桥梁病害成因及养护维修加固技术

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong482
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  摘要:随着经济的发展和公路交通量的增长,桥梁荷载不断增大,重型车辆和超载现象严重 。由于桥梁的承载能力有限,造成了许多桥梁不同程度的损伤,存在安全隐患。因此,对桥梁的加固与防护维修显得越来越重要。
  
  关键词:公路桥梁 病害原因 养护维修 加固技术
  中图分类号:X734文献标识码: A
  
  前言:为确保公路桥梁交通畅通,为人们创造一个安全并且舒适的行车环境。要充分了解桥梁各种病害形成的原因,才能根据病害具体特点,采取合适的加固处理技术,确保桥梁使用时的交通安全、增强桥梁使用质量,维护桥梁使用功能的正常发挥、延长桥梁的使用寿命。
  
  一、桥梁病害原因
   桥梁在投入使用后,常会出现裂缝、剥落、破损、锈蚀等各种病害情况,影响着桥梁使用的安全和寿命,甚至引发交通事故,影响交通安全。公路桥梁常见的病害形式和原因主要可分为以下几种:
  1.1桥面破损
   桥梁表面出现破损,是常见病害之一。出现破损的原因可能是由于设计和建设施工的不合理导致,也可能是桥梁使用过程中,受到车辆行驶和风吹日晒的影响而出现。现代桥梁的表面一般是由沥青混凝土铺筑,此外还有防水层,高标号的混凝土调平层等。在施工过程中,如果沥青的铺设不均匀,沥青层等与桥体之间的结合不紧密或者防水层出现漏气渗水现象等,都是导致铺设层强度的降低,出现破损。此外,桥梁长期受到超负荷车辆的重压、使用过程中的养护不合理、不及时,都会加速桥梁表面的破损出现。
  1.2 车辆超载、超限
  车辆的超载、超限对于减小桥梁使用使用寿命,影响桥梁使用性能方面有着巨大的影响。如果补修不及时,会产生严重的后果。
  1.3伸缩缝受到严重破坏,出现桥头跳车现象,降低了行车安全性
  早期修建的公路工程,所采用的桥梁伸缩缝大多属于板式橡胶伸缩装置,而该伸缩缝装置的设计结构非常不合理,抗冲击性能也很差,加上橡胶老化的比较快,螺栓又很容易受到锈蚀,一旦受到车辆过大荷载力作用,便会引发不同程度的破坏。伸缩缝的靠背混凝土和梁体连接不牢固时一旦有重车经过,靠背混凝土便有离骨现象。这种病害的出现是因为伸缩缝所处位置的梁段预埋的钢筋和伸缩缝锚固筋本身焊接质量不高,以至于焊点数量以及焊接长度严重不足,因而很难使得伸缩缝和梁体完全形成一个整体,加上车辆荷载带来的巨大冲击力很容易促使局部地区出现开焊,进而出现离骨现象,严重时还会导致混凝土破损以至于形成坑槽。
  1.4裂缝
  现代桥梁建筑的结构大多为混凝土浇筑,在桥体上容易出现裂缝,是公路桥梁常见的病害之一。桥体裂缝主要分为混凝土初凝裂缝、干缩裂缝和温度裂缝等。温度引起混凝土结构内部和外部的温度变化不均,导致变形出现,当这一应力超过其抗压强度桥体出现裂缝。干缩裂缝是指混凝土在干燥过程中出现的裂缝。
  
  二、桥梁的养护维修方法
  桥梁的结构要求养护工程按照上部结构、下部结构、附属设施和临时措施养护。具体的根据养护工程的规模可将其分为:保养、小修、中修和大修等。
  2.1小修
  小修是局部的日常的修理,一般包括以下几种任务:①为保持清洁,及时地清理桥梁上的污水和积雪等杂物;②为了防止设施的损坏,需要疏通清理桥下的管道和河槽;③桥面、墩台、支座的保洁和栏杆的修理也是必要的小修任务;④零星的保养和修补。
  2.2 中修
  中修是对一般性的破损进行修理,恢复原有的技术水平和标准。具体内容如下:①修理或是更换较大的破损或是腐朽的设施;②修理或是更换中、小型桥梁的支座和破损部位;③钢桥的除锈和零部件的维修;④构造物的加固,小桥面的加宽,墩、台的修理。
  2.3 大修
  大修是指综合治理有较大破损的构件,目的是使其恢复到原有的技术水平和标准。主要包括以下几点任务:①对大、中型桥梁的加宽、加高等工程施工;
  ②对有较大破损的结构和桥面进行修复和综合治理;③对其他附属部件的综合治理和修复。
  
  三、加强桥梁的养护措施
   3.1增强桥梁的养护意识,严格按照桥梁养护技术的规范和法规执行,才能有效防止桥梁的破损和恶化。强化规范管理制度。规范管理是要将人、物合理地搭配起来,有效地处理桥梁的养护工作。
  3.2提高养护人员的素质。加强桥梁各类人员的培训,通过技术培训提高对桥梁养护管理的认识水平,掌握桥梁检测和维修及处理病害的一些基本方法。加强检测工作的进行。检测工作的顺利进行有利于提出合理的维修加固方案。
  3.3建立桥梁的预警系统。对突发事件建立专门应急机制,准备必要的日常养护维修和应急物质,打好提前战。
  
  四、桥梁加固常用技术
  桥梁加固必须在原有结构上进行,加固方案的设计与实施必受到原结构形式、结构材料和环境的制約,桥梁加固技术主要有:增大原结构构件截面,提高原结构的强度和刚度;建立新结构保证桥梁的抗力;改变原结构的受力体系,减少原结构受力;对原结构施加预应力,改善原结构的受力能力。
  4.1增大构件截面的方法
  ①增加主梁截面。适用于主筋截面不足、桥下净空有限、不允许增加梁高的桥梁。这种加固方式可以不受桥下净空的限制,只需截断并接长箍筋,但这种方法对结构的损伤较大,施工工艺较复杂。②增大梁肋混凝土截面。适用桥下净空较高,允许增加主梁高度的桥梁,这种方法会减小桥下净空,对于桥梁的外观影响较大,城市桥梁多不适用这种方法。③加厚桥面板,增加桥面截面。适用于可中断交通的小跨径桥梁,这种加固法增加了自身结构重量增加产生的弯矩,结构承载力提高不明显。
  4.2提高桥梁抗力的方法
  ①粘贴钢板。这种方法中,粘贴钢板加工成形比较困难,需要支护设备,而且在长期使用中维修保养工作量大。②粘贴玻璃钢。适用于通行重型车和大型设备的桥梁进行临时加固。这种方法中玻璃钢的弹性模量较混凝土低,容易发生变形,所以只在临时加固中适用。③粘贴钢筋。这种方法对钢筋进行了防护处理,可以增加梁的抗弯能力。
  4.3桥面铺装层的加固
  桥面铺装层开裂或剥离等病害,对于钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀,减弱桥梁的横向整体性。对于石拱桥,由于桥面雨水下渗,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出现渗水现象等,同时由于桥面铺装层的破损,引起桥面平整度差,车辆通行时,使桥梁产生震动,对桥梁产生不利影响,同时又加重了桥面铺装层的病害。根据桥梁的具体情况,采用不同的加固方法,对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻,使用年限短,且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害,在不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥青碎石层的方案。
  4.4预应力技术
  现代桥梁逐渐向轻型、大跨度等方向发展,所以在今后的桥梁加固中,现有的加固技术就受到一定限制,所以预应力技术会被普及。预应力技术主要通过体外预应力来实现,体外预应力的预应力钢束设于混凝土构件的外侧,钢束穿过设在构建端部的挡块和中部适当位置的转向块进行张拉,从而使砼构件获得预压应力。预应力技术包括:下撑式预应力拉杆法、预应力钢丝束法。
  4.5对于桥梁出现裂缝等,不需进行大型技术工程的,可进行局部的修补。
  ①表面抹灰补缝。在混凝土表面用水泥浆、水泥砂浆、环氧基液、环氧砂浆等材料在裂缝处涂抹。②表面喷浆补缝。根据裂缝的部位、性质,可分别采用无钢筋素喷浆或挂网喷浆等方法修补裂缝。喷浆修补一般先对裂缝表面进行毛处理,之后喷射一层有一定密度的高强度水泥砂浆封闭裂缝。③压力灌浆补缝。施加一定压力,将浆液灌进裂缝内部,提高结构强度、耐久性和抗渗性。
  
  结束语;
  桥梁的养护是当前桥梁养护管理的一个重点问题。桥梁的病害原因很多,处理措施也多种多样。养护工作开展的好坏关系到管理工作的水平,要不断创新和探索,采用最先进技术工艺和材料。把它的最大经济以及社会价值发挥到最大程度,进而使得我国的道路桥梁得以安全舒适运行。
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