2020年西南大学1278机考答案

-1-西南大学培训与继续教育学院课程考试试题卷学期：2020年春季课程名称【编号】：桥梁检测【1278】A卷考试类别：大作业满分：100分注：共6题，选做5题；每题20分，共100分。1请简述服役公路桥梁存在的问题。主要表现在以下几个方面：（1）公路路网中还有不少的半永久性桥梁与临时性桥梁，承载能力普遍偏低，难以适应当前交通运输的需求，且抵抗自然灾害的能力较差，安全隐患突出，急需进行“永久化”加固维修改造。（2）1950-1980年期间建造的现役桥梁，是依据当时标准设计的，荷载偏低、桥面宽度狭窄。虽然，在“六五”、“七五”期间对它们进行了全面的技术改造，但主要是以加固补强和加宽为主。这些桥梁经过20余年的频繁重载交通运行，普遍老化、衰退严重，绝大多数桥梁处于“带病”工作状态。（3）20世纪80年代前修建的少筋混凝土桥梁（如壳体桥、少筋微弯板组合梁桥、二铰板拱和双曲拱桥等）、桁架拱桥、刚架拱桥，以及带挂孔钢筋混凝土双悬臂结构和预应力混凝土T形刚构桥，由于它们构造与施工上的特点以及结构体系上的弱点，使它们无法适应当前的频繁重载交通，存在冲剪与压溃破坏甚至构件掉落的危险。（4）服役较早的预应力混凝土斜拉桥、中承式和下承式吊杆拱桥，由于受当时桥梁建设技术的限制，拉索和吊杆的防腐层普遍出现过早的老化损坏，钢束线和锚头锈蚀严重；加上当时对锚固区的构造以及抗风、雨的措施考虑欠合理，安全系数取值又偏小，致使拉索和吊杆易出现疲劳破坏，且这种破坏存在极大的突然性。（5）在公路建设高速发展初期建设的不少桥梁存在安全性与耐久性方面的隐患。近20年来，在大河、深沟峡谷间修建了为数众多的预应力混凝土连续梁和连续刚构桥梁，在投入使用1-6年后，普遍暴露出预应力管道压浆不饱满或漏压浆、后期预应力损失偏大，主梁跨中挠度下垂过大、梁体斜向和纵横向开裂等危及桥梁正常使用与耐久性的缺陷及病害。近些年来修建的高速公路上，采用预制安装施工方法修建了大量的钢筋混凝土和预应力混凝土空心板梁与小箱梁桥，这些桥梁在投入使用以后，普遍出现了梁端支承受力不匀、支座滑脱造成梁体受力不均，横向连接薄弱、铰缝纵向开裂，单板或单梁受力特征显著，在当前频繁重载交通下，存在极大的安全隐患。（6）由于季节性河流较多、温差大等自然因素差异相对较大，造成下部结构的磨损与侵蚀问题较突出；而且逢冬季雨雪天气，常采用撒盐除冰的方法保证交通的正常运行，氯离子对桥梁结构有一定腐蚀作用，从而导致钢筋锈蚀、混凝土保护层层离或剥落等一系列耐久性问题。（7）近些年来，由于经济的快速发展，公路交通流量出现了持续迅速的增长，加之在货物运输车辆中普遍存在屡禁不止的超载现象，极大地增加了路网中桥梁结构的负担，低等级公路上的桥梁压垮现象时有发生，高速公路桥梁也普遍暴露出过早损坏的不正常现象。（8）历年桥梁调查结果显示，我国服役桥梁有相当一部分处于“带病”工作，甚至在“危险”状态。虽然交通主管部门每年均安排大量资金用于国道、省道危旧桥梁的改造和技术提升，但随着我国经济的快速发展，近些年公路交通的通行量和单车荷载重量均呈快速增长趋势，加之目前公路桥梁中荷载等级较低的桥梁总数相对较大，尤其是农村公路上的桥梁技术状况相对较差，致使公路桥梁中的危桥比例不降反升。总的来看，服役公路桥梁的总体技术状况不容乐观，特别是在桥梁的养护管理方面还有很多不足和亟待解决的技术与管理问题。随着我国经济的持续快速发展，这些会不断地暴露和显示出来，并成为制约公路交通事业持续健康发展的关键因素，也将成为加快经济区建设过程中必须突破的一个关键环节。2请简述冻融环境和化冰盐环境。（1）冻融环境：混凝土在饱水状态下因冻融循环产生的破坏作用称为冻融破坏，混凝土处于饱水状态和冻融循环交替作用是发生混凝土冻融破坏的必要条件。因此，冻融破坏一般发生于寒冷地区经常与水接触的墩台基础。调查发现，混凝土冻融破坏不仅在“三北”地区存在，而且在长江以北黄河以南的中部地区也广泛存在。一般来说，北方地区混凝土结构物受到的冻融破坏较华东地区的更严重。-2-（2）化冰盐环境：在北方地区的冬季，一般需向桥梁等交通构筑物撒盐化冰以保证交通，盐中含有的氯离子侵蚀到混凝土内部，易引起钢筋锈蚀，造成巨大的经济损失。化冰盐给桥梁结构所造成的腐蚀病害，已经成为世界性问题。早期西方国家在路桥上大量使用氯盐化冰雪之后，陆续出现以钢筋腐蚀为主要特征的破坏现象。（3）我国幅员辽阔，地域环境复杂，受地理、气候环境影响，桥梁结构一般都存在着“南锈北冻”的现象；而在某些特殊地区，多种环境因素的交互作用，可能加剧，也可能减弱环境的腐蚀作用，使环境层次的可靠性研究更趋于困难。3请简述影响混凝土碳化的主要因素。影响混凝土碳化速度的主要因素可分为周围环境因素、施工因素和材料因素等三大类。周围环境因素主要指周围介质的相对湿度、温度、压力及二氧化碳的浓度等对混凝土碳化的影响。例如：一般说来，当相对湿度处于40%-70%之间时，碳化作用以最大的速度进行。水分对碳化作用是很必要的，这是由于在碳化作用的初始阶段需要水分来形成碳酸。当相对湿度小于40%时，水分不够；而当相对湿度大于70%时，水分又太多，以致降低了二氧化碳对混凝土的渗透作用。施工因素主要指的是混凝土搅拌、振捣和养护等条件的影响。显而易见，施工质量的好坏，对混凝土的密实性影响是很大的。材料因素则主要指水泥用量、水灰比、各类矿物掺合料取代量、水泥品种和骨料品种等因素对混凝土碳化的影响。其中，水泥的掺量和性能起着一个十分重要的作用。当混凝土中水泥含量较低时，由于只有少量的碱需要中和，则碳化的速度则会相对加快。归根到底，最主要的是混凝土本身的密实性和碱性储备的大小，即混凝土的渗透性及其氢氧化钙等碱性物质含量的大小。4请简述梁桥结构中主梁的病害形式。主梁一般是桥梁的主要承重结构，如果其发生病害，一是影响美观，二是影响使用寿命，甚至还会威胁到人们的生命和财产的安全。主梁病害主要有裂缝、腐蚀破坏、主梁挠度过大、对于斜交桥发生梁体横向错位、梁顶死横向晃动以及单板受力等。（1）裂缝是主梁的主要病害，主要发生的位置在梁的跨中、支座两侧、梁侧以及梁底，不同的位置发生的原因也不同。跨中及支座处的裂缝主要是结构裂缝，而其余位置处的裂缝主要是非结构裂缝。（2）梁式桥的主梁一般是钢筋混凝土结构的，其暴露于自然，直接受所处地理位置的环境影响，再加上其本身材料的性质，容易受到环境的侵蚀，主要有二氧化碳腐蚀和氯离子腐蚀。（3）形成单板受力的原因，从根本上说，是由于板间铰缝被剪断所致。其产生的原因有设计、施工和使用三个方面。5请简述混凝土钻芯法检测的注意事项。钻芯法检测技术是使用专用钻机直接从结构上钻芯取样，并根据芯样的抗压强度推定结构混凝土立方体抗压强度的一种半破损现场检测方法。由于钻芯法的测定值就是圆柱状芯样的抗压强度，它与立方体试件抗压强度之间，除需要进行必要的形状修正外，无须进行某种物理量与强度之间的换算。因此，人们普遍认为这是一种直观、可靠的方法，并为大多数国家所采用。（1）按单个结构检测时，工地现场钻取芯样的数量一般不少于3个。对于较小构件，钻取芯样的数量可取2个。（2）钻取的芯样直径一般不宜小于骨料最大粒径的3倍，在任何情况下不得小于骨料最大粒径的2倍。通常所采用的芯样直径为100mm或者150mm，但在实际工程检测中，还需灵活运用。（3）为了避免钻芯给结构带来影响，往往需采用非常规的75mm径钻头钻取芯样作为抗压试验的试块。通过结合粗骨料使用情况，增加小芯样的取芯数量、采用合适的高径比等方法，用75mm径钻取芯样的方法检测混凝土还是能做到较高的测试精度。因此，在采用钻芯法检测混凝土强度时，对芯样尺寸，需根据构件的实际情况，灵活机动。（4）芯样在加工时，应测量芯样直径、高度、端面平整度，这四项指标是芯样的重要指标；芯样补平方法一般采用水泥砂浆或水泥净浆补平。补平时，应先将芯样清洗干净，然后进行补平；芯样在补平后，应在室内静放12h后送入养护室进行养护，养护时间为3-4d。（5）为了使芯样试件与被检测结构混凝土所处的环境和温度在基本一致的条件下进行试验，若被检测结构混凝土工作条件比较干燥，芯样试件应以自然干燥状态进行试验，即芯样试件在受压前应在室内自然干燥3d；被检测结构混凝土工作条件比较潮湿，芯样试件应在潮湿状态下进行试压，即芯样试件应在15-25℃的清水中浸泡2d。6请简述混凝土碳化深度的酚酞指示剂法。-3-酚酞指示剂法：利用酚酞指示剂测定混凝土的碳化深度属于化学试剂法，它是判定混凝土碳化深度最简便和常用的方法，可结合肉眼观察结果判定。酚酞指示剂常用1%酚酞乙醚（或酒精）溶液。它以pH=9界线，将酚酞溶液喷洒到混凝土劈裂面时未碳化区因碱性呈粉红色，碳化区呈中性不变色。混凝土表面到呈色界线的平均距离为碳化深度。