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摘要:本文分析了公路桥梁的一些常见病害,如桥面铺装的破损、桥梁裂缝、桥头跳车,并分析了这些病害的成因,为桥梁加固提供了理论支撑,为今后桥梁的设计与施工提供了一些依据。
关键词:公路桥梁;病害;桥梁加固
1引言
随着经济的快速发展,人民生活水平的提高,交通运输量也大幅度增长,行车密度及车辆载重越来越大。这些将对公路桥梁的危害也越来越大,由于桥梁在设计与施工、日常养护过程中中存在的缺陷会形成各类桥梁病害,对交通运输造成不同程度的影响,桥梁病害越来越引起工程界的高度重视。桥梁病害是指人为的(勘察、设计、施工、使用等)或自然的(地质、风雨、冰冻等)原因,使桥梁结构出现不符合规范和标准要求的问题和现象。
对桥梁进行病害分析,提出相应的整改方案,进行加固维修,能够产生巨大的经济效益。据统计混凝土桥梁出现频率最高的病害有:桥面铺装的破损、桥梁裂缝、桥头跳车等。
2桥面铺装的常见缺陷及其成因
桥面铺装直接承受车辆荷载,最容易产生病害。据资料显示,混凝土桥面铺装层的损坏占公路总维修的1/3,维修工作量和费用十分惊人,铺装层的病害主要表现为铺装层出现纵、横向裂缝及网状裂缝,铺装层剥落,出现碎裂、脱落等破坏现象,伸缩缝处铺装破损等形式。
2.1 沥青类铺装层的缺陷及形成原因
沥青类铺装层所产生的缺陷主要有松散、车辙、网裂、龟裂等。
1)松散原因:①沥青用量偏少,压实度不够,或沥青温度过高,沥青老化失去粘结力造成,石料中粉尘过多等;②桥面积水无法排出,在车辆荷载下使沥青和石料脱离造成松散。
2)车辙原因:①压实度不够,空隙率大,尤其是超重车的行驶造成车辙,在主车道发生较多;②沥青混凝土的热稳定性差(软化点低),沥青混合料级配不佳,沥青用量过多,在夏季高温,容易形成车辙。
3)网裂、龟裂原因:①沥青性能不好,油层老化,路面使用疲劳、衰减,反复多次的微裂,即会形成较大面积的网裂,严重时形成龟裂;②水泥混凝土铺装层强度不够,引起严重的龟裂;③施工时沥青混合料温度过高,沥青老化,失去粘性;④碾压未达到规定的密实度,空隙率过大;⑤透层油不起作用造成隔层,在车辆荷载长期作用下即形成网裂、龟裂。
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1.2 混凝土铺装层的缺陷及成因
1)磨光:由于铺装层集料抗磨性能差或交通量过大引起。
2)裂缝:因施工不良、温度变化以及桥面板或梁结构产生过大挠曲应力所致。有网裂、纵横裂缝等。
3)脱皮、露骨:由于施工时没有一次成型,厚度不够或者裂缝在车辆冲击力作用下,表层产生脱皮或局部破坏露骨。
4)松散破碎:由于强度不足,在车轮冲击下造成破坏。
3 混凝土结构裂缝缺陷及成因
3.1 结构性裂缝
结构性裂缝归纳起来分为直接应力裂缝和次应力裂缝。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝,如基础不均匀沉降、超限车辆通过等。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。如:由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑,从而在某些部位引起次应力导致结构开裂,如桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等。因此,若处理不当,在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。实际工程中,次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。
3.2 非结构性裂缝
1)收缩裂缝:在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。
2)温度裂缝:温度变化将引起混凝土热胀冷缩变形,从而在内产生拉应力,当此应力达到混凝土的抗拉强度极限值时,即会引起混凝土裂缝。温度裂缝区别于其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。另外还有钢筋锈胀裂缝、冻胀引起的裂缝、施工材料质量引起的裂缝和施工工艺质量引起的裂缝等同样都很重要。
4桥头跳车及其成因
桥头跳车是指道路与桥梁台背的衔接区域出现的路面或搭板变形、断裂,甚至坑槽,严重影响了行车的安全、速度、舒适及其使用寿命。其原因主要有如下几方面:
4.1 地基土质不良
桥涵通常位于沟壑地段,地下水位高,且多属软土,一旦受到荷载影响,则极易产生沉降,再加上桥头路基填筑高度较大,在车辆荷载作用下更容易引起地基沉陷,特别是施工后沉降较大。
4.2 台背填料的影响
台背填料一般为渗透性材料,空隙率大,施工中很难将填料颗粒间的孔隙完全消除。在公路自重及车辆的垂直荷载与振动荷载作用下,孔隙率降低,密实度逐渐增大,便在一定期限内产生路基沉降,造成跳车。
4.3 刚柔突变引起的沉陷跳车
刚性较大的桥台与刚度较小、柔性较大的弹塑性体路基相连,在车辆荷载作用下,这个刚度差引起道路与桥台之间产生较大的塑性变形和刚度突变,增强了桥头跳车的震动效果。
4.4 设计与施工造成
未按设计规范要求在桥台前后正确地设置过渡段,特别对于软基路段,在沉降还未稳定时直接铺筑路面,没有严格按施工规范进行台背回填,松铺厚度过厚、回填速度过快、压实度不够、材料把关不严、台背的防护排水处置不规范,施工便道处理不规范造成不稳定,工后产生不均匀沉降造成。
5结论
对于上述出现的各类桥梁病害,在现实工作中必须严格按规范控制设计与施工,这样就能有效的避免或减少这些病害的产生;对已出现的各类病害,应认真分析产生的原因和危害,采用相应的手段进行处理已达到继续使用的要求,减少更大的经济损失。
参考文献:
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[3]钟铭,靳锐勇.铁路混凝土桥梁耐久性损伤类型及分析[J].石家庄铁道学院学报,2002,(01).
论文作者:邵东泽
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期供稿
论文发表时间:2016/3/24
标签:裂缝论文; 病害论文; 桥梁论文; 荷载论文; 应力论文; 沥青论文; 桥面论文; 《基层建设》2015年25期供稿论文;