有关道路桥梁结构病害以及加固的探讨

有关道路桥梁结构病害以及加固的探讨

河北省秦皇岛市青龙满族自治县交通运输局河北省秦皇岛市066500

摘要:目前,重型车辆和工程用重型运输车不断增加,导致公路桥梁的负荷越来越大,而且一些旧桥老化严重,出现了破损或者受原设计限制等现象,很多混凝土桥梁有的因为耐久性较差而导致结构失效,还有的由于损坏严重处于一种超期运营状态,这些问题如果不重视起来,不及时采取有效的加固措施进行修复,长此以往必然会降低桥梁的安全性,出现安全隐患。

关键词:道路桥梁;病害原因;加固;重要性;方法

1.城市桥梁病害原因分析

1.1使用荷载过大

通过社会调查可以发现,有很大一部分的中国桥梁工程是在改革开放早期进行建设的,那时国内的车辆较少,桥梁所承担的重量没有超过负荷。这些桥梁中大部分都具备良好的结构应力状态,经过分析我们觉得这是设计问题。目前,社会经济发展越来越快,很多桥梁都处于超负荷的状态,使得初始设计标准轴载承担着很大的压力,长此以往会对桥梁结构造成巨大损伤。而且车辆荷载很容易作用在桥面板的不利位置上,使桥面板承担不利荷载,这样的作用不断的循环往复。这就说明,桥面板设计的负荷与使用中的荷载是存在区别的,会导致桥面板存在疲劳损伤的现象,所以在设计桥面板的时候要计算疲劳强度。

1.2设计方案不当

由于设计单位缺少经验,以至于在设计过程中不能将使用性能、设计方案、投资、施工缺陷等一系列问题考虑在内。所以会出现桥梁的结构和位置不够合理,设计的指标不够清楚等问题,这些问题不仅对桥梁工程造成伤害,还大大增加了桥梁施工的成本费用。

1.3管理不足

在桥梁工程施工结束之后,施工单位要依照桥梁检测的情况对其进行科学的养护管理。目前最基本的桥梁养护管理工作是建立技术档案、疏通泄水管、扫清桥面、修复已损坏的栏杆和桥面铺装等,主要通过人力目测进行检查,每年对桥梁进行养护检测的费用远远比不上对道路进行养护检测的费用。而且有很多施工方为了尽快完成施工并未给桥梁制定周密地养护计划,还有的施工方虽然对桥梁进行了养护,但是却没能达到要求。

1.4施工质量差

在建设单位进行桥梁工程招标的时候,施工单位没有进行正确的评估。桥梁的结构或者建筑材料不合理,会对桥梁的后期使用造成质量隐患,还有一些单位在施工过程中对工程方案进行修改,这种行为也影响着施工质量。对桥梁整体来说,混凝土的强度以及湿接头紧凑与否是施工的薄弱环节,稍有不慎将会造成桥梁的横向之间联系较弱,使桥梁未达到使用年限就已经失去了功能。钢筋混凝土保护层为钢筋的耐久性提供了良好的保护,使其均匀分布在钢筋表层,避免出现薄厚不均甚至某些部分露出钢筋的现象。

1.5环境变化

影响桥梁结构的主要因素就是自然环境的变化,这种自然伤害是一种突发性的行为。例如:地震、强风、洪水等都会对桥梁造成巨大影响,还有温度的变化也会形成温度裂缝,影响桥梁的使用寿命。

2.公路桥梁加固的重要性

2.1所有的公路桥梁都会在使用期间成为旧桥。由于早期人们对病害和铺装功能缺乏认识,所以早期修建的桥梁存在钢筋直径细、配筋小、铺装与承载构件的链接不牢靠等问题。桥梁是一种建设在大地上的特殊工程,一方面受到自然环境的影响,例如:大气腐蚀、湿度变化、温度变化。另一方面受到使用环境的影响。种种影响导致桥梁不可避免的会出现各种问题,这就体现了桥梁维修、加固、养护、改造等后续工作的必然性。

2.2从经济的角度出发,给桥梁进行加固能够减少投资,提高社会经济效益。对桥梁进行科学合理的加固和拓宽,首先能够防止因拆旧桥、建新桥而增加投资;其次可以减小对交通的影响,早期建设的高速公路的桥梁在长时间超载荷的情况下出现了各种各样的病害;最后可以恢复并提高旧桥承载和通行的能力,使桥梁的使用寿命得到提高,促进现代交通运输的发展。

2.3桥梁的改造与加固,一方面能够提高公路桥梁的服务水平和通行能力;另一方面有利于避免交通安全隐患的发生。从发展的角度来看,加固旧公路桥梁有利于加强桥梁的可持续发展。不仅符合现代人的需求,还不损害后代人的需求,确保社会、经济、资源以及环境保护等能够协调发展。

3.公路桥梁加固的方法

桥梁的结构出现问题之后,必须及时进行加固,严重的要及时更换。进行桥梁加固通常要遵循以下几个步骤:结构可靠鉴定―加固方案确定―加固设计―施工组织设计―施工―验收。加固施工是指按照加固设计对需要加固的结构进行加固的过程。为了能够优质、安全的加固大型结构,施工方在施工之前必须制定施工组织设计。

3.1桥面铺装加固法

(1)局部修复凿补法。把水泥混凝土的表面凿开直至露出骨料;然后用清水进行冲洗,直到断面干净且并充分润湿;再涂刷同标号的水泥砂浆或者或其他粘结材料;最后在符合桥梁载荷的范围内,铺上一层1.5cm厚的水泥混凝土。

(2)重新浇筑混凝土面板。通常情况下,如果桥面板的破裂程度很大,损坏及其严重,且混凝土的质量较差、施工状况不好时,就需要采取重新浇筑混凝土桥面板的措施。这种措施要求在施工时要拆除全部的原有行车道,然后将其清扫干净,有时需要铺入适量的短钢筋,再搭配一层或两层的钢筋网,使浇筑的混凝土呈现整体化。

(3)桥面补强层加固法。这种方法是指在旧桥面上再铺一层混凝土或者钢筋混凝土,这样不仅能修补裂缝,剥离已损坏的桥面板,还能增加原有桥面板的高度,增强抗弯能力,使桥面板的荷载能够合理分布,从而大大增强了桥梁的承载能力。

(4)其他方法。例如:加铺一层沥青混凝土、混凝土粘结剂修补法、环氧树脂材料修补法,聚合物混凝土罩面法、钢纤维混土修补法等。

3.2加大截面加固法

也称为外包混凝土加固法,是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。加大截面加固法一般采用两种方式:一种是加厚桥面板;另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。该法工艺简单、适应性强,具有成熟的设计和施工经验,适用于较小跨径的T梁桥或板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高,承载能力也能取得较好的效果。但现场施工的湿作业时间较长,加固后的建筑物净空有一定减小。

3.3粘贴碳纤维增强塑料加固法

采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面,碳纤维与原结构形成新的受力整体,碳纤维与钢筋共同承受荷载,降低了钢筋应力,从而使结构达到了加固和补强效果。

3.4桥下部结构加固法

桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、突起,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小、水流不大的石拱桥,可采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。

4结束语

桥梁结构常规裂缝机理的产生相当复杂,单因素裂缝是很少的。一般说来,裂缝主要是由一种或几种因素引起的,其它因素主要是起了裂缝继续发展或加剧劣化的作用。为了保证交通畅通,就需要在桥梁出现病害的时候对桥梁进行加固、维修和改造。

参考文献

(1)史学明(施工阶段钢筋混凝土裂缝的解决方案[J](山西建筑,2010,17(3):40,42

(2)何雪娇(国内桥梁工程建设常见的病害及解决[J](东南大学学报,2010,26(12):90,92.

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