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摘要:道路桥梁作为重要的交通枢纽,在使用过程中,不可避免的会出现各种各样的病害。随着社会的发展与进步,对道路桥梁常见病害及其修复方法的重视在现实生活中也有着非常重要的意义。本文就结合工作经验,探讨了常见的道路桥梁结构病害,并提出了相应的加固措施。
关键词:道路桥梁; 结构病害; 加固措施
中图分类号: U448 文献标识码: A
引言
随着我国道路桥梁建设规模的不断扩大,在道路建设中,桥梁占据相当大的工作量,在长期的交通流量压力和外界环境的影响下所产生的问题不仅影响桥梁的美观,也严重影响到了桥梁的承载能力和正常使用。因此,为了保证道路桥梁的安全运营和使用寿命,要对重载交通下桥梁的破坏形态进行研究分析,对桥梁进行必要的加固、维修和改造,以提高其承载能力,使其能够适应实际的通行需求。
1. 道路桥梁结构病害产生的原因
道路桥梁结构在使用中需要承载巨大的重力,因此要求其要具有足够的强度和承载能力,结构各部必须具有足够的刚度,各部尺寸也要具有适当大小。道路桥梁出现结构病害的主要原因有以下几个方面:
(1)桥梁的混凝土自身存在缺陷,混凝土的使用不合格或者在施工中出现违规操作,导致混凝土结构强度下降,出现裂缝和钢筋锈蚀等问题;
(2)道路桥梁的荷载设计不足,交通发展后车辆荷载增大,造成桥梁在使用过程中的严重超载,加速了道桥的损坏;
(3)道桥结构在设计时所采用的板桥结构不合理等问题造成桥梁的机构在使用中容易出现变形;
(4)道路桥梁在施工过程中施工质量差,没有按照设计规范和技术要求进行施工,导致问题隐患;
(5)道路桥梁的地质条件较差,在设计施工对地质的勘察和处理不当,软土、冻土、滑坡等地质灾害一旦出现,对道路桥梁的损失非常严重;
(6)自然灾害也是导致道桥病害的一大原因,地震、台风、洪水等自然灾害对道桥的破坏很大,会使桥梁产生损坏。
2. 道路桥梁结构病害的种类
桥梁在运行使用过程中,要受到各种车辆的荷载压力,并在长期的风吹日晒的自然环境中,这样不可避免的就要受到不同程度的损坏。桥梁的裂缝病害主要可以分为以下几种:
(1)主拱圈裂缝病害
对道路桥梁结构检查时,我们经常会发现主拱圈中波的波顶出现纵向裂缝、拱肋裂缝、横向裂缝以及U 形裂缝。这些裂缝多在拱顶前后的十米左右范围内产生。
(2)钢筋锈蚀病害
道路桥梁结构中的钢筋,产生腐蚀,使得钢筋腐蚀部分的体积膨胀到原来体积的十倍以上,就会对周围混凝土产生挤压,使混凝土开裂,导致截面的有效尺寸减小,从而降低结构承载力。另外腐蚀也会降低钢筋的抗弯能力,腐蚀物的外流也会影响道路桥梁结构的美观。
(3)墩台基础病害
桥梁墩台基础在桥梁结构中起着重要的作用,它除了需要承受其上部结构荷载之外,还需要承受风力、流风压力和浮力等各种外在阻碍,同时因过往车流的日益增多和加重,墩台基础受到长期的重荷载作用,会出现各式各样的损坏。
(4)主梁裂缝与主梁变形病害
主梁裂缝经常产生在锚跨中部梁的下缘及悬臂梁根部上缘。主梁裂缝与主梁变形病害一般是由于大量重车通过使梁的受拉区开裂,属正常现象,但因负变矩区裂缝在其上面,遇到雨水,雨水就会从裂缝渗入梁内,引起钢筋锈蚀及砼强度降低。
3. 道路桥梁结构病害的加固方法
桥梁加固技术是在桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。其不仅能延长原桥的使用寿命,还增强了原桥的承载能力。常见的加固方法如下:
(1)原桥主梁加固增强方案
利用墩顶上两孔梁端空间设置现浇横向悬臂挑梁,其上安装预制的微弯板。
① 在挑梁悬臂部分架设预制的人行道梁。两边桥孔人行道梁比主梁长,一端支承在边墩挑梁上一端支承在路堤上特设的支墩上,以避免加宽桥台。
② 在人行道梁内侧的凸缘与旧桥面板间,用混凝土浇筑桥面加宽部分,桥面铺装层混凝土同时浇筑形成行车道,在桥面铺装层及桥面加宽部分,均设置了钢筋网,使整体性能加强。
③ 桥面伸缩缝设置在挑梁顶中心,将行车道铺装延伸搭架在挑梁上形成。挑梁上桥面铺装层下垫设二层油毡,使其能随温度收缩。伸缩缝中充填聚氨脂材料。
(2)清理桥面
原桥面多缺乏稳定而坚实的基层,整体性差,有必要将原桥面彻底清除,并挖除部分砂砾垫层(如是非砂砾填料,必须挖除,换上沙砾,填料,夯实),再加铺水泥稳定砂砾基层,其上浇筑钢筋砼桥面。
(3)拓宽加固
① 就地改建方案。为了不中断交通,就地改建就必须搭便桥,但搭便桥费用较高,且改建需拆除原有上、下部结构物,又需一笔可观费用。但改建后,各桥孔跨径标准全部结构都给人美观、耐用、可靠、全然一新的感觉。
② 可不需搭便桥,只需适当控制交通,边通车边拓宽加固。由于可以利用原有墩台,拓宽加固主要在上部构造上进行,因而可节约更多投资,只要拓宽加固方案得当,亦可满足设计荷载要求。
(4)桥台后座加固
采用千斤顶半幅顶升法对老化、脱空和或损坏的支座进行调整和更换。同时将除去桥台后座上路面,改成30#钢筋砼单向简支预制板支承于两侧墙上,再用Φ25mm的锚固钢筋使之与侧墙相接,并铺上一层砼桥面。在后座填料与钢筋砼板之间留下空隙,从而减少荷载作用引起的对侧墙的土压力,并增加基底摩阻力和侧墙抗剪能力。
(5)主拱圈加固
由于主拱圈受力大,原横系梁尺寸偏小,横向联系差,受到荷载;中击时裂缝多,属于薄弱构件,我们可以加大原横系梁截面的尺寸,把拱顶部分横系梁改为横隔板,加大梁的受力面积,使全拱宽共同受力,从而提高其承载力。同时可以在拱肋及拱波部分外面设置一层钢筋网,并喷射砼来加固拱圈截面,提高各孔的整体刚度,发挥更大的受力作用。
(6)增大截面和配筋加固
当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时,通常采用增大构件截面:增大配筋、提高配筋率的加固方法,这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸、增配主筋、提高梁的有效高度和抗弯强度,从而提高桥梁的承载力。该法广泛应用于桥梁及拱桥和拱桥拱肋的加固。
(7)粘贴钢板加固法
当梁板桥的主梁会出现横向裂缝时,可采用粘结剂及锚栓,将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉边缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板代替增设的补强钢筋,达到提高桥梁承载力的目的。此法适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合,必须保证粘和剂的质量外部预应力加固法指运用预应力原理,在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力,可以抵消部分自重应力,起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。
(8)伸缩缝的维修
当软性填料老化脱落时,清除伸缩缝中的泥土,重新注入新的填缝物;当钢板与角钢焊接破裂时,应消除污垢后重新焊牢;当梳龄断裂或出现裂缝后,也要采取焊接方法进行修补。伸缩缝的维修,更換应在保证质量的基础上,尽量缩短工期,减少对交通的影响。
结束语
道路桥梁是基础设施的重要组成部分,随着我国经济的不断发展,道路桥梁在实际中的作用越来越大,我们在追求环保、经济效益的前提下,也要不断要注重质量,在使用过程中还要定期进行检查维护,对产生的病害要及时进行处理,只有这样,才能真正确保道路桥梁的工程质量,使道路桥梁更好的为人类和社会服务。
参考文献:
[1]扈富忠.浅谈道路桥梁结构病害与加固[J].工程技术.2009(11).
[2]左建春.道路桥梁结构病害与加固研究[J].中国新技术新产品.2011(8).
[3]吕海.《公路桥梁维修加固的方法探讨》[J].华东公路2010(4)
[4]金颖. 浅谈道路桥梁结构病害与加固[J]. 黑龙江科技信息,2012(06)
[5]袁锋. 浅析道路桥梁结构病害与加固方法[J]. 科技致富向导,2012(12)
关键词:道路桥梁; 结构病害; 加固措施
中图分类号: U448 文献标识码: A
引言
随着我国道路桥梁建设规模的不断扩大,在道路建设中,桥梁占据相当大的工作量,在长期的交通流量压力和外界环境的影响下所产生的问题不仅影响桥梁的美观,也严重影响到了桥梁的承载能力和正常使用。因此,为了保证道路桥梁的安全运营和使用寿命,要对重载交通下桥梁的破坏形态进行研究分析,对桥梁进行必要的加固、维修和改造,以提高其承载能力,使其能够适应实际的通行需求。
1. 道路桥梁结构病害产生的原因
道路桥梁结构在使用中需要承载巨大的重力,因此要求其要具有足够的强度和承载能力,结构各部必须具有足够的刚度,各部尺寸也要具有适当大小。道路桥梁出现结构病害的主要原因有以下几个方面:
(1)桥梁的混凝土自身存在缺陷,混凝土的使用不合格或者在施工中出现违规操作,导致混凝土结构强度下降,出现裂缝和钢筋锈蚀等问题;
(2)道路桥梁的荷载设计不足,交通发展后车辆荷载增大,造成桥梁在使用过程中的严重超载,加速了道桥的损坏;
(3)道桥结构在设计时所采用的板桥结构不合理等问题造成桥梁的机构在使用中容易出现变形;
(4)道路桥梁在施工过程中施工质量差,没有按照设计规范和技术要求进行施工,导致问题隐患;
(5)道路桥梁的地质条件较差,在设计施工对地质的勘察和处理不当,软土、冻土、滑坡等地质灾害一旦出现,对道路桥梁的损失非常严重;
(6)自然灾害也是导致道桥病害的一大原因,地震、台风、洪水等自然灾害对道桥的破坏很大,会使桥梁产生损坏。
2. 道路桥梁结构病害的种类
桥梁在运行使用过程中,要受到各种车辆的荷载压力,并在长期的风吹日晒的自然环境中,这样不可避免的就要受到不同程度的损坏。桥梁的裂缝病害主要可以分为以下几种:
(1)主拱圈裂缝病害
对道路桥梁结构检查时,我们经常会发现主拱圈中波的波顶出现纵向裂缝、拱肋裂缝、横向裂缝以及U 形裂缝。这些裂缝多在拱顶前后的十米左右范围内产生。
(2)钢筋锈蚀病害
道路桥梁结构中的钢筋,产生腐蚀,使得钢筋腐蚀部分的体积膨胀到原来体积的十倍以上,就会对周围混凝土产生挤压,使混凝土开裂,导致截面的有效尺寸减小,从而降低结构承载力。另外腐蚀也会降低钢筋的抗弯能力,腐蚀物的外流也会影响道路桥梁结构的美观。
(3)墩台基础病害
桥梁墩台基础在桥梁结构中起着重要的作用,它除了需要承受其上部结构荷载之外,还需要承受风力、流风压力和浮力等各种外在阻碍,同时因过往车流的日益增多和加重,墩台基础受到长期的重荷载作用,会出现各式各样的损坏。
(4)主梁裂缝与主梁变形病害
主梁裂缝经常产生在锚跨中部梁的下缘及悬臂梁根部上缘。主梁裂缝与主梁变形病害一般是由于大量重车通过使梁的受拉区开裂,属正常现象,但因负变矩区裂缝在其上面,遇到雨水,雨水就会从裂缝渗入梁内,引起钢筋锈蚀及砼强度降低。
3. 道路桥梁结构病害的加固方法
桥梁加固技术是在桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。其不仅能延长原桥的使用寿命,还增强了原桥的承载能力。常见的加固方法如下:
(1)原桥主梁加固增强方案
利用墩顶上两孔梁端空间设置现浇横向悬臂挑梁,其上安装预制的微弯板。
① 在挑梁悬臂部分架设预制的人行道梁。两边桥孔人行道梁比主梁长,一端支承在边墩挑梁上一端支承在路堤上特设的支墩上,以避免加宽桥台。
② 在人行道梁内侧的凸缘与旧桥面板间,用混凝土浇筑桥面加宽部分,桥面铺装层混凝土同时浇筑形成行车道,在桥面铺装层及桥面加宽部分,均设置了钢筋网,使整体性能加强。
③ 桥面伸缩缝设置在挑梁顶中心,将行车道铺装延伸搭架在挑梁上形成。挑梁上桥面铺装层下垫设二层油毡,使其能随温度收缩。伸缩缝中充填聚氨脂材料。
(2)清理桥面
原桥面多缺乏稳定而坚实的基层,整体性差,有必要将原桥面彻底清除,并挖除部分砂砾垫层(如是非砂砾填料,必须挖除,换上沙砾,填料,夯实),再加铺水泥稳定砂砾基层,其上浇筑钢筋砼桥面。
(3)拓宽加固
① 就地改建方案。为了不中断交通,就地改建就必须搭便桥,但搭便桥费用较高,且改建需拆除原有上、下部结构物,又需一笔可观费用。但改建后,各桥孔跨径标准全部结构都给人美观、耐用、可靠、全然一新的感觉。
② 可不需搭便桥,只需适当控制交通,边通车边拓宽加固。由于可以利用原有墩台,拓宽加固主要在上部构造上进行,因而可节约更多投资,只要拓宽加固方案得当,亦可满足设计荷载要求。
(4)桥台后座加固
采用千斤顶半幅顶升法对老化、脱空和或损坏的支座进行调整和更换。同时将除去桥台后座上路面,改成30#钢筋砼单向简支预制板支承于两侧墙上,再用Φ25mm的锚固钢筋使之与侧墙相接,并铺上一层砼桥面。在后座填料与钢筋砼板之间留下空隙,从而减少荷载作用引起的对侧墙的土压力,并增加基底摩阻力和侧墙抗剪能力。
(5)主拱圈加固
由于主拱圈受力大,原横系梁尺寸偏小,横向联系差,受到荷载;中击时裂缝多,属于薄弱构件,我们可以加大原横系梁截面的尺寸,把拱顶部分横系梁改为横隔板,加大梁的受力面积,使全拱宽共同受力,从而提高其承载力。同时可以在拱肋及拱波部分外面设置一层钢筋网,并喷射砼来加固拱圈截面,提高各孔的整体刚度,发挥更大的受力作用。
(6)增大截面和配筋加固
当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时,通常采用增大构件截面:增大配筋、提高配筋率的加固方法,这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸、增配主筋、提高梁的有效高度和抗弯强度,从而提高桥梁的承载力。该法广泛应用于桥梁及拱桥和拱桥拱肋的加固。
(7)粘贴钢板加固法
当梁板桥的主梁会出现横向裂缝时,可采用粘结剂及锚栓,将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉边缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板代替增设的补强钢筋,达到提高桥梁承载力的目的。此法适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合,必须保证粘和剂的质量外部预应力加固法指运用预应力原理,在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力,可以抵消部分自重应力,起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。
(8)伸缩缝的维修
当软性填料老化脱落时,清除伸缩缝中的泥土,重新注入新的填缝物;当钢板与角钢焊接破裂时,应消除污垢后重新焊牢;当梳龄断裂或出现裂缝后,也要采取焊接方法进行修补。伸缩缝的维修,更換应在保证质量的基础上,尽量缩短工期,减少对交通的影响。
结束语
道路桥梁是基础设施的重要组成部分,随着我国经济的不断发展,道路桥梁在实际中的作用越来越大,我们在追求环保、经济效益的前提下,也要不断要注重质量,在使用过程中还要定期进行检查维护,对产生的病害要及时进行处理,只有这样,才能真正确保道路桥梁的工程质量,使道路桥梁更好的为人类和社会服务。
参考文献:
[1]扈富忠.浅谈道路桥梁结构病害与加固[J].工程技术.2009(11).
[2]左建春.道路桥梁结构病害与加固研究[J].中国新技术新产品.2011(8).
[3]吕海.《公路桥梁维修加固的方法探讨》[J].华东公路2010(4)
[4]金颖. 浅谈道路桥梁结构病害与加固[J]. 黑龙江科技信息,2012(06)
[5]袁锋. 浅析道路桥梁结构病害与加固方法[J]. 科技致富向导,2012(12)