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梅州市梅县区公路局
摘要:随着我国经济的持续发展,交通事业蓬勃兴起,桥梁作为道路交通设施的重要组成部分,数量逐年增加,建设的规模也不断扩大。但是在桥梁的使用过程中常常会出现一些如裂缝、建材腐蚀等病害问题,严重威胁着桥梁的质量,影响了桥梁的正常使用。本文对桥梁在建设使用过程中常见病害问题及成因进行了详细的分析,为保障桥梁的构件抗弯性、抗剪力和承载能力提出了桥梁加固的技术方法,以保证桥梁少受病害的威胁,确保其交通运行效益。
关键词:桥梁;病害;加固技术;梁板;墩台
桥梁是道路交通的重要组成构件,直接影响着交通的顺畅和安全。随着我国高等级的高速公路建设大面积铺开,道路交通的车流量和一些重型卡车的数量大幅增加,这对现有的桥梁运输承载能力提出更高的要求。因此,桥梁的设计水平、工程质量、技术标准、通行能力等的质量日益受到关注,而在桥梁使用过程中出现的一些病害,则成为研究难点和热点问题,对于桥梁常见病害加强研究,有针对性的提出加固建议,改进维修方法,这是目前提高桥梁运行安全和舒适度的可行办法。
1 桥梁管理存在的弊端
1.1先期设计水平较差
一些桥梁在建设设计之初就存在问题,缺乏长远的打算,施工质量也是敷衍了事,在结构处理上存在着很多的隐患,在桥梁运行之初似乎难以察觉。但是时间一长,运力增加,在设计和施工技术上存在的问题就凸显出来,受病害的影响程度也逐渐加深。
1.2超期服役的桥梁多
桥梁在设计建造之初就有固定的使用年限,超过服役年限的桥梁病害自然会增多,但是出于资金、技术、资源、管理等多方面的原因,不少地方的老旧桥梁依然处于使用当中,这就加重了桥梁病害防护的工作量。
1.3桥梁的日常养护处理不当
桥梁和公路、铁路等交通设施一样需要常规的检查养护,一些桥梁的日常运输荷载过大,桥面会出现一些凹陷,雨天过后这些部位存水得不到排出,裂缝不能及时的封堵,长此以往,桥体渗水,部件受到腐蚀,整座桥的结构就会出现偏差,引发安全隐患。
2 常见桥梁病害和成因分析
2.1 耐久性的破坏
桥梁的构成材料主要是外部混凝土层和内部的钢筋结构,外部混凝土的病害问题表现为表面出现:蜂窝、漏筋、层隙以及保护层厚度不均等;钢筋结构则主要受到本身锈蚀的破坏。出现这些问题会造成桥体长期暴漏在自然界之下,使得病害加重[1]。此外人为因素也是形成桥梁病害的原因,桥梁长期使用中,人为的冲撞、碾压会造成桥体开裂,加之长期的雨水中酸性物质的冲刷,就会对桥体本身钢筋结构造成腐蚀,这对与桥梁本身的质量构成极大地威胁。
2.2桥面铺装和绞缝混凝土破裂
桥面铺装和绞缝混凝土破裂的病害很容易形成桥面单板受力的局面,增加了桥面荷载,很容易形成安全事故。这种病害在不少从前设计的桥梁中多有出现,主要原因是因为在桥梁的铺装设计过程中,对于桥面的受力估计不足,铺装的厚度大多在6~10cm之间[2],但是随着道路车流量的逐年增加,特别是重型载重卡车形成的压力和摩擦力对桥面铺装的损害很大,所以我们认为铺砖太薄是桥面损害的原因之一。另外,最新建设的铺装采用的是Φ8钢筋网结构,设计间距在20×20cm左右,但是对于梁板的设计刚度缺失考虑不足,尤其是对连续梁结构的负弯矩区的铺装结构受力程度估计不足,没有采取必要的加固措施,使得使用过程中铺装的弯矩区破损开裂的病害频发。
2.3梁板底部漏筋开裂
梁板底部的钢筋开裂出现结构裂缝,产生这种病害的原因:首先是因为桥面的铺装出现破损开裂,形成单板受力的局面,这样在过往车辆施加压力的反复作用之下,行车道板下端结构超负荷工作,使得底部的钢筋在强大压力下出现开裂;其次有可能是在施工过程中,在修筑行车道板时使用的混凝土没有经过严格质检,不能承担长期过往车辆的压力,产生了开裂现象。
2.4桥梁伸缩缝的损坏
首先,道路过往车辆增加,大型卡车频繁通过,这对桥梁伸缩缝形成了反复的强大撞击,使得伸缩缝一直处于反复荷的作用之下,这对于伸缩缝的建造材质磨损度是很大的,如果桥面的混凝土强度不足或是两梁之间的结合度不足,那么伸缩缝就很容易破损。
其次,在进行伸缩缝的接口对接过程中,使用的环氧树脂砂浆脱落,或是填缝时使用的材料在运行中硬化脱落,这些因素就会造成伸缩缝的损坏。
最后,在施工过程中,技术监督不当,使得伸缩缝的装置同上端桥面板或是桥台背墙的连接产生错位,这样就会使得伸缩缝不断的受到过往车轮的冲击,长时间等不到修缮,伸缩缝自然就会形成损坏[3]。
2.5桥梁的墩台开裂
桥梁墩台混凝土开裂的病害发生频率很高,形成这一病害的原因一方面是墩台在建造过程中不是按结构计算配筋比例,而对于素混凝土通常只设构造筋易或防裂钢筋。如果墩台的受力不均匀,那么就容易出现开裂问题,裂缝出现的地点往往有很多处,包括:U形侧墙斜方向,前墙竖直方向、拐角处或是墩帽处等部位均会有出现病害的可能。
另一方面,是施工技术问题,在进行桥墩混凝土浇的施工过程中,如果在混凝土的强度形成过程中,出现温度大幅变化的情况,那么混凝土的内部就会产生拉应力,在桥梁投入使用后就容易被拉裂;另外在混凝土浇注完成后,水分很快会流失掉,但如果拆模太早,模板水泥会吸收大量水分,形成混凝土泌水,水泥水化过程中热量很高,凝结速度也会加快,当户外环境处于干燥状态下时,就容易造成混凝土开裂;而且混凝土浇注完毕后在硬化过程中仍需要一定的沉降过程,在此当中如遇到钢筋或是预埋件阻碍同样会发生裂缝。
2.6牛腿开裂
发生这种病害的位置一般是在桥梁的悬臂孔主梁牛腿的位置,以及支座的边缘地带。常见的裂缝形态是竖直形式的裂缝。出现这种问题的原因也是在建造设计过程中设计方案和施工技术存在不合理的因素,致使桥梁内部的受力不均,在长期使用过程中受到外力作用就会显现出来。
2.7主梁变形或裂缝
常见的主梁变形的位置是在大桥的悬臂梁的底部上端或是中部梁的下端,产生这种病害的原因大多是因为重型卡车的频繁通过,致使桥梁的受拉区部分开裂,发生这种现象本也常见,但是如果裂缝的位置发生在悬臂梁的底部的上部,一旦雨水天气过后,淤积的雨水就会渗透到桥梁的内部结构中,对桥梁内的钢筋结构进行锈蚀,从而使桥梁的结构处于不稳定状态。
3桥梁常见病害的治理措施
3.1恢复桥梁耐久性的措施
在日常使用中出现的轻微病害不会对桥梁的质量构成严重威胁,只要管理维护的方法得当,那么是可以恢复桥梁的耐性的。桥梁的日常养护和维修措施应包括:桥梁表面污垢的清除、裂缝和空洞的及时填补、为在外裸露的钢筋除锈、施加保护层、对开裂的钢板进行焊接加固等,通过精细化的管理和养护完全可以避免一般性的桥梁病害发生。
3.2 对桥梁的主梁加固措施
桥梁的主梁加固措施可以有三种:一是使用钢板粘贴法对主梁进行加
摘要:随着我国经济的持续发展,交通事业蓬勃兴起,桥梁作为道路交通设施的重要组成部分,数量逐年增加,建设的规模也不断扩大。但是在桥梁的使用过程中常常会出现一些如裂缝、建材腐蚀等病害问题,严重威胁着桥梁的质量,影响了桥梁的正常使用。本文对桥梁在建设使用过程中常见病害问题及成因进行了详细的分析,为保障桥梁的构件抗弯性、抗剪力和承载能力提出了桥梁加固的技术方法,以保证桥梁少受病害的威胁,确保其交通运行效益。
关键词:桥梁;病害;加固技术;梁板;墩台
桥梁是道路交通的重要组成构件,直接影响着交通的顺畅和安全。随着我国高等级的高速公路建设大面积铺开,道路交通的车流量和一些重型卡车的数量大幅增加,这对现有的桥梁运输承载能力提出更高的要求。因此,桥梁的设计水平、工程质量、技术标准、通行能力等的质量日益受到关注,而在桥梁使用过程中出现的一些病害,则成为研究难点和热点问题,对于桥梁常见病害加强研究,有针对性的提出加固建议,改进维修方法,这是目前提高桥梁运行安全和舒适度的可行办法。
1 桥梁管理存在的弊端
1.1先期设计水平较差
一些桥梁在建设设计之初就存在问题,缺乏长远的打算,施工质量也是敷衍了事,在结构处理上存在着很多的隐患,在桥梁运行之初似乎难以察觉。但是时间一长,运力增加,在设计和施工技术上存在的问题就凸显出来,受病害的影响程度也逐渐加深。
1.2超期服役的桥梁多
桥梁在设计建造之初就有固定的使用年限,超过服役年限的桥梁病害自然会增多,但是出于资金、技术、资源、管理等多方面的原因,不少地方的老旧桥梁依然处于使用当中,这就加重了桥梁病害防护的工作量。
1.3桥梁的日常养护处理不当
桥梁和公路、铁路等交通设施一样需要常规的检查养护,一些桥梁的日常运输荷载过大,桥面会出现一些凹陷,雨天过后这些部位存水得不到排出,裂缝不能及时的封堵,长此以往,桥体渗水,部件受到腐蚀,整座桥的结构就会出现偏差,引发安全隐患。
2 常见桥梁病害和成因分析
2.1 耐久性的破坏
桥梁的构成材料主要是外部混凝土层和内部的钢筋结构,外部混凝土的病害问题表现为表面出现:蜂窝、漏筋、层隙以及保护层厚度不均等;钢筋结构则主要受到本身锈蚀的破坏。出现这些问题会造成桥体长期暴漏在自然界之下,使得病害加重[1]。此外人为因素也是形成桥梁病害的原因,桥梁长期使用中,人为的冲撞、碾压会造成桥体开裂,加之长期的雨水中酸性物质的冲刷,就会对桥体本身钢筋结构造成腐蚀,这对与桥梁本身的质量构成极大地威胁。
2.2桥面铺装和绞缝混凝土破裂
桥面铺装和绞缝混凝土破裂的病害很容易形成桥面单板受力的局面,增加了桥面荷载,很容易形成安全事故。这种病害在不少从前设计的桥梁中多有出现,主要原因是因为在桥梁的铺装设计过程中,对于桥面的受力估计不足,铺装的厚度大多在6~10cm之间[2],但是随着道路车流量的逐年增加,特别是重型载重卡车形成的压力和摩擦力对桥面铺装的损害很大,所以我们认为铺砖太薄是桥面损害的原因之一。另外,最新建设的铺装采用的是Φ8钢筋网结构,设计间距在20×20cm左右,但是对于梁板的设计刚度缺失考虑不足,尤其是对连续梁结构的负弯矩区的铺装结构受力程度估计不足,没有采取必要的加固措施,使得使用过程中铺装的弯矩区破损开裂的病害频发。
2.3梁板底部漏筋开裂
梁板底部的钢筋开裂出现结构裂缝,产生这种病害的原因:首先是因为桥面的铺装出现破损开裂,形成单板受力的局面,这样在过往车辆施加压力的反复作用之下,行车道板下端结构超负荷工作,使得底部的钢筋在强大压力下出现开裂;其次有可能是在施工过程中,在修筑行车道板时使用的混凝土没有经过严格质检,不能承担长期过往车辆的压力,产生了开裂现象。
2.4桥梁伸缩缝的损坏
首先,道路过往车辆增加,大型卡车频繁通过,这对桥梁伸缩缝形成了反复的强大撞击,使得伸缩缝一直处于反复荷的作用之下,这对于伸缩缝的建造材质磨损度是很大的,如果桥面的混凝土强度不足或是两梁之间的结合度不足,那么伸缩缝就很容易破损。
其次,在进行伸缩缝的接口对接过程中,使用的环氧树脂砂浆脱落,或是填缝时使用的材料在运行中硬化脱落,这些因素就会造成伸缩缝的损坏。
最后,在施工过程中,技术监督不当,使得伸缩缝的装置同上端桥面板或是桥台背墙的连接产生错位,这样就会使得伸缩缝不断的受到过往车轮的冲击,长时间等不到修缮,伸缩缝自然就会形成损坏[3]。
2.5桥梁的墩台开裂
桥梁墩台混凝土开裂的病害发生频率很高,形成这一病害的原因一方面是墩台在建造过程中不是按结构计算配筋比例,而对于素混凝土通常只设构造筋易或防裂钢筋。如果墩台的受力不均匀,那么就容易出现开裂问题,裂缝出现的地点往往有很多处,包括:U形侧墙斜方向,前墙竖直方向、拐角处或是墩帽处等部位均会有出现病害的可能。
另一方面,是施工技术问题,在进行桥墩混凝土浇的施工过程中,如果在混凝土的强度形成过程中,出现温度大幅变化的情况,那么混凝土的内部就会产生拉应力,在桥梁投入使用后就容易被拉裂;另外在混凝土浇注完成后,水分很快会流失掉,但如果拆模太早,模板水泥会吸收大量水分,形成混凝土泌水,水泥水化过程中热量很高,凝结速度也会加快,当户外环境处于干燥状态下时,就容易造成混凝土开裂;而且混凝土浇注完毕后在硬化过程中仍需要一定的沉降过程,在此当中如遇到钢筋或是预埋件阻碍同样会发生裂缝。
2.6牛腿开裂
发生这种病害的位置一般是在桥梁的悬臂孔主梁牛腿的位置,以及支座的边缘地带。常见的裂缝形态是竖直形式的裂缝。出现这种问题的原因也是在建造设计过程中设计方案和施工技术存在不合理的因素,致使桥梁内部的受力不均,在长期使用过程中受到外力作用就会显现出来。
2.7主梁变形或裂缝
常见的主梁变形的位置是在大桥的悬臂梁的底部上端或是中部梁的下端,产生这种病害的原因大多是因为重型卡车的频繁通过,致使桥梁的受拉区部分开裂,发生这种现象本也常见,但是如果裂缝的位置发生在悬臂梁的底部的上部,一旦雨水天气过后,淤积的雨水就会渗透到桥梁的内部结构中,对桥梁内的钢筋结构进行锈蚀,从而使桥梁的结构处于不稳定状态。
3桥梁常见病害的治理措施
3.1恢复桥梁耐久性的措施
在日常使用中出现的轻微病害不会对桥梁的质量构成严重威胁,只要管理维护的方法得当,那么是可以恢复桥梁的耐性的。桥梁的日常养护和维修措施应包括:桥梁表面污垢的清除、裂缝和空洞的及时填补、为在外裸露的钢筋除锈、施加保护层、对开裂的钢板进行焊接加固等,通过精细化的管理和养护完全可以避免一般性的桥梁病害发生。
3.2 对桥梁的主梁加固措施
桥梁的主梁加固措施可以有三种:一是使用钢板粘贴法对主梁进行加