摘要:本文主要通过实际工程案例,对装配式简支梁桥的常见病害进行分析,并结合所存在的问题,提出一些合理可行的维修加固设计措施,以便相关人士借鉴。
关键词:简支梁桥;桥梁病害;维修加固;设计分析
目前,我国现有的简支梁桥桥型基本以钢筋混凝土结构为主,在其长期运行使用过程中,由于受到超载车辆的通行所影响,再加上缺少良好的日常管理维护,所以经常会导致桥梁结构出现裂缝、错位变形、渗水等不良情况。因此,对已建桥梁应加强日常养护,对存在问题的桥梁,必须采取行之有效的维修加固措施以及设计工艺对其进行相应的处理,这样才能改善现状,延长桥梁的使用寿命。
1.工程案例
某桥梁总长60.0m,跨径组合为3×20.0m,总宽12.0m,桥面横向布置为:2.0m(人行道)+8.0m(车行道)+2.0m(人行道)。上部结构型式采用钢筋混凝土简支T梁,由15片T梁组成.下部结构采用桩柱式桥墩、重力式桥台。
2.病害分析
2.1.上部结构病害分析
上部结构主要病害大部分T梁腹板有竖向裂缝,局部有锈胀露筋现象。,病害主要原因如下:
T梁腹板竖向裂缝主要是因为在活荷载作用下跨中产生较大的弯矩,受拉区混凝土应变超过混凝土极限应变而产生竖向裂缝。
T梁露筋主要因为砼保护层偏薄,在周围有害环境作用下产生钢筋锈蚀,且沿钢筋锈蚀方向导致表面砼剥落。
此外,从梁体表面来看,还存有很多砼浇筑质量问题,如:错台、蜂窝、麻面等问题,主要也是因为混凝土的浇筑质量及使用环境较为复杂所致,必须及时采取措施对这些问题进行有效处理,这样才能提高桥梁的安全性和耐久性。
2.2.下部结构病害分析
桥台和盖梁有水渍主要是雨水透过对应桥墩位置铺装层或伸缩缝,渗漏至盖梁所致;锈胀露筋是砼钢筋保护层厚度偏薄。支座老化开裂、剪切变形主要受车辆荷载作用、橡胶支座力学性能达不到要求、施工工艺控制不严所致等因素造成的。
2.3桥面铺装及附属设施病害分析
桥面铺装及附属设施主要病害有:桥面铺装有多处坑槽,桥头与路堤连接部均有轻微跳车,台后搭板均有1条横向裂缝,局部有网裂;伸缩缝缝内均夹砂;桥面泄水孔普遍被泥沙堵塞。
病害主要原因为:
桥面坑槽主要是因为长期车辆荷载所引起的磨耗磨损所致。台后搭板铺装层有横向裂缝主要是台背填土或搭板垫层施工时压实度未达到要求而下沉,导致支撑力不均而开裂。伸缩缝堵塞主要是因为缺少日常清理;后浇带开裂是因为伸缩缝长期车辆荷载及施工质量差所致。个别泄水孔堵塞应为雨水带动泥沙石冲刷所致。
2.4桥梁材质的病害问题
2.4.1砼强度检测
相关检测人员在检测该桥的砼强度时,都会采用回弹仪测试法来进行。共针对全桥15片主梁和两个盖梁进行了检测,从检测结果来看,该桥主梁的砼设计强度已经低于相应的原设计混凝土标号要求。
2.4.2钢筋锈蚀检测
从桥梁外观的检测结果来看,全桥钢筋锈蚀现象极为严重,做进一步的检测后发现,这种现象主要是因为桥的砼保护层厚度以及密实度不足所致,当受到外界雨水因素所侵蚀后,钢结构就会出现锈蚀现象,进而不仅降低了桥梁结构的承载能力和耐久性,而且也给行人以及车辆的通行安全构成了极大的威胁。
2.4.3桥梁使用环境中的病害问题
众所周知,任何桥梁结构的正常运行都离不开优质的桥梁使用环境以及相关管理维护技术的大力支持。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是从现场检测结果来看,由于该桥位于大跨度、繁忙的采砂区附近,所以经常受到大交通量和超载车所影响,再加上相关维护管理工作的忽视,因此,导致整体桥梁结构的安全性以及使用寿命大大降低,必须及时采取措施对其进行维修加固,这样才能改善现状,保障该桥的长期稳定运行。
3.相关维修加固设计方案分析
3.1维修加固处理措施
3.1.1桥面铺装层的维修加固措施
首先,要对该桥的交通进行全面封闭,并将原有的桥面砼进行凿除,再用钢板对主梁翼板进行连接;其次,要在桥面铺装层中增设相应的钢筋网,然后再在其表面摊铺一层C40级砼,尽量使其早强性和微膨胀性能够达到相应的设计标准,这样才能提升桥面铺装层的耐久性以及抗裂能力,减少各种病害问题的发生。
3.1.2主梁结构的维修加固措施
在这一维修过程中,可以采用碳纤维布对主梁进行粘贴,以便使其稳固性得到最大化提升,且主梁四分点附近到梁端部位,要尽量采用U形箍的形式来粘贴碳纤维布,这样才能提高主梁的抗剪能力,规避裂缝、砼浇筑面砂化等质量问题的发生。
3.1.3横隔板的维修加固措施
首先,要对横隔板与钢板之间的砼进行彻底的清理,并对预埋钢筋进行除锈、重新焊接破损的焊缝;其次,要利用结构胶和螺栓来联结横隔板两侧的钢板,并对钢板进行防锈处理,这样才能提升横隔板的维修加固质量,使其安全稳定性能得到最大化提升。
3.1.4其他附属设施的维修加固措施
清理伸缩缝内泥沙,保证伸缩缝功能性。清理修建排水孔,保证前面排水的畅通;对桥头搭板进行拆除,换填台后填土,并重新浇筑搭板,解决跳车现象。这样才能达到理想的维修加固效果,提升整体简支梁桥的应用性能。
3.2施工技术要点
3.2.1粘贴碳纤维布
首先,要对所加固区域的劣化砼进行彻底的清除,并利用相应的修复材料对砼表面进行平整修复处理;其次,要采用浸渍树脂来对粘贴部位进行涂抹,然后再用特制滚筒沿同一方向对粘贴面进行反复滚压,以便使气泡全部排除,增强碳纤维布与粘贴部位的贴合度;最后,若是在粘贴过程中出现空鼓现象,要立即采取补救措施进行处理。若是粘贴面积小于90%,则可进行返工处理。
3.2.2构件混凝土破损、缺失的修补工程
为了提高现状钢筋混凝土桥梁结构耐久性要求,应对构件破损和缺失进行修补,修补的主要材料可以采用环氧砂浆。首先,应对混凝土蜂窝、麻面、松散、空洞以及破碎、剥落等损伤部位及钢筋外露区域,采用人工凿除将松散污损部分清除,使该部位露出坚硬密实部分,并确保表面无油污、油脂、蜡状物、灰尘以及附着物等影响修补效果的物质。用压缩空气吹去表面砂粒、灰尘,再用高压水冲洗混凝土基底,使基面干净无灰尘,最后再用风干、压缩空气冲吹或采用其他干燥措施使基面充分干燥。
配制环氧砂浆应在专用调制器具内进行配制,以人工或电动工具将其完全调匀,注意翻看环氧砂浆的颜色,确保配好的修补砂浆色泽一致、搅拌均匀、和易性良好。
用灰刀抹砂浆进行破损修补,涂抹时必须用力挤压,使其与混凝土粘结密实。如遇有气泡则应刺破压紧,保证表面密实。当修补厚度较大时则应分层涂抹,每层厚度不能超过1cm,边涂抹边压实找平,表面提浆。涂抹的修复砂浆应连接平滑、流畅,且应严格控制修补区的高程及其与未修补区的平顺过渡。在树脂型修补砂浆初凝前,用灰刀将其表面抹平收光,表面平整且表面不应有连接缝和下滑现象。
环氧砂浆的养护在空气中干燥养护即可,对温度在25℃以上时,养护时间达到72小时后即可,若温度较低时(低于25℃)可以适当延长养护时间或进行保温养护。
结束语
综上所述,通过对案例工程的分析可知,简支梁桥在长期使用过程中会出现很多病害问题,进而严重影响着自身的安全稳定性能,给行人以及通行车辆构成了极大的威胁。因此,必须定期对桥梁运行情况进行检测,并针对所存在的问题采取对应的维修加固技术进行有效处理,这样才能提升桥的设计质量,延长其使用寿命。
参考文献:
[1]侯伟.常见简支梁桥的维修加固设计[J].工程结构,2018,02:14-15.
[2]张建.既有桥梁常见病害分析及其处治方法[J].交通科技,2018,05:20-21.
论文作者:黄志贤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/28
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