摘要:桥梁,是道路交通中的重要组成部分之一。近年来,我国运输设备的荷载量不断加大,桥梁工程所承受的荷载也不断增加。受到各种因素影响,桥梁容易发生病害,给车辆安全通行带来很大的隐患。尤其是20世纪50~60年代建造的桥梁,病害更是严重,垮塌事件偶有发生,直接影响到出行人的安全,已经不能满足现代社会发展的需求。为此,本文分析了桥梁损伤的致因,介绍了桥梁损伤的检测技术,在此基础上诠释了桥梁损伤的维修加固措施,旨在建设一个安全稳定的运输环境,为经济发展和人们出行提供安全保障
关键词:桥梁 病害 维修加固
一、我国桥梁建设情况
我国经济社会迅猛发展,有力带动了桥梁建设的发展,但旧有桥梁在一定程度上还存在一些问题。桥梁建设当时不具有较高的技术,也不具有完善的建筑设备,对桥梁建设质量产生严重影响。桥梁经过多年使用,受自然条件影响,桥梁结构中很多部分已发生腐蚀,而地震、洪水、泥石流等频发的自然灾害对桥梁的破坏性也很大,这对桥梁安全稳定性已产生严重影响。因此不可忽视桥梁现状,应采取有效措施使这种情况得到改观,进而保证桥梁质量及安全。
二、桥梁维修加固的主要原因及基本原则
2.1主要原因
经济发展水平对于科技进步具有举足轻重的作用,受经济发展水平等因素的不利影响,很多旧桥梁受当时设计条件所限,还达不到较高标准,也达不到较高承载力,难以满足公路车辆发展的实际需求。因当时设计施工中存在的不足及酸侵蚀、氯离子侵入等不利作用,严重腐蚀了桥梁钢筋混凝土结构。而且旧桥梁都经历了较长的使用时间,与桥梁设计使用寿命比较接近。外界部分荷载的不利影响,也在一定程度上降低了桥梁结构的安全性,导致产生这些问题的主要原因之一就是公路上很多车辆尤其是大货车都存在超载问题。归结上述几方面原因,就会影响到桥梁正常使用,引起桥梁结构发生程度不同的变形,进而使桥梁使用安全性降低,迫切需要对桥梁进行相应的维修加固。
2.2基本原则
尽管有很多方法加固桥梁,但对这些方法的选择还应与实际情况相结合,对桥梁损害状况具体分析。因此,应遵循原则选择正确方法。基本原则应遵循具有技术可行性、耐久性较好的技术方法。桥梁加固方法的选择应注意到旧桥梁具体情况。加固前对桥梁构件断面采取有效方法,道桥维修加固离不开混凝土这一主要材料,若选用混凝土不正确就容易导致道桥产生破损及裂缝等情况,严重的还将影响桥梁结构安全。目前高强轻集料混凝土在道桥施工中应用比较广泛。
三、桥梁外观检测技术的作用
桥梁投入使用之后,就一直受到各种因素影响,包括人为、设计、荷载、材料、风力、环境因素等,结果出现各种病害。
3.1桥梁上部结构病害
桥梁的上部结构主要是由承重构件和一般构件组成,桥梁上部结构主要检查桥面、支座、吊杆和锚头等部分,桥梁上部出现横、竖、斜向裂缝主要源于腹板尺寸设计不当、钢筋规格和数量不合理、混凝土配合比不合要求、车辆超载等;此外,在对桥梁工程的上部结构支座进行检测的过程中,除了要检查支座装置设备的完整性外,还要检查支座的底板制作工艺不精细、钢板周围环境潮湿等,值得注意的是,上部结构支座的变形、位移、开裂以及脱空、不密切等,都是影响整个桥梁建设稳定性的影响因素。
3.2桥梁下部结构病害
桥梁下部结构主要检查桥墩、外墙等部位,桥墩周围温度变化比较大,长期受到冲刷磨损,基础沉降不均匀,导致混凝土收缩和膨胀,长期如此,墩台就会出现裂缝、腐蚀、脱落等现象;外墙容易产生裂缝,墙面发生倾斜与沉陷,墙体的挡土能力减弱;漏筋病害的产生是因为在施工的过程中没有按照规范和标准进行施工,导致钢筋保护层的厚度不够,分化、脱落之后,就很容易出现漏筋病害。
四、桥梁病害的种类
4.1裂缝
裂缝作为市政路桥里最常见的一种病害,由于在建设施工中钢筋混凝土的使用存在着一定的质量问题,又随着使用年限的不断增加,从而使路桥的承载力不断下降,裂缝现象不断出现并严重威胁着整个路桥建设的使用情况,发生路桥裂缝的原因有很多,所以在进行检查时必须针对裂缝的成因进行补救,只有这样才能更好的解决路桥裂缝问题,延长路桥的使用寿命,更好的促进城市交通建设的发展。
4.2混凝土出现碳化及钢筋锈蚀
混凝土出现碳化以及钢筋锈蚀是建筑路桥中又一常见的病害,这种现象的影响主要是降低了路面混凝土耐久性的使用时间,缩短了路桥的使用寿命,并不会造成严重的危险事故,但随着时间的蔓延,这种裂缝也将逐渐增大,对于路桥的建筑结构产生一定的影响,最终威胁人们的生命财产安全。所以,要在病害之初进行维修处理,只有这样才能将危险降低,保障其安全。
4.3剥蚀的出现
随着人们生活水平的逐渐提高,私家车的大量出现大大加大了路桥使用的承载力,车辆的逐渐增多加大了对于路桥路面的摩擦,再加上自然环境的变化,雨雪等天气的出现更是加剧了桥梁的老化,部分路面由于车承载力的加剧,最终影响混凝土的使用,严重的将出现蜂窝孔、露石、脱落等现象,从而对结构造成影响。
4.4地基地势有明显下降的痕迹
承载力的使用将大大影响路面桥梁的支撑力,长时间受到外力自然灾害的侵蚀,将改变桥梁路面的结构,地基地势在车辆的影响下出现严重的下降情况,最终导致桥墩支柱逐渐下沉,进而影响路桥的使用。
五、桥梁损伤的维修加固措施
5.1对桥面进行加固
桥面是路桥运输的重点,所以对其施工进行加固和改造是非常有必要的。通常来说,对桥面进行加固和改造有三个技术要点,一是桥面的局部修复技术;二是混凝土的二次浇筑技术;三是对桥面的补强层的加固技术。下面我们就对这三种技术要点进行具体的分析。
(1)桥面局部修复技术;如果桥面只有一部分地方破损,就可以使用这种方法来对桥面进行修复。具体的操作为:首先对于混凝土表面发生松动的地方要利用铁凿进行清理,深度以露出钢筋为宜。其次是要用清水冲洗需要进行修复的地方。最后,使用水泥进行修复。水泥的型号必须和之前使用的水泥相同的。修复完成之后,再次使用之前,一定要对桥面的进行良好的养护。这种对桥面的局部进行修复的技术,需要在施工前做好充分的实地考察和调研工作,从整体上把握破损的具体情况,例如破损的面积和程度等。若破损的程度较轻,简单修复即可。若破损的程度较重,在进行修复时就必须以露出钢筋作为参照物。
(2)混凝土的二次浇筑技术;如果桥面破损的面积较大,或者是破损的程度比较严重,就可以采用混凝土二次浇筑的方式进行修复。除了上述情形可以使用该方法之外,如果桥面的破损情况特别严重,而且混凝土的质量规格不高,同时施工的技术操作不当等因素导致的桥面问题,也可以使用这种方法进行修复。在使用该方法进行修复时,首先需要将受损的桥面进行完全拆除。其次就是使用清水进行冲洗,随后就要进行钢筋网的铺设,最后再重新浇筑混凝土。使用这种方法对桥面进行修复时,首先就要根据桥面的强度标准来制定科学的改造方案,并且要使用符合强度标准的钢筋和之前同一型号的水泥,这样才能让修补之后的桥面强度和之前的保持一致。
(3)对桥面补强层进行加固的技术;这种技术的修复对象一般都是一些使用时间长,而且缺乏养护的桥面。这些桥面出现的问题大多比较严重,例如各种裂缝的混凝土剥离损害等。这种桥面问题根本没有办法使用局部修复来解决,也不是进行混凝土的二次浇筑就能够彻底解决的,所以就非常适合使用这种方法进行加固。对整个桥面进行加固时,需要在原来桥面的基础上再铺设一层混凝土作为补强层。这种加工技术的优点就是适用于多种桥面问题的修复,例如大面积裂缝或者是不停程度的剥离问题。而且因为它增加了一层混凝土补强,所以能大大提高桥面的承载力。在使用补强层技术对桥面进行加固时,需要掌握桥面的车流量,并结合桥面能够承受的压力情况作为参考的标准,以便选择合适的补强厚度和施工材料。
5.2增加混凝土的截面
这种加固的方法大多用于路桥主梁承受力和强度下降的情况,而且在增加主梁混凝土截面的同时,还需要加入一定量的钢筋来加固。通常情况下,混凝土截面的增加有两种方式来实现,一种就是增加桥面板的厚度,还有一种就是增强的桥梁高度和宽度。这种加固的方法非常简单,经过大量的实践工程证明,最适合用于跨度比较小的路桥的加固。采用这种增加的截面的加固方法,能同时提高路桥的强度和承载能力。但是在采用方法进行路桥加固的过程中需要注意以下几点:其一,要充分考虑单个支撑桥墩的标准;其二,全面掌握路桥主梁的跨度和宽度等数据。然后根据以上两个方面的实际情况来增加截面的高度和厚度,绝对不能不经考证而私自添加,否则就很容易增加主梁自身的重力,超过桥墩的承重能力,反而会给路桥带来更大的安全隐患。
5.3对路桥的下部结构进行加固
在路桥的施工建设中,桥墩是支撑整个桥体重量的主要部分,所以对于保证桥梁的安全性有着非常重要的作用。除了桥面容易出现问题之外,路桥的下部结构桥墩也会在使用的过程中出现裂缝、生锈、剥落、变形和位移等问题。有的桥墩受到外界环境因素和地质因素的影响,还会出现下沉和倾斜的问题。还有的桥墩则会因为基础结构受到冲击而出现突然裂开的现象。针对这些问题,我们在对桥墩等路桥下部结构体进行加固的时候,首先要将出现的问题进行分类,然后对这些问题的原因进行分析,最后再来制定相关的方案。如果路桥的规模较大,在对它进行和改造的时候,可以将多种方法结合起来使用。
桥梁管理部门负责检测①桥梁损伤情况②制定加固方案③养护费用的支出等。首先,进行实地踏勘,收集桥梁设计和竣工图纸,向当地部门咨询施工和养护期间出现的问题,总体把握桥梁的使用性能。其次,对桥梁进行检测和鉴定,并根据调查和检测结果,综合考虑施工技术、水文、地形和水平等因素来制定加固方案,选择加固维修方法,加固方案应切合实际,技术可行,尽量不影响交通。再根据加固方案对车辆进行限载、限速或者减少车道,合理选择施工队伍及工程材料,实施加固方案。
最后,对桥梁加固效果进行总结①混凝土是否有剥落现象②密切观察路面状况③各个部件是否牢固可靠④查看是否出现新的裂纹等;对桥台沉降和跨中挠度进行检测,分析加固后桥梁的变形情况,判断桥梁的承载能力是否有所提高。
结束语
综上所述,桥梁病害致因复杂,包括设计、材料、荷载、风力、人为、环境因素等,对桥梁进行外观检查及维修加固措施将有效保证其实际应用的作用价值,否则会出现多种损伤。桥梁病害会对桥梁质量造成恶劣影响,并严重威胁到人们的生命财产安全,因此,桥梁管理部门应加强日常检查,随时掌握桥梁的状况,及时检测和维修加固,以提高桥梁的质量及其使用寿命,为人们的安全出行和我国经济的健康发展提供稳定可靠的环境。
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论文作者:郭卓然
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/7
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