浅谈公路桥梁病害成因及处治措施

来源 :中华建设科技 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangyanmin2008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘要】针对公路既有桥梁检查,分析病害产生的原因,并根据桥梁结构特点提出了合适的处理方法。
  【关键词】桥梁;检查;病害原因;分析;养护;处理方法
  1. 引言
  (1)随着国民经济的飞速发展,交通运输量大幅度增长,行车密度及车辆载重越来越大,尤其是推行拖挂运输后,重型车辆日益增多,公路桥梁的负担日趋严重,桥梁的安全度会有所下降,以致影响车辆运营的安全。同时,超重车辆的大量行驶,加之雨水及化冰盐等外界自然及人为条件的不断地侵蚀作用,导致桥梁的部分构件混凝土剥落、钢筋锈蚀的现象十分严重,影响了桥梁正常的使用寿命。而现有公路桥梁中有相当一部分是早期修建的桥梁已满足不了使用上的要求,有的桥梁由于原设计荷载等级偏低,不能适应现代交通增长的需要;有的桥梁由于采用桥型不当或计算假定不尽合理;有的桥梁存在施工质量隐患;有的桥梁养护不当或年久失修等等。因此,有必要对既有桥梁进行科学的检测,充分了解桥梁的实际状况,既可以为有效利用既有桥梁提供合理依据,又可以避免灾难性事故的发生。
  (2)随着交通运输事业的蓬勃发展,种种原因造成不少桥梁发生病害,甚至有的已成为“危桥”,严重地影响了桥梁的承载能力和正常使用。而要将所有的旧桥、“危桥”拆掉重建依据我国现阶段的经济发展状况是根本不可能的,况且,目前世界各国,即使是最发达的国家,在新建桥梁的同时,也都非常注重旧桥的利用,竟相投入人力、物力和财力从事旧桥的维修与加固研究。因此,如何延长桥梁构件的使用寿命,提高其耐久性以减少桥梁更新的投入,便成为广大桥梁工作者极为关心的问题。
  (3)针对旧桥多为钢筋混凝土结构或圬工结构的现状,本文拟根据实地调研资料,分析旧桥混凝土构件的主要病害,并提出切实可行的整治措施。
  2. 桥梁检查和典型病害特征
  我单位管养辖区内有箱梁桥、混凝土空心板桥、简支梁板桥、拱桥加宽或接长梁板桥后成为板拱桥、拱桥等各种类型的桥梁,每季度对既有桥梁进行了详细的定期检查,然后根据这些外业检查检测项目结果,对这些病害产生的原因进行了细致的分析。
  2.1桥面系。经调查发现,各旧桥桥面系及附属构造物均存在不同程度病害,主要有:桥面沥青层出现隆包、剥离,车辆直接作用于外露的混凝土梁(板);伸缩缝被泥沙填堵,缝两侧梁体被车辆撞损严重,或者梁体产生较大纵向位移,在桥台背墙处完全顶死;护栏出现滑移、断裂、脱落等。
  2.1.1桥面铺装。桥面铺装首先是调查桥面铺装的类型,然后调查铺装层存在的主要缺陷。水泥混凝土铺装层的主要病害有:裂缝、剥落、坑洞、磨光等。沥青铺装层的主要病害有:轻微裂缝(发状或条状)、严重裂缝(龟裂、纵、横裂缝)、坑槽、车辙、拥包、磨光和起皮等。此外,沥青铺装层应保证足够的平整度和粗糙度,过分光滑雨天易使车辆打滑。
  2.1.2伸缩缝。伸缩缝设置于梁端构造较弱部位,因直接承受车辆的反复荷载,故最易遭受破坏。破坏程度较大且裂缝处渗水、析出白色晶体。裂缝将削弱断面的整体性,随着车辆荷载的不断作用,将使得纵向裂缝不断加深乃至贯穿整个截面,进而使得桥面顶部出现纵向裂缝等,引发桥面雨水的渗入,影响结构的耐久性等。
  2.2.1.3支座。
  由于油毡垫支座、板式橡胶支座构造简单、造价低廉、安装方便,被广泛用于各类公路桥梁中。检查中发现有近30%桥梁存在支座病害,主要表现为支座变形开裂、脱空、填充砂浆裂缝、支座底板混凝土碎裂、支座垫石压坏、剥离、辊轴的偏移和下降、销子和辊轴的破坏、支座构件裂痕、螺母松动、带头螺栓固定螺栓的脱落、滑动面、滚动面锈死和支座垫板锈蚀等现象。
  支座的检查内容包括简易垫层支座的油毡是否老化破裂;橡胶支座是否老化、变形,位置是否正确;滑动钢盆橡胶支座的固定螺栓有无剪断破坏,螺母有无松动;钢板滑动支座和弧形支座是否干涩、锈蚀;摆式支座各部分相对位置是否正确,受力是否均匀,钢筋混凝土立柱是否损坏;活动支座是否灵活,实际位移是否正确、是否有对于滑动面、滚动面夹杂尘埃和异物,以及防水装置和排水装置等的缺陷而产生的漏水、溢水等。
  造成支座病害的主要有如下几方面原因:
  (1)当静载与动载之和长期超过支座的抗压容许应力上限时,支座就会表现为永久性非弹性变形直至严重损坏。
  (2)施工时,支撑垫石、梁体与支座结合部不平整或不水平,导致支座受力不均匀,使得应力集中部位过早破坏。
  (3)在桥梁安装梁体就位不准时,本应将梁体吊离,支座重新准确就位,而施工时只简单前后挪动预制梁体来纠偏,使得支座还未使用就受损。
  (4)部分支座开裂是由于本身质量存在问题引起的。
  (5)施工时支座底部未垫塞调平钢板或钢板厚度不够而引起支座脱空,也有些是由于主梁吊装时碰撞支座使其偏离设计位置引起的。支座脱空造成梁体局部下沉、桥面破坏。
  (6)支座垫板锈蚀主要是由于钢板表面防锈层破坏,导致钢板被腐蚀引起的。
  2.3桥梁下部结构。
  2.3.1墩台身。墩台的检查主要是墩台身缺陷及裂缝检查和墩台变位(沉降、位移、倾斜)的检查。钢筋混凝土的墩台身比较常见的缺陷是混凝土的风化、掉角及船只碰撞造成的表面混凝土擦痕、混凝土的冻胀引起剥离、露筋、支座下混凝土局部承压而造成损坏;比较常见的裂缝形态是墩台身沿主筋方向的裂缝或沿箍筋方向的裂缝、盖梁上与主筋方向垂直的竖向或斜裂缝。砖、石及混凝土的墩台身比较常见的缺陷是砌体的砌缝砂浆风化、大体积混凝土内部的空洞引起的破损等;比较常见的裂缝形态是墩台身的网状裂缝及竖向裂缝(沿墩台身高度方向发展延伸)。检查中发现,40%桥梁台身存在竖向裂缝或横向裂缝,20%桥梁盖梁存在竖向裂缝,其中大部分裂缝宽度都小于0.20mm。墩台身横向裂缝和较浅的竖向表面短细裂缝一般是由于温差和混凝土收缩引起的,这种裂缝一般产生在墩台身中部,而且裂缝宽度呈中间大两头逐渐变小趋势;墩台身宽度较大的竖向深层裂缝是由于基础松软产生不均匀沉降所致,这种裂缝一般由墩台身最底部向上发展,裂缝宽度呈下头大上头逐渐变小趋势。   2.3.2盖梁。盖梁较浅的竖向表面短细裂缝一般是由于温差和混凝土收缩引起的,这种裂缝呈 中间大两头逐渐变小趋势;宽度较大的竖向深层裂缝是由于局部应力集中造成的竖向劈裂,这种裂缝一般由盖梁顶部向下发展,裂缝宽度呈上头大下头逐渐变小趋势。盖梁最大拉应力位于桥墩顶处上缘,所以盖梁墩顶处上缘沿纵向裂缝与承受的作用力有关,为受力裂缝。盖梁上缘其它部位拉应力处于较低的水平,因此此类裂缝不是受力裂缝,是由于温差和混凝土收缩引起的。此外,在帽梁端头由于受雨水和大气的影响,使钢筋局部锈蚀,而使混凝土产生一些有规则和无规则裂缝,进而腐蚀粉化影响梁的使用寿命。
  2.3.3翼墙。检查发现,20%梁的翼墙存在竖向和斜向开裂。翼墙产生的竖向裂缝一般为浅层表面裂缝,宽度小于0.2mm,应该是由于温差和混凝土收缩引起的。翼墙产生的斜向裂缝大都从与背墙相交处开始,裂缝特征表现为:上头大,下头小,裂缝宽度一般都在0.10mm以上,这种裂缝主要是由于以下两种原因所致。(1)桥台上部台背及翼墙结构均较薄弱,在支座处上部结构产生的偏心荷载、填土及行车荷载产生的侧向压力过大所致。(2)由于主梁与台背翼墙之间的缝隙被顶死,从梁体上传递来的过大推力引起翼墙的剪切裂缝。
  3. 旧桥主要病害原因分析
  3.1近年来检查发现桥梁的一些部位已有不同程度的损坏。全市的桥梁80%是简支梁桥(包括拱板桥在内)。这些桥梁损坏的部位、损坏的形式基本相同。通过多年的桥梁养护发现,墩台基本没有发现失稳的现象、下部结构损坏较轻微、上部结构破损的程度最严重。
  3.2检查发现桥梁损坏主要有以下几个方面: (1)桥面铺装层和伸缩缝损坏; (2)整体现浇板梁纵向开裂; (3)墩台身、盖梁和翼墙开裂; (4)支座病害。
  3.3根据对旧桥运营状况的调查可知,旧桥常见典型病害有以下几类:
  (1)裂缝严重。通常裂缝是钢筋混凝土桥梁及圬工桥梁中普遍存在的一种缺陷或主要的病害。一般裂缝有两种类型:一种是由于桥梁结构的强度或刚度不足,在外荷载作用下产生的裂缝,有纵向裂缝和横向裂缝之分;另一种是由于施工质量不好而出现的裂缝。 根据调查结果显示,使用时间在三十年以上的旧桥,几乎绝大多数构件均出现不同程度开裂,裂缝分布范围较广,其宽度远远超过规范所规定的容许范围。
  (2)碳化程度严重。所谓碳化是指气相的或水溶的CO2与混凝土中的碱性物质反应,使碱性物质转化为PH较低的碳酸盐CaCO3。混凝土碳化结果是降低了混凝土的高碱性,导致钝化层(混凝土的高碱性使包裹在混凝土中的钢筋表面形成钝态氧化层)失稳甚至失效,引起钢筋锈蚀。 我们采用1%酚酞酒精溶液滴定测试,可得各被测试旧桥混凝土的碳化深度均在8mm以上,其中最大深度达12.6mm。究其原因,可能是修建时混凝土配合比不合理,水灰比大,水泥用量少,空隙大,加之早期养护不足所致。
  (3)施工质量差。在过去施工时由于缺乏足够的实践经验,不注意施工质量,不按施工操作规程办事,加之施工组织和管理不善,不仅大幅增加了造价,而且造成了一定的工程事故和隐患。 桥的墩帽处发现大面积蜂窝,墩身气泡、麻面现象非常严重。很显然这是由于当 时施工中振捣不到位所致,且在竣工验收时没有按照有关规程办事,对此类明显存在的问题没有及时予以处理。另外,在各旧桥中混凝土脱落、露筋等病害也时常可见,而裸露的钢筋又由于锈蚀膨胀,使钢筋与混凝土间的粘结作用破坏从而使结构物的承载能力整体下降。
  (4)设计不合理或存在缺陷。一方面由于过去所选桥型不尽合理,过去流行的桥型在现阶段重交通情况下出现严重缺陷。同时,在结构设计计算上的某些假定也是不尽完善和合理的。另一方面,由于领导意识较强,在施工时任意改变设计,又未经计算,桥梁结构强度、刚度、耐久性和稳定性均无足够保证。
  (5)混凝土质量差。15%桥梁混凝土整体外观较差,主要表现为这几个方面:混凝土表面普遍粗糙、不平整,蜂窝、麻面、剥落、破损情况较多;保护层过薄,导致粗骨料及箍筋有外露现象;剥落、钢筋外露锈蚀且有水渍出现。此类病害主要是由于混凝土施工质量差引起的,虽然短期内不会导致桥梁承载能力的降低,但对桥梁结构的耐久性影响较大。表层混凝土剥落会导致内部钢筋锈蚀,继而引起钢筋混凝土更大面积的锈蚀开裂,长期作用会导致截面刚度降低、钢筋有效直径减小。对于预应力混凝土桥梁,预应力筋锈蚀后果将更严重。另外还有一些比较普遍的病害,主要发生在桥面系及其附属结构上,如桥面铺装层大面积破损、横向开裂;桥头搭板下沉跳车;泄水孔堵塞,导致排水不畅;伸缩缝钢板轻微锈蚀且缝内塞满砂土;锥坡开裂破损,杂草滋生等。
  4. 病害处理方法
  4.1桥面铺装层处理。凿除原桥面铺装,全部重新浇筑钢纤维混凝土(加筋),由于钢纤维混凝土抗拉强度较高,并设有较强的钢筋网,不仅耐磨,抗冲击,而且对挂梁的横向刚度有较大提高。
  4.2支座病害处理。橡胶支座的变形开裂将会影响桥梁的安全使用,建议对变形开裂比较严重的、老化失效的板式橡胶支座进行更换处理。脱空的支座应及时纠正支座位置,并在底部垫塞钢板,使其达到设计状态。垫板锈蚀的支座应及时更换锈蚀的钢板,使支座正常工作。
  4.3混凝土裂缝病害处理。
  (1)普通钢筋混凝土构件在工作时出现开裂是正常现象。实践证明,当裂缝宽度超过一定宽度时(一般为0.25mm)对结构耐久性有一定影响,容易使钢筋锈蚀,减少钢筋面积,降低与混凝土的粘结力,进而降低桥梁的承载力,加快碳化剥落等病害。为避免钢筋锈蚀,影响结构的长期使用性能,建议及时进行裂缝修补。
  (2)一般裂缝的修补可采用表面封闭和压力灌浆修补法两种形式进行。根据《公路桥涵养护规范》的要求和实际情况,对于裂缝宽度小于0.20mm浅而细的表面裂缝,可用环氧树脂浆液进行表面封闭;对于裂缝宽度大于0.20mm且较深的裂缝,可采用“壁可法”压力灌浆法修补。
其他文献
【摘要】历史风貌建筑保护与绿色建筑理念的结合是近年来的新兴课题,通过总结有关历史风貌建筑保护和绿色建筑的相关法规,归纳常用的技术措施,并介绍了在天津“五大道”地区历史风貌建筑保护修缮中采用的改造门窗和设备、旧材料再利用及提升建筑功能等措施,以期为历史风貌建筑的绿色化保护修缮提供有益的参考。  【关键词】历史风貌建筑;绿色建筑;保护修缮  The Preliminary Explore of Gre
期刊
【摘要】作者通过分析框剪结构高层建筑特点,针对不同结构类型的工程质量问题又具有不同的特性,需加强施工管理、材料等几方面因素的控制,并指出控制措施,因此框剪结构高层建筑施工质量才能得到有效的保障。  【关键词】框剪结构高层建筑;施工质量;控制;措施  1. 框剪结构高层建筑特点  1.1框剪结构受力特点。  框剪结构是当代高层建筑设计普遍采用的结构形式,全称为“框架剪力墙结构”(frame-shea
期刊
【摘要】本文将介绍某工程项目悬挑钢结构、杵架连廊的施工吊装。  【关键词】悬挑钢构;桁架连廊;施工吊装  1. 工程概况  某工程位于苏州市工业园区内,建筑工程建筑面积98000m2,地下2层,地上25层双塔式主楼5层裙房。主楼双塔为框架——核心筒钢混组合结构。在第22~第23层的2层高度内设有空中二个悬挑钢桁架及一个钢桁架连廊,由钢桁架连廊连接两塔楼。悬挑钢结构位于结构的⑨~⑾线之间,包括5榀外
期刊
【摘要】高速公路路面施工安全监管对于路政部门来说是一项长期的考验,其施工安全管理方式也是需要我们不断探讨、摸索的。在高速公路路面施工安全管理中,必须树立“安全第一、预防为主”的观念,采取流程管理施工行为。加强社会各方对施工路面监管的力度,才能确保高速公路施工路段的安全和畅通。  【关键词】高速公路;路面施工;安全管理  随着社会的进步和经济的发展,公路成为了连通经济区域的重要纽带,国家也增加了对公
期刊
【摘要】施工质量管理,对于整个工程的建设和能否发挥应有的作用非常重要。论述了人、材料、机械、方法和环境几方面的质量控制,对其他工程项目施工有着指导意义。另外,本文还提出了一些新的概念及相应的措施以强化建筑质量管理,对解决目前我国建筑质量监管中存在的问题起到了一定的警示作用。  【关键词】施工质量;质量管理;质量控制;质量监督  1. 前言  (1)许多建筑施工企业经常强调“以质量求生存,以信誉求发
期刊
【摘要】本文首先详细介绍了工程施工信息的特点和分类,明确了工程施工信息的重要作用,提出了对工程施工信息进行科学高效的管理的必要性,最后详细介绍了当前施工信息管理在实践工作中常用的三种信息平台,分别是基于数据库的工程施工管理信息系统、以信息共享与协同工作为基础的项目信息门户和以空间建模与分析为特征的地理信息系统。  【关键词】工程施工信息管理;施工管理信息系统;项目信息门户;地理信息系统  工程施工
期刊
【摘要】从整个项目管理的角度,阐述施工进度管理在建筑工程项目管理中的地位和作用,分析工程进度的影响因素,指出人为因素是最主要的因素以及它的两种表现形式;着眼A于施工进度管理的改进与提高,提出三级进度计划管理体系及其实施与控制的具体措施;针对项目中与施工进度管理有关的人的因素,整理列出其中需要重点处理和解决好的问题,供参考。  【关键词】建筑工程;施工进度管理;影响因素;三级进度计划;实施与控制  
期刊
【摘要】在景观设计中,景观建筑细部常遭到忽视。本文从景观建筑细部的概念出发,分析了景观建筑设计在室外空间环境中的意义,说明了细部设计在居住区景观建筑创作中的重要性。然后,结合实际案例分析了细部设计中应该遵循的技术原则,从而加强设计者对细部设计的重视。  【关键词】景观;建筑细部;技术原则  相对于建筑设计中的“大构思”,建筑细部只是不起眼的一个小部分,甚至只是某个节点的做法,但正是这些细部,在很多
期刊
1. 概况  (1)引水渠位于友邻水库右侧,长125m;从水库向东依次设引水渠进口、引水暗渠、节制闸及提水站进水池。泵房建在进水池一侧。  (2)从提水站泵房向田间布置2条主干管将水送到南北两座蓄水池,南主干管长1275m,北主干管950m,两条主干管总长2225m。压力等级选1.0MPa。利用山顶蓄水池向坡面自流灌溉,为了保证冬季管道内不存在残留水,采用由蓄水池向外(下)呈放射状自流布置干管的形
期刊
【摘要】本文通过对邢台县西部山丘区的降水径流、年输沙模数的分析,提出了采取工程措施、植物措施和耕作措施相结合的方式进一步水土保持工作的具体措施。  【关键词】降水径流;土壤侵蚀模数;含沙量;流域植被  1. 研究区基本概况  1.1研究区地理位置与基本概况。  (1)邢台县位于河北省南部,东经113°45′~114°38′,北纬36°58′~37°22′,地处太行山东麓,地形起伏,形态复杂。自西向
期刊