón armado incluyen principalmente las siguientes formas:
1.1 Las grietas son las enfermedades más comunes del hormigón armado. puentes Uno, hay pocos puentes sin grietas. Además, las grietas suelen ser el resultado de una combinación de factores. Las grietas tienen diversos grados de daño a los puentes de hormigón armado. Las grietas graves, como las grietas pasantes y las grietas de la red, pueden poner en grave peligro el funcionamiento seguro del puente. Además, las grietas suelen provocar la aparición y el desarrollo de otras enfermedades, como la corrosión del acero, daños por congelación y descongelación, etc. Estas enfermedades y grietas forman un círculo vicioso y causarán un gran daño a la durabilidad del puente.
1.2 La carbonización del hormigón y la corrosión del acero son fenómenos habituales en puentes de hormigón armado. Cuando la carbonización del hormigón y la corrosión de las barras de acero se vuelven cada vez más graves, el puente inevitablemente producirá más grietas a lo largo de las barras de acero, lo que reducirá la seguridad del puente y acortará su vida útil.
1.3 La denudación se refiere a la aparición de daños en el hormigón, como picaduras en forma de panal, piedra expuesta, merengue, descamación y otras enfermedades en la superficie de las estructuras de puentes de hormigón. Según diferentes mecanismos, se puede dividir en erosión por congelación-descongelación, erosión por socavación y cavitación, erosión hídrica, erosión por intemperismo, etc.
1.4 Daño estructural En los puentes de hormigón armado, el envejecimiento estructural, la inestabilidad y la deformación excesiva se producen en cierta medida debido a una construcción irrazonable de partes clave de la estructura, problemas durante la construcción o envejecimiento que afectan la operación segura de. el puente.
1.5 Daño causado por el asentamiento desigual de los cimientos El daño causado por el asentamiento desigual de los cimientos también tiene un gran impacto en la estructura, como hundimiento, deslizamiento y agrietamiento de las paredes laterales y pendientes cónicas, pilares de piedra en bruto y pilares. de penetración.
2. Análisis del mecanismo de enfermedad del puente
2.1 Grietas Cuando la tensión de tracción en el hormigón es mayor que su resistencia a la tracción o la deformación por tracción es mayor que su deformación por tracción última, se producirán grietas. en el concreto. Las grietas de puentes incluyen principalmente los siguientes tipos.
Primero, sobrecargar las grietas. Las grietas por sobrecarga se pueden subdividir en:
①Grietas por presión locales: cuando la resistencia a la compresión diseñada del concreto es insuficiente o está sobrecargada, la tensión de tracción local a menudo causa grietas por presión locales o incluso colapso local en áreas con alta tensión de compresión. Características: Hay muchas grietas cortas en el área local que soporta la presión, generalmente paralelas a la dirección de la presión.
②Grietas por flexión: cuando la tensión de tracción en la zona de tensión excede la resistencia a la tracción del hormigón, a menudo aparecen grietas por flexión. Características: Las grietas transversales comienzan desde el borde de la zona de tensión cerca de la sección con el mayor momento flector y se expanden gradualmente hacia el eje neutro cuando se utilizan barras de acero roscadas, se pueden ver grietas secundarias a corto plazo entre las grietas.
En segundo lugar, la red está rota. Cuando el concreto desarrolla grietas irregulares entrecruzadas, se le llama grietas claras o grietas. Existen principalmente las siguientes situaciones:
(1) El tiempo de mezclado y transporte del concreto es demasiado largo, lo que provoca que el agua se evapore, lo que provoca que el asentamiento del vertido del concreto sea demasiado bajo, provocando grietas irregulares en la red. en el concreto.
(2) Durante el mantenimiento inicial del concreto, debido a un riego insuficiente o inoportuno o a una construcción en clima ventoso, la superficie del concreto se seca repentinamente y se produce una contracción plástica, lo que resulta en grietas irregulares en la superficie del concreto, generalmente con poca profundidad.
En tercer lugar, las grietas provocadas por la corrosión de las barras de acero. Después de que las barras de acero del hormigón se corroen, el volumen de los productos de corrosión es de 2 a 4 veces mayor que el volumen original, produciendo así tensión de expansión en el hormigón circundante. Cuando la tensión de expansión es mayor que la resistencia a la tracción del hormigón, se producirán grietas, que se denominan grietas por corrosión del acero. Las grietas por óxido en las barras de acero son generalmente grietas a lo largo de la barra de acero.
2.2 Carbonización del hormigón y corrosión de las barras de acero La carbonización del hormigón y la corrosión de las barras de acero son muy comunes en los puentes. También es más serio. Las investigaciones han demostrado que cuando la profundidad de carbonatación se acerca o supera el espesor de la capa protectora del hormigón, las barras de acero del hormigón se corroen. Cuando hay muchas grietas y la calidad del hormigón es mala, las barras de acero deben estar muy corroídas y hay muchas grietas a lo largo de las barras de acero.
A medida que las barras de acero se corroen, el hormigón se agrieta y se pela, la fuerza de unión entre las barras de acero y el hormigón se pierde continuamente, el área de la sección transversal de las barras de acero se reduce y la capacidad de carga se reduce, reduciendo así la seguridad de la estructura y provocando accidentes con daños estructurales.
2.3 Erosión Según diferentes mecanismos, la erosión se puede dividir en erosión por hielo-deshielo, erosión, erosión por cavitación, erosión hídrica, erosión por intemperismo, etc.
En primer lugar, la erosión por hielo y deshielo: se refiere a la congelación, expansión, fusión y relajación del agua en los huecos del hormigón estructuralmente endurecido, lo que produce tensión de fatiga, que provoca que el hormigón se erosione debido a la cambios positivos y negativos de temperatura cuando está saturado de agua o mojado. El fenómeno de daño de la erosión gradual desde la superficie hacia el interior. Los daños por erosión por congelación y deshielo reducirán el área de la sección transversal efectiva de las estructuras de hormigón armado, como pilares de puentes, losas de vigas y pilotes. Los puentes de hormigón armado inducen la corrosión de las barras de acero y aceleran el proceso de envejecimiento, lo que resulta en una disminución de la capacidad de carga y la estabilidad estructural.
El segundo es la erosión y la cavitación. El daño por cavitación generalmente se manifiesta como fosas de cavitación en la superficie superior del pilar del puente, pero otras partes están intactas y la profundidad de las fosas a veces alcanza varios centímetros; la erosión generalmente cubre un área grande y tiene un cierto grado de continuidad. El desarrollo de daños por erosión y cavitación, hasta cierto punto, puede inducir daños por erosión hidráulica a gran escala.
En tercer lugar, la erosión de la calidad del agua: incluida la erosión por sulfatos; la erosión ácida;
Por último, está la meteorización y la erosión: se trata de un fenómeno de erosión común que no es perjudicial, sólo leve.
2.4 Daño estructural El daño estructural ocurre principalmente en las juntas de expansión y soportes:
El primero son las juntas de expansión: las características de falla son juntas causadas por un diseño inadecuado, envejecimiento de los materiales, factores de construcción, etc. Desniveles, golpes, goteras.
El segundo es el rodamiento: la característica de falla es que el rodamiento está desplazado debido a un diseño inadecuado, materiales envejecidos, factores de construcción y otras razones, lo que resulta en inestabilidad del rodamiento, aplastamiento de la almohadilla y pérdida. de función. e incluso provocar otras enfermedades.
2.5 Daños causados por un asentamiento desigual de los cimientos Además de las grietas mencionadas anteriormente en los pilares de los puentes causadas por un asentamiento desigual de los cimientos, estas enfermedades incluyen principalmente hundimiento, deslizamiento, inclinación y agrietamiento de las paredes laterales y el cono. taludes y escombros a través de juntas entre pilares y piedras sueltas. Esta sección también resume el fenómeno del salto de vehículos en la cabecera del puente causado por diversos motivos de construcción.
La estructura del puente debe tener suficiente resistencia para soportar la gravedad y las fuerzas adicionales que actúan sobre ella; todas las partes de la estructura deben tener suficiente rigidez para evitar la deflexión excesiva y la deformación del tamaño de cada parte; La estructura de la estructura debe ser adecuada para que el componente no se pandee ni pierda estabilidad cuando se somete a presión axial. Al mismo tiempo, la estructura también debe tener una alta durabilidad. Debido a la aleatoriedad de las cargas aplicadas, la discreción de la resistencia del material, la dispersión de la calidad de fabricación y construcción y la aproximación de los supuestos de cálculo, las estructuras de puentes sufren enfermedades durante el uso a largo plazo.
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