摘要:当前我国经济社会在发展的过程中,道路交通系统的建设是其中的重要的内容,而道路和桥梁是道路交通系统的主要构成部分,随着我国经济的不断发展,桥梁工程的施工愈加频繁,其施工环境和施工要求不断增加,这使得混凝土梁桥的施工也更加常见。混凝土梁桥作为一种重要桥梁结构,对于整个桥梁的施工和使用会产生重要影响,在一些大跨度桥梁的施工中,梁桥结构的应用十分重要。但是混凝土梁桥在建设和使用的过程中,由于受到各种因素的影响存在着一些病害问题,因此下文就针对混凝土梁桥的常见病害进行分析,并探究其加固处理的有效方法。
关键词:混凝土;梁桥病害;加固处理
1导言
近年来随着我国经济的快速发展,各级公路的车流量以及车辆荷载大幅度增加,超载现象严重,施工的材料、技术满足不了要求,加之缺乏有效的管理养护机制,加速了桥梁的老化,破损,而且建国初期至改革开放前修建的桥梁因为标准低,年久失修而不能满足现代交通的正常使用。所以,对于桥梁加固的问题不容忽视。作者通过较大量的实地调研,针对混凝土梁桥的一般病害提出了几种预防措施以及处理方法,期望对我国数量庞大、分布极其广泛的这类桥梁的安全运行及使用寿命的延长作出一定的贡献。
2混凝土梁桥的常见病害
2.1耐久性不足
混凝土梁桥在使用的过程中,其本身是裸露在外部环境中的,所以会不断受到外部环境的影响,使得其外表和内部结构发生变化,大多数的混凝土梁桥在经过长时间的裸露之后,受到水分和二氧化碳的营销,其内部的结构都会出现碳化,内部钢筋也会受到不同程度的损伤,出现锈蚀的情况,混凝土结构的整体稳定性和质量会受到极大的破坏。目前我国很多的混凝土梁桥在经过长时间使用之后,都会出现耐久性不足的问题,而该问题主要表现为混凝土结构松散和钢筋锈蚀,会对混凝土梁桥的整体安全性能和使用寿命带来极为不利的影响。
2.2承载力不足
混凝土梁桥在使用的过程中,承载力不足的问题也时常发生,而该问题的原因则是多方面的,包括施工前的勘察不到位和施工不规范等。在进行混凝土梁桥的正式施工之前,很多施工方对于现场勘察都极为不严谨,现场勘查不到位,尤其是对施工现场的地质和水文情况了解不足,或者是勘察单位的勘察方式不科学、不规范,这些都会使得最终的勘察数据难以真实反映施工现场的实际情况,影响勘察结果的准确性和有效性,最终会对后期的混凝土梁桥施工带来不利影响,最终影响其承载力。除此之外,混凝土梁桥承载力不足问题的另一主要原因是施工不规范,我国很多的混凝土梁桥施工单位的资质不足,施工队伍的整体素质不高,施工人员缺乏专业知识的指导,施工操作经常会存在不规范之处,施工材料在采购时存在质量问题,设备性能落后,现场施工管理不到位,这些都会引发承载力不足的问题。
2.3裂缝
混凝土梁桥属于一种混凝土结构,所以其在施工和使用的过程中很容易出现裂缝问题,这也是混凝土结构本身的常见病害。混凝土梁桥的裂缝主要包括结构裂缝和构造裂缝。
结构裂缝的主要问题集中于其承载力不足和受力不均匀。很多的混凝土梁桥在设计之初,其本身的荷载标准就比较低,承载力比较差,所以在使用过程中,一旦出现了超载的情况就会造成混凝土梁桥结构的变形,进而导致裂缝;另外很多梁桥在施工时,出于经济方面的考虑可能会缩小其截面尺寸,但是这会使得梁桥的安全性能降低,这样在长时间使用之后就容易出现结构裂缝;混凝土梁桥在使用的过程中,结构受力不均匀也是结构裂缝出现的主要原因。
构造裂缝的原因是多方面的,其中包括了混凝土梁桥本身的质量和性能因素,还包括了外部环境的因素。混凝土梁桥在施工的过程中,如果其本身的施工质量和施工材料就存在问题,就很容易出现裂缝;另外混凝土梁桥在使用的过程中很容易受到外界环境,尤其是温度因素的影响,如果外部环境温差过大,或者是昼夜温差过大,就会使混凝土结构的内外应力发生变化,进而引发结构裂缝和伸缩裂缝。
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3混凝土梁桥的加固处理措施
3.1体外施加预应力加固法
体外预应力加固法是将预应力筋直接设置在体外或者设置在混凝土体内,但无需进行孔道灌浆的无粘结预应力混凝土。它与预应力混凝土的区别在于预应力筋与混凝土的无粘结性。
体外预应力技术由于具有施工方便、经济可靠,可在不卸载、不停产、不中断行车的情况下进行,施工操作简便而又灵活。通常增设预应力拉杆进行加固,因此,提高被加固结构的超静定次数,从而提高结构整体安全性,并且因为不破坏原结构,只在原来的基础上进行强化,因此安全可靠。可充分利用高强钢材,不增加结构的截面尺寸和自重。
体外力筋易损坏,易燃,承受着振动,因此要对自由长度加以限制,且锚固区和转向块处因承受着巨大局部集力,结构特别笨重。在体外施加预应力中施加的体外力筋的实际偏心较小,极限状态下的抗弯能力小于体内有粘结力筋。体外预应力结构在极限状态可能因延性不足而产生没有预警的失效。
3.2增大混凝土梁截面法
在原受弯构件的上面或下面浇一层新的混凝土并补加相应的钢筋,以提高其承载力和刚度,或改变其自振频率的一种直接加固法。他是工程中常用的一种加固方法。
补浇的混凝土处在受拉区时,对补加的钢筋起到黏结和保护作用;当补浇层混凝土处在受拉区时,增加了构件的有效高度,从而提高了构件的抗弯、抗简承载力,并增加了构件的刚度。因此,其加固效果很显著。
增大混凝土梁截面加固法施工作业较长,对周围的生活交通有较大地影响,且减少了建筑物的净空。
3.3碳纤维对桥梁加固法
碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。
碳纤维材料本身相对比强度高、重量轻,加固施工后基本不改变原结构的外型尺寸。而且碳纤维自身弹性模量高,加固后对温度裂缝、锈胀裂缝等细微变形控制效果较好。同时碳纤维布材因其材料自身的柔韧性、可缠绕性,对狭窄工作面的加固施工加固效果独特。碳纤维加固的施工工艺流程简单,施工工期短、效率高。其几乎不用栓锚固定和外物加压,对混凝土原结构几乎没有破坏,而且它双层或3层粘贴时,因自身厚度较薄,几乎没有因厚度增加的剪力力矩影响,所以加固效果较好,采用碳纤维加固法加固施工后,装饰施工时无须处理界面,只在碳纤维片材施工较后工序时洒砂粘贴即可。
碳纤维的高强特点仅在受拉钢筋屈服后才发挥,强度利用率不高,加固效果不显著。尤其对于自重较大的桥梁结构,在加固时虽已卸除活荷载,但结构仍存在较大的初始应力,而碳纤维加固材料是在加固以后才开始受力,碳纤维的应力、应变始终滞后于原结构的累计应力和应变,即必须考虑被加固构件的二次受力问题,这又进一步影响了碳纤维布的强度发挥。
结束语
综上所述,我国混凝土梁桥在施工的过程中,由于其自身结构缺陷以及混凝土和钢筋在使用过程中的问题,使得混凝土梁桥经常会出现承载力和耐久力不足的问题,其表面会存在一定的缺陷,钢筋锈蚀和混凝土裂缝问题更是频频出现,这些问题的发生会严重影响到混凝土梁桥的整体性能,影响人们的通行安全。针对该问题,要求我国混凝土梁桥的施工方在施工的过程中,必须要对其采取必要的加固处理措施,通过外加预应力加固、增大截面与碳纤维加固等方法,对混凝土梁桥的病害进行有效处理,提高其整体性能,保证桥梁的安全使用。
参考文献:
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论文作者:孙一峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/7
标签:混凝土论文; 碳纤维论文; 结构论文; 裂缝论文; 病害论文; 预应力论文; 承载力论文; 《基层建设》2019年第11期论文;