時間:2023-08-03 09:19:08
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高速公路橋梁荷載等級有限,一般使用的時間較久。在經濟和交通事業都得到了迅猛發展的今天,高速公路橋梁在負載的承載上,出現了一些特點:交通量在逐漸增大;重型車輛在增多,超載情況相當嚴重;超限運輸情況越來越多。所以,目前很多高速公路橋梁所承受的實際承載力已經導致了公路橋梁的破損和問題,亟需加固修整。舊橋的加固已經成為當前保證交通運輸安全的重要任務。
1.施工前的準備工作控制
整個工程時由很多分部分項構成,它們是整體工程的基礎。因此,必須控制各分項工程的質量。在對工程管理的技術人員中,其中可能有一些技術人員有相關經驗,但是有一些可能以前并沒接觸過,這就需要我們監理人員嚴格控制好分項工程的開工關。
1.1仔細審查施工組織設計
施工組織設計是施工單位針對圖紙設計制定的施工工藝和施工方法,是施工單位對項目建設管理的具體體現。也是監理工程師和監督單位管理的重要依據。所以監理工程師必須認真審查施工組織設計,檢查確認其可行性和科學性。
1.2推廣分項工程試驗段制度
國內橋梁加固工程的相關施工技術比較復雜,因為我國的高速公路橋梁工程在1980s年代和1990s年代施工技術力量不強、監督機制也不夠健全,因此,每一種類型的橋,甚至每一座橋所適用的加固方法也是不同的。再者,因為部分施工單位在橋梁加固方面的技術還不夠成熟,技術人員的技術水平良莠不齊,在實際的施工質量和施工操作時存在較大的差距。因此,對于那些技術比較復雜,施工難度也比較大的分項工程,必須要事前進行試驗,盡早發現問題,及時解決。
1.3嚴格審核安全和文明等施工材料
施工作業必須要在確保安全的前提下,才能順利完成,安全生產是建筑工程建設的重要內容,也是橋梁加固施工始終需要強調的問題,做好施工生產的安全管理既是監理人員的責任。因此,監理人員應該在工程正式開始投入前,嚴格檢查下列證件是否齊全:
檢查各類安全生產文件、現場各分包單位的安全資質和證明文件是否齊全;施工單位提交的施工方案和施工組織設計中的安全技術措施是否妥當;工程施工現場的組織體系和人員配備是否安全;檢查新工藝、新技術、新材料、新結構的使用安全技術方案及安全措施是否到位;核查工序交接的檢查、分部、分項工程安全檢查報告;審核并簽署現場有關安全技術簽證文件;還要對施工單位提交的環境保護和文明施工措施進行可行性分析,確保萬無一失。
2.高速公路橋梁加固工程監理工作要點控制
高速公路橋梁加固工程的重點和要點就是:控制好關鍵工序和重點部位的質量,并在易出錯的地方特別留意,以便確保整體質量。
2.1控制好相關材料的質量
2.1.1新型材料質量控制
公路橋梁加固工程不同于新建工程,加固維修工程中會用到大量的補強膠,所以必須嚴格控制結構補強膠的質量,如鋼板膠、植筋膠、灌縫膠等,對于一些進口的產生要核查原產地的證明書、海關入口證明以及產品合格證等,并且予以嚴格核對,經過監理見證抽檢合格后,方可進場。
2.1.2其他原材料的質量控制
嚴格控制材料進場關,嚴格核查材料,按規定分批次進行抽檢試驗,以質量第一為原則,對于不合格材料堅決不使用,并予以全數退場,并且應該嚴肅查處。
2.2橋梁加固施工時橋梁平面和高程控制
監理工程師嚴格控制新拼橋梁的平面,應該確保最終縱向和橫向誤差不大于20mm。
高程控制必須滿足結構受力的需要,要求施工單位對原有橋梁標高必須進行復測。高程調整在支座墊石上調整到位,澆筑支座墊石前必須對舊橋進行高程復查,監理工程師檢查無誤方能準許施工單位澆筑支座墊石。
嚴格控制橋梁標高施工實測的部位對于空心板橋和L單跨≤25m的連續梁橋測量支點、跨中點:對于L單跨>25m的連續梁橋測量支點、跨中點和L的1/4跨點。
2.3加固承臺、腹板的監理控制
目前很多橋梁都設計為連續剛構結構,因為上部體外預應力束的布置,導致上部結構自重增加較大,需要加寬承臺,采用植筋工藝施工,主要涉及到的流程有:放線――鉆孔――清孔――鋼筋清理――錨固――成品保護――驗收。監理人員在實際的監理過程中,要重點控制下列幾項:
鉆孔前除了了解原設計圖紙的鋼束及鋼筋布置的基礎外,還應重點采用鋼筋探測儀準確探測鋼筋和鋼束的位置。根據實際探測結果可適當調整植入筋位置,以防在植筋、鑿毛過程中對結構造成較大損傷。
鉆孔時鉆頭不得晃動過大,以免造成傾斜或偏離設計位置。
鉆孔時如果遇到鋼筋,要命作業人員立即停止,在原鉆位附近重新鉆孔,且注意新孔與設計孔位置之間凈距離要控制在2倍植筋直徑內,與將要澆筑的混凝土構件外邊距離要≥保護層厚度,而且注意廢孔應用砂漿填滿。
錨固用的鋼筋必須重視做好除銹的清理。
插入鋼筋前應做好插入深度的標記,插入鋼筋全過程所用時間應小于粘結劑初凝時間,否則應清除粘結劑并重新進行清孔等工序。
插入鋼筋后應按粘結劑的產品說明書進行靜置養護,硬化后才可進行檢驗與投入使用。
對埋植好的鋼筋應做好保護工作,以防在粘結劑固化時間內鋼筋被搖擺或碰撞。
驗收時,應檢查鋼筋的性能情況,并對粘結膠進行檢查,控制鋼筋的粘結能力,以便粘結達到強度后,方可進行下一步工序。
上述事項并不是監理人員監督過程的全部,但一定要嚴格控制這些細微的環節。所以,監理人員在工作中應把握好度,指導施工人員做好質量工作以減少返工和施工延誤的幾率。
2.4墩柱加固監理的質量控制
為了提高橋梁工作變化的截面承載能力,抑制裂縫新的發展,設計在薄壁墩裂縫范圍內,采用灌注鋼板條的加固方法。鋼板條應該寬500mm,厚10mm,間距為10mm。該方法需要先在承臺上搭設支架,鉆孔植筋,然后在主墩上粘貼鋼板并灌膠。灌注鋼板條工藝在新建工程中使用較少,主要流程為:混凝土表面處理――鉆孔植埋螺栓――安裝鋼板條――配制結構膠――封邊――灌注――進行鋼板條表面防腐處理。
在該項目監理過程中,現場施工工人操作容易出現錯誤,比如在鉆孔植埋螺栓的工序上,施工工人不重視圖紙,按個人經驗操作,螺栓與灌鋼板邊緣的距離及鉆孔孔深的控制隨意,監理在檢查中發現問題后,立即要求施工單位嚴格按設計圖紙操作,螺栓距灌鋼板邊緣的距離應控制在5~10cm之間。及時糾正這些錯誤,才能避免對后期工序質量的影響,以免延誤工期。
在安裝鋼板前,需要對鋼板的粘貼面進行打磨除銹和粗糙處理。在實際施工中,施工工人通常習慣于初次打磨時把打磨的紋路與鋼板受力方向平行了,這樣不利于鋼板的粘貼。監理人員在巡視檢查中發現后馬上制止,并糾正了工人的錯誤,打磨的紋路應該與鋼板的受力方向垂直,監理人員的及時發現并要求整改減少了更多的不必要返工延誤。 (下轉第285頁)
(上接第73頁)2.5體外預應力索監理的質量控制
使用體外預應力加固,因為接縫及箱梁內存在缺陷和損傷,其內力或應力已經發生重分配,結構的強度和剛度難以準確把握。因此,按設計要求,在加固施工過程中埋設永久性監測點,進行監測和控制,確保結構的安全和加固效果。主要監測內容應重點關注4個方面的變化:主梁應力狀態。錨固塊、轉向塊局部應力。張拉預應力時仔細觀察裂縫的變化情況。主梁撓度、支點反力。
加固施工監測應嚴格按照設計單位提供的目標值進行,如實測值與理論目標值出現較大差別時,應立即停止施工并與設計單位聯系,找出原因,排除安全隱患,方可進行后續施工。
2.6其他應重視的質量控制要點
在橋梁加固工程監理質量控制中,還應根據加固的具體不同方法將腹板底板貼鋼板等施工工藝列入重點控制的范圍。其他,如裂縫處理、蜂窩麻面的修補、管道補壓漿、橋面鋪裝等也是橋梁加固工程質量控制的關鍵地方,監理人員要在現場監督過程中予以高度重視。
2.7安全監理
橋梁加固工程安全監理的控制面廣、動態性強、分散性強,所以監理工程師既要審核相關的安全文件,又要對各工序安)全情況進行跟蹤監督,所以在施工過程中監理工程師應對以下內容嚴格控制:
是否落實安全生產責任制度、規章制度和操作規程,是否確保了安全生產費用的有效使用。
是否配備了一定數量符合要求的專職安全生產管理人員,并按照要求進行現場安全監督。
各項作業是否按照規范操作,并設置安全警示標志和說明。
是否在施工現場建立了消防安全責任制度,確定消防安全責任人,制訂了各項消防安全考核制度和操作規程。
是否對分包單位實施安全生產管理,分包單位是否服從總承包單位的安全管理。
檢查施工現場的安全警示標志。[科]
【參考文獻】
2公路橋梁軟土地基加固的工藝分析
2.1表層軟土處理
2.1.1墊層處理
工藝方法就是對軟土層較淺的地段進行鋪墊處理,對地基上部進行鋪墊,材料為墊砂層。這樣可以幫助軟土固結,起到的是上部排水的效果。同時砂墊層可以作為填土與下層的土層結合,降低下層土壤中的含水量。這樣處理是為了保證填土和地基處理雙重效果,同時也可保證施工機械的順利通行,但是必須考慮施工機械和作業載荷來選擇合適的砂墊層厚度。從實際應用上看,如果僅僅采用墊砂層來對軟土進行固結,需要的厚度很容易導致成本增加,因此在應用中砂墊層應配合其他固結措施共同來保證軟土處理效果。在對砂墊層進行施工時應注意放樣,進行攤鋪作用時應選擇自卸車輛與推土機配合,做到均勻一致。在使用透水性較差的材料作為填料時,應對端部進行妥善處理。
2.1.2淺層排水法
一些軟土地基上土質較好但是含水量偏大,因此在處理這樣的軟土基時可以進行排水處理,利用溝槽等對表層水進行排除,降低地基表層的含水量,保障設備的通行。同時也可發揮溝槽在施工中持續排水的效果,并配合回填透水性較好的材料,維持表層軟土的滲透性,并對其進行壓實。在布置溝槽的時候應注意利用自然坡度,回填而出現沉降時則應觀察坡度改變,制定調整計劃。注意防止四周的挖方位置的滲出水進入到填土范圍。表層排水工藝應注意加密溝槽增加排水的能力。施工中即便一些溝槽被破壞也可保證排水的效果。溝槽的設置應按照工藝標準執行,寬度在半米左右,深度則應在一米內,填土之前應在溝槽內填入砂礫使之成為盲溝,保證排水持續性。
2.1.3材料鋪墊工藝
一些工程中軟土地基的分布不均勻,可能會出現沉降以及側向的位移等情況,此時可以利用鋪設材料對軟土位置進行加固,強化軟土承載力保證機械通過。目的是減少沉降和側向移位所造成的不安全因素。這樣可以提高軟土的支撐能力,用于鋪設的主要材料是無紡布等。
2.1.4添加劑加固
這樣的措施主要是針對粘性土壤,利用添加劑對表層的土壤進行處理,可以有效的改善表層土壤的固結效果,提高抗壓縮性和強度等性能。主要是對地基承載能力加以提高,保證機械運行的安全。添加劑通常是生石灰、熟石灰、水泥等。利用石灰作為添加劑就是利用其對水的吸附作用,使之與水反應降低土壤含水量,從而固結成團。同時也可對土體進行加固與穩定,保證軟土地基的穩定性。
2.2深層加固工藝
2.2.1加載工藝
加載法就是對軟土施加外力,增加軟土基的沉降速度,降低軟土的孔隙率以及含水量等,使之固結速度加快。提高地基的強度反之填土路面出現大范圍沉降。地基固結沉降的方法就是減少孔隙水壓提高應力的方法以及地基增加總壓法。減少孔隙水壓的方法是依靠大氣壓加載促進固結大氣壓加載。地基總壓是依靠填土的載荷對軟土進行擠壓。但是加載法會造成軟土的形變容易影響周圍的地質結構,所以加載的同時應對周圍進行圍護,降低其影響范圍。填土加載的時間和載荷應根據實際的軟土性質確定,主要的目標就是對橋梁地基沉降量進行控制,保證施工后地基沉降在可控的范圍內。在施工中應注意對載荷施加的速度和穩定性,并對整個壓載過程進行觀測,因為沉降的效果不是完全可以預判的,應在達到設計標準后停止加載,防止對地基的額外破壞。
2.2.2強夯工藝
強夯工藝是利用重錘對地面的沖擊力來減少孔隙率,并擠壓排水,從而使得軟土加速固結。實踐證明強夯后的軟土地基可以增加幾倍的承載力,壓縮的范圍可以達到十幾倍。其工藝的特點是工藝簡單且效果好,同時施工速度快且成本較低,節約材料,只需要簡單的機械就可完成對一定范圍內的軟土基礎加固。但是在使用中應注意適應的范圍,如飽和淤泥粘土和淤泥等應慎重選擇,否則會出現不良的效果。公路橋梁施工乃至公路工程中強夯法較為常見。
2.2.3粉噴樁工藝
粉噴樁是一種深層加固技術,主要是深層攪拌的方式將凝固劑注入到土層中。是一種加固粘土地基的重要方法,利用水泥和石灰等材料作為固化劑,利用機械攪拌機將軟土與固化劑強制攪拌,利用固化劑與粘土之間的反應促進粘土硬化,從而成為穩定性較強的地基。此種工藝主要是適應飽和粘土層,對于淤泥質和淤泥質土、粉土、含水量較高的粘土較為有效,加固深度較大。
2.2.4水泥攪拌樁工藝
攪拌樁利用石灰和水泥等材料作為固化劑,通過深層攪拌的工藝與軟土結合起到固化軟土的效果,固化劑在土層深處和粘土反應,經過一些列的理化反應形成強度高且穩定性較好的復合型地基。水泥攪拌樁的工藝主要是針對粉土、松散砂土等都有較好的加固效果。其優勢是施工過程對路堤干擾較小,對擴建工程較為適應。施工前應保證場地平整,如果有低洼凹陷等應進行填土,同時清理場地使得攪拌機械可以順利就位。
2.2.5豎向排水固結工藝
該工藝將垂直的排水柱設置在粘土地基中,縮短了排水距離,促進地基排水,并加速固結。固結后的軟土地基可以增加抗剪強度。垂直排水工藝分為砂井排水和紙板排水。根據砂井的施工工藝方法不同砂井排水可以分為射水式、螺旋式、打入式、振動式等。砂井法在應用中還應與其他方式配合,如加載法或者填土法等。對軟土層較厚的地基更為有效,對泥炭質地基相對效果差。使用中如果為了穩定則重點對填土坡下進行處理;為了防止沉降則在路基頂面寬度下進行處理。設計排水砂井時應進行試驗與分析,確定處理范圍和直徑等,分析處理后的沉降程度,如果不能滿足要求則應進行再次計算。
關鍵詞:
公路橋梁隧道;灌漿法加固;應用
正文:
1.公路橋梁隧道灌漿法加固原理
在實際的公路橋梁隧道施工過程中,經常會出現這樣或者是那樣的問題,影響到工程整體的使用效果,嚴重情況下會使得工程項目的壽命大大縮短。所以,對于工程建設來說,落實項目維護工作具有非常重要的意義。一般而言,在公路橋梁隧道當中,會使用灌漿、預應力加固以及鋼板等技術來對工程進行維護。在這些技術中,其都有比較明顯的優點,但是也都要缺點存在。文章主要針對的是隧道施工中的灌漿法來進行分析。在施工過程中,灌漿法的而應用日益廣泛,其忒單是施工便利,并且經濟型較高。在灌漿法中,依據合適的比例,對材料進行攪拌,然后再注入到裂縫當中,對裂縫形成封堵,從而使得工程的強度大大提高。通過灌漿法的作用機理分析,可以發現在灌漿法中,其主要依靠的是利用灌注的方式,使得裂縫中形成穩定的漿柱,從而使得工程的結構的物理性質得到大大的改善。通過這樣能夠使得工程表面的承載能力大大的提高,降低工程的沉降量,達到保護工程的重要目的。
2.公路橋梁隧道施工的裂縫產生原因及形態
2.1公路橋梁隧道施工的裂縫產生原因
公路橋梁隧道施工中,由于受到外部環境的影響,如溫度、地質條件等。給施工中帶來的溫差、濕度等的變化,造成混凝土等結構帶來了壓力,長期造成了變形、裂縫等情況的發生;施工過程中,由于施工技術的不到位或者施工環節的疏漏,使得施工標準沒有達標,造成了公路橋梁隧道內部結構的不穩定,導致裂縫的出現;在混凝土澆筑過程中由于溫度導致澆筑出現了收縮等情況,帶來外部裂縫的問題出現;當公路橋梁隧道施工接近結束的時候一般會出現不均勻沉降,如果混凝土骨料再出現質量不過關的問題,導致含泥沙的量出現多大的情況,導致混凝土強度出現問題,出現裂縫。
2.2裂縫的形態
砌漿脫落。由于公路橋梁隧道的建設施工中,需要砌漿的技術來加固墻體,增強墻面的穩定,因此當砌漿出現脫落的時候,整個墻體不僅破壞了美觀,而且也失去了加固的作用。工程穩定性和安全系數遭到了破壞。砌石松動。這時由于公路橋梁隧道工程中的裂縫導致的問題。主要發生的位置在公路、橋梁、隧道的砌石部位。這部分的脫落和松動破壞了公路橋梁、隧道的承重,造成了公路橋梁隧道的坍塌發生的概率加大。墩臺裂縫。主要位于公路、橋梁、隧道的柱體支撐部位。當支撐道路的墩臺或者柱體出現裂縫后,不僅影響了公路橋梁隧道的使用性能,也危害了交通出行的穩定性與安全性。
2.3蜂窩麻面的問題
蜂窩麻面問題的出現也會影響橋梁的使用安全性能,造成蜂窩麻面的主要原因有以下幾點:第一點:在橋梁施工的過程中,由于施工人員沒有嚴格按照施工流程以及規范進行施工,所以會造成蜂窩麻面的情況發生。第二點:模板的表面仍留有水泥混合物的殘留物,也沒有涂刷隔離劑。第三點:混凝土澆筑的過程中搗鼓不均勻,從而出現兩級分化的情況即:搗鼓過度會造成石子及一些粗料容易下落,而搗鼓過于輕盈則會發生疏松情況。
3.灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應用要點
3.1公路橋梁隧道灌漿的選擇標準
在公路橋梁隧道的施工過程中,灌漿工作應當從質量控制的標準語強度控制的標準兩方面來進行考慮。首先是強度方面的控制標準:在灌漿工作完成之后,應當將雜填土的承載能力控制在130kPa左右,淤泥承載能力控制在80kPa,而復合地基的承載能力控制在130kPa左右;其次,是在質量的控制標準方面:在進行灌漿法質量控制的過程中,需要根據公路工程的施工質量控制標準來進行。
3.2漿材的配比
在泥漿中,水泥與粉煤灰是重要的原材料,在實際的施工過程當中,應當先對裂縫的原因進行分析,并依據裂縫的大小程度來對漿材進行配比,并且也要根據工程的實際施工需求來對配比杜進行確定。
3.3擴散半徑
在實際的施工過程中,由于地質差異較大,所以在各個公路橋梁隧道的施工過程中,其孔隙率與滲透系數之間也存在著很大的差別,這樣的話就會使得計算公式失去其作用。而且在實際的施工當中,應當根據施工經驗來對擴散半徑進行計算,然后在依據實際的情況來做調整。
3.4灌漿施工操作
在灌漿的施工操作過程中,主要有四個方面的內容:灌漿壓力、灌漿量、灌漿孔的深度以及灌漿結束的標準。在實際的操作過程當中,要想使得灌漿能夠達到飽和的狀態,就需要在整個地基當中漿液能夠充滿,這樣的話才能夠對最終的灌漿量進行確定;對灌漿的壓力要控制在0.3~0.5MPa的范圍之內,如果有特殊情況發生的話,再依據實際情況進行調整。
4.利用灌漿法對公路橋梁隧道進行加固的技術
4.1灌漿施工前的準備
在進行灌漿施工之前,應當先對材料進行調配,主要的材料有黏土、水泥以及混合砂子,與高分子化學溶劑相結合,在配置灌漿材料的過程中,也可以選擇水泥灰,這樣的話可以使得灌漿的成本大大降低,提高可塑性。在材料配置完成之后,然后需要選擇一定的施工段來進行工作,依據實際發生沉降的情況,對灌漿位置進行合理的選擇,尤其是對于裂縫比較嚴重的地方,應當將灌漿用料增加。
4.2根據實際情況確定施工標準
完善的施工標準是指導工程順利進行的重要基礎,所以在實際的施工過程中,應當按照工程規定的質量標準來進行,對基礎部分進行加固的時候,應當以施工實際為基礎,按照實際情況選擇施工標準,如果車流量比較大的話,就應當對其著重考慮,從而對質量控制方案進行合理的設置。
4.3灌漿法施工工藝分析
在實施灌漿工作的過程中,要保證所有操作人員到場,對隧道施工流程先進行交底,首先是需要做好鉆孔工作;然后再將漿液注入到裂縫當中,并對其封堵;第三是對灌漿材料進行攪拌;第四是灌漿;第五是等待漿液的凝固;最后是封堵灌漿口。在整個施工過程中,要對每一個環節都要落實到位,并且采取有效的措施對施工質量加以控制,從而保證各個施工環境的銜接能夠順利。在鉆孔的過程中,使用的是90mm的鉆頭,為了避免鉆孔過程中出現偏移的情況,應當在鉆頭進入到粉性土層之后,再將導管導入,然后對孔壁做好保護工作,從而保證黏性土的作用能夠有效的發揮。在安放漿管以及孔口封堵的過程當中,應當使用軟橡皮材質的包裹,以免在外力影響下出現漿液外流的情況。在實際灌漿的過程中,應當保證攪拌工作的充分與均勻,并且在攪拌的過程當中對水、泥沙以及煤灰的比例加以注重。在實際的灌漿過程中,應當依據一定的順利來進行操作,一般所采用的措施是自上而下,在灌漿口的位置將漿液緩慢的注入到其中,直到漿液飽滿,待漿液在完全凝固之后,將灌漿口進行封堵,一般情況下,漿液會子啊灌漿結束之后的半個小時之內凝固。在封孔的過程中,要對孔的密封性加以注重,從而保證工程整體施工過程的質量。總而言之,在當前社會發展的過程中,公路橋梁工程的建設越來越多,并對其要求也日益提升。所以,在施工過程中應當選擇有效的施工技術,保證工程的施工質量與進度。文章通過對灌漿法的應用進行了分析,其能夠對工程中存在的裂縫問題有效的解決,降低工程的成本,延長工程的使用壽命,可以大范圍的推廣。
參考文獻:
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[2]趙志勇.公路橋梁隧道施工中灌漿法的應用[J].建筑知識,2016,04:171+254.
[3]彭先祥.公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術的應用[J].城市道橋與防洪,2016,09:176-177+189+18.
公路橋梁是國家的重要基礎設施,是保證各種物資順利流通的咽喉。其一旦受破壞,修復較困難,需要花費大量的人力、物力、財力,并會造成長時間的交通不便。隨著橋梁建設的不斷發展,我國大部分公路橋梁已運營數十年,再加上公路運輸交通量猛增,運輸車輛的載重量加大,大批橋梁的技術狀況已不能滿足行車安全的需要,公路橋梁養護工作任務越來越艱巨。要堅持按“預防為主,防治結合”的原則,做到以橋面養護為中心,以承重部件為重點,采取有力措施,全面加強公路橋梁養護管理工作,進一步提高公路橋梁養護水平和公共服務能力,確保橋梁運行安全,保障公路暢通。
1當前公路橋梁存在的失養問題及原因
1.1 公路橋梁的自然情況
從目前橋梁使用情況看,有許多橋梁特別是中小橋,橋面鋪裝混凝土不同程度損壞,使橋面產生坑槽,影響車輛的正常行駛。一些橋面伸縮縫損壞嚴重,產生橋頭跳車,危及行車安全。有些公路早期修建的時候,橋梁伸縮縫為板式橡膠伸縮裝置,這種伸縮裝置設計結構不合理,抗沖擊性能差,橡膠老化快,螺栓易銹蝕,在車輛作用下,很快就產生破壞。因此,公路橋梁橋頭跳車較為普遍,尤其在一些軟土地基地方更嚴重,給養護部門帶來很大困難。除上述幾種病害以外,還有很多,如輕型橋臺支撐梁破碎、空心板梁翼緣板損壞等。
1.2 管理體制
當前公路橋梁管理體制中的主要弊端是政企不分、效率低下,從總體上看,隨著經濟體制改革的深化,日益暴露,缺乏活力和競爭機制,具體表現在:我國的公路橋梁管理機構,既代表政府擔負著公路管理的行政職能,同時又承擔著公路橋梁養護、施工、設計等生產任務,是政、事、企合一的管理體制。這種體制的弊端是生產按計劃安排,經費按人頭劃撥,大鍋飯、鐵飯碗、高投入、低產出現象十分嚴重, 干部職工的競爭意識、憂患意識比較淡薄。影響了公路橋梁的管理,也影響了生產單位的積極性。
2橋梁養護存在的突出問題
目前,公路養護管理單位普遍存在著養路不養橋、重建不重養的思想,造成橋梁失養,表現在以下幾個方面:1)中小型橋梁出現橋面不清潔、泄水孔堵塞,晴天過車塵土飛揚,雨天橋面積水,車輛過橋時泥漿四濺。2)橋面不平整,行駛車輛顛簸,影響車速,增加橋梁構件的疲勞,縮短橋梁的使用壽命。3)引道路面與橋銜接處不夠平整,導致橋頭跳車,行車不順適,影響車速,降低行車質量,影響橋梁的使用壽命。4)橋梁欄桿殘缺不齊和不及時修復的現象在干線或支線隨處可見,使行駛在橋上的車輛、行人缺乏安全感,降低交通安全舒適度。5)橋梁構件損壞不及時維修。橋梁投入運營后,由于施工中出現的變位、沉陷空洞、裂縫等毛病,在日常養護中沒有及時修補,造成混凝土剝落、鋼筋外露銹蝕、活動支座失去活動能力等,此類毛病不及時處理可能釀成大禍。6)養護難度大,橋梁養護和維修經費不足,橋梁檢測技術力量薄弱。
3橋面板的維修與加固
3.1 橋面板的修補措施
橋面板出現表面碎裂、脫落或洞穴現象后,必須采取局部修復的方法進行維修。修復時,將破損部分全部鑿除再澆筑新混凝土,并注意加強養護。如果橋面板的碎裂和其他損壞特別顯著、混凝土質量或施工狀況特別不良,需重新澆筑新的混凝土橋面板。
3.2 橋面補強層加固法
在舊有混凝土或鋼筋混凝土橋面板上,重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補強層,這種方法稱為橋面板補強層加固法。此法既能修補已出現裂縫、剝離等損壞的橋面板,又能加高原有梁板的有效厚度,增加梁板的抗彎能力,改善鉸接梁板的荷載橫向分布,從而提高橋梁的荷載能力。橋面補強層加固的常用方法有:鋼筋網與混凝土、鋼筋網與膨脹混凝土、鋼纖維混凝土等。
4主梁的維修與加固
4.1 增大截面和配筋加固法
增大截面與配筋加固法,是通過增大構件截面面積或配筋率以提高鋼筋混凝上梁的強度、剛度、穩定性的加固方法。該方法一般采用在梁底面或側面加大尺寸、增配主筋,以提高主梁截面的有效高度,從而達到提高橋梁承載能力的目的。
4.2 外包鋼加固法
外包鋼加固法,即在鋼筋混凝土梁、柱四角或兩角包以型鋼的一種加固方法,有干式外包鋼和濕式外包鋼兩種形式。該方法能夠在基本上不改變原構件截面尺寸的情況下,大幅度地提高其承載力,但用鋼量較大,加固維修費用較高。
4.3 粘貼加固法
粘貼加固法,即在混凝土構件外部用結構膠粘貼鋼板、鋼筋或玻璃纖維布,以提高其承載力和滿足正常使用的一種加固方法。該方法可以提高被加固構件的抗彎、抗剪能力,限制裂縫的發展。這種加固方法施工簡單、快速、材料消耗較少,不影響結構外形,且施工期短,對生產和生活影響小,所以該種加固方法得到廣泛應用,但這種方法對施工工藝要求較高。
4.4 體外預應力加固法
體外預應力加固是指運用預應力原理,在梁的下緣受拉區設置用粗鋼筋形成的預應力拉桿或預應力鋼絲束,通過張拉對梁體產生偏心預應力,在此偏心壓力作用下梁體發生上拱,荷載撓度減小,改善了結構的受力,從而達到提高承載能力的目的。常采用的布筋形式有三種。折線布置(如圖3a)所示)時,體系受力合理,并能減小梁的上拱度,但設計與施工難度大;直線布筋時,設計與施工簡單,摩阻損失小,但存在上拱度較大的缺點;若采用鋼絞線或鋼絲束作為預應力筋時,可采用曲線布筋。
4.5 T梁橋截面轉換加固
簡支T梁橋承載力不足時,將出現橋跨撓度過大、受拉區裂縫過多過寬與裂縫發展過高等一系列剛度不足的現象。對于這類T梁橋,可用T梁截面轉換法進行加固。這種方法較其他加固方法具有幾個特點:能在橋下施工,不影響橋上車輛的正常通行,且加固工作量小,施工方便、快速,工期短,投資省,加固效果顯著,可大幅度提高橋梁的承載能力。
4.6 改變結構體系加固法
不同的結構體系受力特點不同,例如簡支梁的跨中彎矩較同跨徑的連續梁、拱式或剛架式體系要大得多,體系轉換法就是通過改變橋梁結構體系以減少梁內應力,提高承載能力的一種加固方法,這是一種/變被動加固為主動加固0的方法。有四種形式:簡支梁變連續梁、加勁梁式疊合梁加固法、改橋為涵加固法、八字撐架加固法。改變結構體系加固法效果好,但往往要在橋下操作,或設置永久設施,因而影響橋下凈空,適合在不影響通航及橋梁排洪能力的情況下使用。
5結語
公路橋梁的養護是當前公路養護的一個薄弱環節,加強其養護工作,不僅是整個公路養護的組成部分,更重要的是可以盡量減少和避免危及人民群眾生命財產安全、造成巨大損失的事故發生。管理者要及時總結橋梁在運營中易出現的養護問題,即使這些橋梁處于完好狀態,也不能忽視。養護好公路橋梁是每個公路工程技術人員和養護人員的職責。養護人員應不斷更新知識,不斷學習國內外養護先進技術,采取行之有效、科學合理的養護方法為公路建養。
參考文獻
在公路使用的過程中,由于多種因素的影響,需要對處于“差”工作狀態的橋梁進行應急加固處理,而由于應急加固處理工程本身的特殊性,在選擇加固技術時,不僅需要考慮技術本身的使用性能,還需要考慮到技術的便捷性,要求在不中斷交通的情況下,選擇能夠達到加固效果的技術。
一、預應力高強鋼絲繩抗彎加固技術
1、技術簡介
預應力高強鋼絲繩抗彎加固技術是通過在將錨具安裝在梁板兩端底部,再在錨具上張拉已安裝成功的高度低松弛預應力鋼絲繩,從而增強結構抗彎性能,達到加固混凝土結構的加固方法,是一種主動抗彎加固方法。該技術通過對材料的合理應用,能夠解決增大截面加固、粘鋼加固等常用加固方法的工期長、施工繁瑣、增加結構自重等技術缺點,實現對混凝土梁的主動式抗彎加固,大幅度提高混凝土梁開裂荷載和最大承載力,同時延性較好,且對原有結構影響小,二次受力構件加固效果明顯,同時施工成本更低,在各類橋梁應急加固中有著廣闊的應用前景。
2、技術施工工藝
該技術是利錨固于梁底的鋼絲繩的拉力傳遞到待加固混凝土上,從而提高混凝土梁的抗彎承載力,在施工中必須鋼絲繩的錨固必須十分可靠,其施工工藝如下:
制作端部錨具固定端部錨座預應力鋼絲繩下料與擠壓錨頭制作開鑿板端部槽口端部槽口灌注端部錨固砂漿張拉與錨固預應力鋼絲繩澆注端部錨固砂漿和底部防護砂漿
3、施工技術要點
制作端部錨具時需綜合考慮鋼絲繩數、鋼絲繩直徑、其承載的拉力荷載及焊需要等,錨具外側為開口形式,開口寬一般較鋼絲繩直徑寬0.04mm,深度以有效錨固鋼絲繩為宜,錨具的厚度、寬度和長度則分別以焊接需要、受拉力所需強度和梁底寬度確定;固定錨座前,根據設計相關要求對梁底板進行測量放線,確定錨具中心線位置,根據中心線位置進行刻槽后,將刻槽位置打磨成粗糙平面,鉆孔并植入全螺紋螺桿。使用黏鋼膠涂抹在錨固鋼板結合面和混凝土表面,在預定位置黏結鋼板并固定,確保結構膠達到設計強度、鋼板黏貼牢固后可進行下一工序;根據端部錨具間間距和鋼絲繩工作應力計算預估預應力鋼絲繩下料長度,使用同一規格鋼絲繩在無應力狀態下進行現場測量后,確定鋼絲繩精確下料長度。按照設計規格制作擠壓錨頭后,將鋼絲繩穿入錨頭內孔,進行強力擠壓,使其與鋼絲繩成為一體,擠壓錨頭示意如下圖1所示:
圖1 擠壓錨頭示意圖
按照設計要求,測量放線確定端部錨具在梁板上的中心位置后,沿跨度方向鑿出端部槽口,深度與混凝土保護層厚度大致相同;對端部槽口進行鑿毛、清理,使用高強度、粘結性能耗的高性能砂漿灌注端部槽口,保持砂漿面與加固構件底部相齊平;將預應力鋼絲繩一端穿入端部錨具開口,使用張拉器張拉另一端,從中間向兩側對稱張拉,張拉長度滿足兩端端部錨具間距時,將鋼絲繩嵌入錨具開口,錨固擠壓錨頭;使用高強度、高性能環氧砂漿和具有良好延展性的聚合物砂漿在鋼絲繩張拉完畢且可靠固定后,分別涂抹端部錨具和錨具間的鋼絲繩位置梁底,覆蓋錨具和鋼絲繩,完成砂漿涂抹后,使用與梁體顏色相近的涂料涂刷在砂漿表面,以達到美觀的效果。
二預應力預應力碳纖維板(CFRP)加固技術
1、技術工藝流程
公路橋梁應急加固中采用預應力CFPR技術時,施工工藝和質量與加固的效果有著直接的關系,合理的施工工藝和可靠的施工質量是保證加固效果的重要基礎,該技術施工時工藝流程如下所示:
施工前準備損壞部位復原底涂作業補平作業下層粘接樹脂作業粘貼碳纖維片貼片表面處理加工。
2、施工技術要點
施工前做好現場勘察、施工設計等,敲除需修補部位的混凝土水泥表面脆弱部分,鑿除混凝土表面剝落、空鼓、腐蝕等出現劣化現象的部位,劣質層較大的部位鑿除后使用水泥砂漿進行修復,去除需修補部位的表層污垢,對轉角粘貼處進行倒角處理,并打磨成圓弧狀,保證需修補部位表明的干燥清潔;將主劑、硬化劑按照一定的比例均勻調和后進行底涂作業,自然風干,1~2d后膠固化后進行下一工序施工;對于不平的部位使用膠進行補平作業,確保混凝土表面平整;使用特定的環氧樹脂直接均勻涂抹在混凝土下層表面,按照施工設計要求的尺寸和層數剪裁碳纖維布,由上而下、由左而右地粘貼碳纖維布。
三、體外預應力加固技術
1、技術工藝流程
體外預應力加固的方法有水平拉桿法、下撐式拉桿法和組合式拉桿法,以下撐式拉桿法為例,其工藝如下圖2所示:
圖2 體外預應力下撐拉桿加固法
施工工序流程為:施工前準備定位防線預應力鋼筋的制作與安裝端部錨板安裝張拉預應力鋼筋防火防腐處理
2、施工技術要點
施工前對需加固部位進行清潔處理,按照施工設計要求,測量定位放線,確定梁端轉向塊、拉緊螺栓及鋼筋變折點的位置;根據施工設計要求將預應力鋼筋調直后彎折成型,安裝并錨固固定;對端部模板進行鉆孔,并使用高壓氣流清孔后,使用結構膠灌注,埋入螺栓,安裝錨板后擰緊螺母,使用結構膠嵌填錨板和混凝土連接界面;采用分級張拉的方法對預應力鋼筋進行張拉,橫向張拉前,先向外側敲緊轉折點處的支撐墊板,初步張拉后,再橫向施加預應力。縱向張拉時采用量測預應力筋中距的辦法控制各跨預應力張力保持一致,應力達到要求后,固定螺栓;張拉完成后,使用涂刷防火防腐涂料的方法對表面進行防火防腐處理,并使用C30強度混凝土進行包裹。
四、結束語
隨著科技水平的不斷提高,公路橋梁工程應急加固中的預應力技術也得到不斷的完善和發展,新型預應力加固技術不僅能夠恢復構件的整體性和剛度,保證橋梁的使用性能和耐久性,提高結構承載力,也有利于減少材料使用量,降低加固工程造價。
參考文獻:
一、碳纖維板(CFRP)加固
(一)加固技術。預應力CFRP加固技術主要是針對CFRP加固與體外預應力加固技術的缺陷,綜合兩種技術優勢的加固技術,在對CFRP施加預應力后,能增強橋梁結構的承載力,提高構建抗彎承載力,節省材料,節約維護費用。該技術施工簡便迅速,施工時只需將修補部位混凝土表面打磨平整、清潔表面、涂樹環氧樹脂,將CFRP粘貼后再涂一層環氧樹脂,自然養護,即可完成施工,一般適用于構件表面較平整的拉桿對構件或其局部進行加固。
(二)工藝流程。高速公路橋梁應急加固中采用預應力CFPR技術時,施工工藝和質量與加固的效果有著直接的關系,合理的施工工藝和可靠的施工質量是保證加固效果的重要基礎,流程準備:施工前準備損壞部位復原底涂作業補平作業下層粘接樹脂作業粘貼碳纖維片貼片表面處理加工。
(三)技術要點。施工前做好現場勘察、施工設計等,敲除需修補部位的混凝土水泥表面脆弱部分,鑿除混凝土表面剝落、空鼓、腐蝕等出現劣化現象的部位,劣質層較大的部位鑿除后使用水泥砂漿進行修復,去除需修補部位的表層污垢,對轉角粘貼處進行倒角處理,并打磨成圓弧狀,保證需修補部位表明的干燥清潔;將主劑、硬化劑按照一定的比例均勻調和后進行底涂作業,自然風干,1~2d后膠固化后進行下一工序施工;對于不平的部位使用膠進行補平作業,確保混凝土表面平整;使用特定的環氧樹脂直接均勻涂抹在混凝土下層表面,按照施工設計要求的尺寸和層數剪裁碳纖維布,由上而下、由左而右地粘貼碳纖維布。粘貼碳纖維布時盡可能避免受力方向搭接,若施工需要,則搭接程度不得
二、體外預應力加固技術簡述
(一)技術簡介。是當前舊橋加固中應用廣泛的一種較新型的橋梁加固技術,特別適用于跨徑預應力混凝土連續箱梁和連續丁構箱梁橋的加固。但由于體外索布置在截面外,防腐、保護易受外界的影響,局部及轉向區域容易產生應力集中,對錨固的施工要求較高,體外索張拉力較小,對錨具及夾片要求高,且體外預應力筋與混凝土變形不一致,易造成預應力損失,正逐漸被更新型的預應力CFRP加固技術和預應力高強鋼絲繩抗彎加固技術所取代。
(二)技術工藝流程。體外預應力加固的方法有水平拉桿法、下撐式拉桿法和組合式拉桿法,施工工序流程為:施工前準備定位防線預應力鋼筋的制作與安裝端部錨板安裝張拉預應力鋼筋防火防腐處理
(三)施工技術要點。施工前對需加固部位進行清潔處理,按照施工設計要求,測量定位放線,確定梁端轉向塊、拉緊螺栓及鋼筋變折點的位置;根據施工設計要求將預應力鋼筋調直后彎折成型,安裝并錨固固定;對端部模板進行鉆孔,并使用高壓氣流清孔后,使用結構膠灌注,埋入螺栓,安裝錨板后擰緊螺母,使用結構膠嵌填錨板和混凝土連接界面;采用分級張拉的方法對預應力鋼筋進行張拉,橫向張拉前,先向外側敲緊轉折點處的支撐墊板,初步張拉后,再橫向施加預應力。縱向張拉時采用量測預應力筋中距的辦法控制各跨預應力張力保持一致,應力達到要求后,固定螺栓;張拉完成后,使用涂刷防火防腐涂料的方法對表面進行防火防腐處理,并使用C30強度混凝土進行包裹。
三、高強鋼絲繩抗彎加固技術
(一)技術簡介。預應力高強鋼絲繩抗彎加固技術是通過在將錨具安裝在梁板兩端底部,再在錨具上張拉已安裝成功的高度低松弛預應力鋼絲繩,從而增強結構抗彎性能,達到加固混凝土結構的加固方法,是一種主動抗彎加固方法。包括待加固混凝土構件、加固系統、高強鋼絲繩防護系統等,該技術通過對材料的合理應用,能夠解決增大截面加固、粘鋼加固等常用加固方法的工期長、施工繁瑣、增加結構自重等技術缺點,實現對混凝土梁的主動式抗彎加固。國內有關簡支板橋梁應用預應力高強鋼絲繩抗彎加固技術的動靜態性測試表明,預應力鋼絲繩加固可顯著提高剛度、減小撓度。在各類橋梁應急加固中有著廣闊的應用前景。
(二)技術施工工藝。該技術是利錨固于梁底的鋼絲繩的拉力傳遞到待加固混凝土上,從而提高混凝土梁的抗彎承載力,在施工中必須鋼絲繩的錨固必須十分可靠,施工工藝:制作端部錨具固定端部錨座預應力鋼絲繩下料與擠壓錨頭制作開鑿板端部槽口端部槽口灌注端部錨固砂漿張拉與錨固預應力鋼絲繩澆注端部錨固砂漿和底部防護砂漿
(三)施工技術要點。制作端部錨具時需綜合考慮鋼絲繩數、鋼絲繩直徑、其承載的拉力荷載及焊需要等,錨具外側為開口形式,開口寬一般較鋼絲繩直徑寬0.04mm,深度以有效錨固鋼絲繩為宜,錨具的厚度、寬度和長度則分別以焊接需要、受拉力所需強度和梁底寬度確定;固定錨座前,根據設計相關要求對梁底板進行測量放線,確定錨具中心線位置,根據中心線位置進行刻槽后,將刻槽位置打磨成粗糙平面,鉆孔并植入全螺紋螺桿。使用黏鋼膠涂抹在錨固鋼板結合面和混凝土表面,在預定位置黏結鋼板并固定,確保結構膠達到設計強度、鋼板黏貼牢固后可進行下一工序;根據端部錨具間間距和鋼絲繩工作應力計算預估預應力鋼絲繩下料長度,使用同一規格鋼絲繩在無應力狀態下進行現場測量后,確定鋼絲繩精確下料長度。
按照設計要求,測量放線確定端部錨具在梁板上的中心位置后,沿跨度方向鑿出端部槽口,深度與混凝土保護層厚度大致相同;對端部槽口進行鑿毛、清理,使用高強度、粘結性能耗的高性能砂漿灌注端部槽口,保持砂漿面與加固構件底部相齊平;將預應力鋼絲繩一端穿入端部錨具開口,使用張拉器張拉另一端,從中間向兩側對稱張拉,張拉長度滿足兩端端部錨具間距時,將鋼絲繩嵌入錨具開口,錨固擠壓錨頭;使用高強度、高性能環氧砂漿和具有良好延展性的聚合物砂漿在鋼絲繩張拉完畢且可靠固定后,分別涂抹端部錨具和錨具間的鋼絲繩位置梁底,覆蓋錨具和鋼絲繩,完成砂漿涂抹后,使用與梁體顏色相近的涂料涂刷在砂漿表面,以達到美觀的效果。
中圖分類號U44 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)108-0164-02
公路橋梁是交通運輸系統的重要組成部分,在交通運輸過程中起著非常重要的作用。它溝通了各個地區之間的經濟聯系,決定了交通系統的荷載和流量。近年來,隨著我國交通運輸業的不斷發展,物流行業的發展以及人民生活水平的提高,行車密度及車輛載重越來越大,使人們對公路橋梁的質量和性能提出了更高的要求,對現代橋梁的施工質量和使用壽命逐漸關心起來。公路橋梁投入使用一定時間后,常常由于設計和施工的欠缺而出現一些缺陷。這些缺陷使公路橋梁交通運輸的質量和效率降低,埋下極大的安全隱患,甚至威脅到人們的生命財產安全。如果不采取科學合理的措施對公路橋梁進行維護與加固,將可能影響到整個交通系統正常運行,甚至造成交通運輸的中斷。本文分析混凝土橋梁結構表層缺陷、混凝土構件裂縫缺陷等公路橋梁缺陷及其產生原因,并對相關的加固修復技術進行探討。
1 混凝土橋梁結構表層缺陷及產生原因
混凝土橋梁結構表層缺陷主要可分由施工不當等人為因素引起和自然因素引起為兩種,其中,施工不當等人為因素引起的缺陷主要有蜂窩、露筋、麻面、空洞等;自然因素引起的有磨損、銹蝕、老化、剝落等。
由人為因素引起橋梁缺陷的影響因素繁多且十分復雜,如水泥、骨料、脫模劑、模板等材料的質量、品種、配比;施工中的各項措施和工藝如混凝士拌制、運輸及入模方式、澆筑方式、拆模時間長短和施工縫處理工藝與方法等均有可能出現失誤而導致缺陷的產生。
在施工中,混凝土灌注過程中振搗不到位,分層灌注時違規操作,或在混凝土運輸時,由于沒有進行相應的保護措施滲入泥塊和雜物;以及混凝土離析,模板縫隙不嚴,水泥砂漿流失等因素均可使混凝土橋梁結構表層出現麻面。在進行混凝土橋梁結構施工時,模板縫隙未堵嚴、支設不牢固或振搗棒碰及模板而使模板移位;鋼筋過密、石子扣在鋼筋下,使水泥漿不能充滿鋼筋周圍,或鋼筋墊塊漏放、墊塊少而使鋼筋緊貼模板,以及保護層處混凝土振搗未能達標都可能產生露筋現象。模板表面粗糙不干凈,粘有干硬水泥漿等雜物;脫模劑涂刷不勻或選用脫模劑不當;模板拼縫不嚴局部漏漿;混凝土振搗不密實或分層厚度控制不好,出現漏振而使氣泡未能排出等都會導致空洞。此外,混凝土配合比不當、下料不準確,造成砂漿少石子多或混凝土攪拌時間短拌和不均勻;石子成堆混凝土一次下料過多,未分層振搗等都是導致缺陷產生的因素。
自然因素引起的缺陷主要是由于公路橋梁在使用過程中受到自然因素的影響,如雨水浸入導致鋼筋銹蝕膨脹引起剝落,在嚴寒地區冰凍及干濕交替循環作用,或者受到具有侵蝕性水溶劑的化學侵蝕等。
2 混凝土構件裂縫缺陷及產生原因
橋梁混凝土裂縫及其危害是一個世界性的問題。橋梁工程中易出現的混凝土構件裂縫有以下幾種:溫度變化產生的裂縫;混凝士收縮引起的網狀裂縫;下緣受拉區的裂縫、施加預應力引起的裂縫有先張法梁梁端錨固處的裂縫、后張法梁梁端錨固處的裂縫;使用荷載、運梁不當引起的裂縫;臺座施工時或基礎使用時變形引起的裂縫。混凝土構件的裂縫將產生非常嚴重的后果,如不及時處理將對橋梁的使用壽命產生影響,嚴重者將造成橋塌、車毀、人亡事故。
混凝土結構產生裂縫的原因較多,無論是前期的勘察、設計、施工的具體環節,還是在建造完成后存在不當的使用如超荷載等,均有可能導致產生混凝土構件裂縫。裂縫的產生原因從技術層面來看大致可分為兩類,一是由外荷載引起的裂縫,稱為結構性裂縫。二是混凝土自身應力形成的裂縫,即非結構性裂縫。裂縫產生的主要還與以下四個因素有關:材料性質有關的因素,如水泥的反常凝固和反常膨脹;施工有關的因素,如混合料攪拌不均勻,振搗不充分、施工縫處理不當等;環境條件有關的因素,如濕度的變化,構件內外溫度的差異、高溫熏烤、化學腐蝕等;構造、超過設計荷載以外的荷載,截面尺寸及鋼筋用量不足等。
3 橋梁墩臺常見缺陷
橋梁墩臺基礎在常年使用過程中,除了承受上部構造荷載外,還將承受土壓力,風力,冰壓力和浮力等等各種力的作用,混凝土收縮干燥、內外部溫差、氣溫劇烈變化、日照影響而產生的溫度拉應力或是由于凍脹、下沉或外傾而產生開裂等均有可能致使橋梁墩臺基礎出現問題;另外,由于過橋車輛的日益重型化,密集化,使墩臺基出現了不同程度的損壞,產生各種裂縫,如墩臺網狀裂縫、從基礎向上發展至墩臺上部的裂縫、翼墻和前墻斷裂的裂縫、由支承墊石從下向上發展的裂縫、橋墩墩帽順橋軸線橫貫墩帽的水平裂縫等等。
4 加固修復技術
公路橋梁產生的大部分缺陷主要是由施工不當導致的,比如蜂窩和空洞的形成就是因為違規操作,未經過充分振搗就繼續灌注所導致,一般情況下只要在施工過程中嚴格要求,注重材質,是完全可以避免這些缺陷的。當這些缺陷出現的時候,常見的補救方法根據具體情況的不同,采用科學合理的方法進行修補。比如可采用橡膠管注入器將采用新型的材料樹脂注入到縫中,使其恢復結構強度;對坑洼、麻面等缺陷,可采用樹脂砂漿鏝抹;對于載荷過高等問題,可采用鋼板貼合、增設桁梁等方法恢復或提高構件強度,增加承載力。對砼構件的缺損應用聚合物改性材料修補,以防鋼筋銹蝕或進一步損壞。
公路橋梁橋面板損壞的維修方法有修補施工法、加蓋板施工法,支架施工法等。噴射鋼纖維砂漿,焊接鋼筋網并噴射鋼纖維混凝土或鋼纖維砂漿進行底面加固;采用鋼筋混凝土加厚或鋼纖維混凝土加厚、聚合物混凝土加厚、膨脹混凝土加厚等并在接合處鑿毛處理加錨固鋼筋進行頂面加固。還可采用刻槽封閉或鑿槽嵌補方法,加配鋼筋修補法,用柔性表面封閉法修補裂縫,灌漿封閉裂縫修補法等處理橋梁墩臺常見缺陷。
5 結論
任何一座公路橋梁的使用過程中,或多或少都帶有一定程度的缺陷,而造成橋梁缺陷的成因有很多種。如不加以處理,缺陷將越來越嚴重,最終危及到橋梁的安全。在對公路橋梁缺陷進行處理時,首先必須深入分析造成公路橋梁缺陷的具體原因,采取科學合理的技術手段對公路橋梁缺陷進行修復加固;更重要的是從設計、施工中去預防缺陷的發生,認真做好建設階段各個過程的質量控制,徹底地改觀這些常見缺陷的出現頻率以及影響程度。
參考文獻
[1]徐曉光,李曉東.公路橋梁混凝土構件常見外觀缺陷及防治措施[J].中國高新技術企業,2011(36).
中圖分類號: K928 文獻標識碼: A
引言:橋梁作為公路的重要組成部分,是交通運輸的樞紐,隨著交通運輸量的提高,行車密度以及車輛載重越來越大,橋梁在交通工程中發揮的重要性與日俱增。當它投入使用一定時間后,往往由于設計的局限和施工的欠缺,使其難以適應日益繁重的交通量,而且隨著運輸設備的高速發展和車輪負載的不斷增長,使橋梁常常處于超負荷運行的狀態,從而逐步成為交通運輸線上的“瓶頸”。為此,本文針對橋梁在處于超負荷運行狀態時成為交通運輸的“瓶頸”這一難題,剖析橋梁缺陷成因,存在問題的部位和主要解決的問題。
1.公路橋梁加固的重要性
1.1在公路橋梁使用期間內,任何橋梁都會成為舊橋。早期修建的橋梁,由于當時人們對鋪裝功能、病害認識有限,往往存在配筋偏小,鋼筋直徑過細,鋪裝與承載構件的界面連續不牢靠等問題。由于橋梁是建在大地上的特殊產品,不僅受自然環境的影響(如大氣腐蝕、溫度、濕度變化等),而且還受到使用環境的影響,難以避免產生損壞現象。這使橋梁的維修、養護、加固、改造已成為必然。
1.2從經濟上分析,橋梁加固可以節省大量投資,收到良好的社會經濟效益。采用適當的加固技術和拓寬措施,不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費用;而且對現有交通運輸影響有的甚至可以在不中斷交通的情況下完成,早期設計施工的高速公的橋梁在長期大交通量、重荷載的運營情況下大部分出現了病害;同時也恢復和提高了舊橋的承載能力及通行能力,延長橋梁的使用壽命,滿足現代化交通運輸的需求。
1.3同時橋梁的改造和加固,不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務水平,而且在更大程度上能夠消除交通安全隱患。從發展中分析,舊的公路橋梁加固有利于促進橋梁建設的可持續發展。既滿足現代人的需求以不損害后代人滿足需求的能力,使經濟、社會、資源和環境保護協調發展。
2.混凝土橋梁結構表層缺陷及產生原因
2.1蜂窩:形成這一現象的原因主要是由于施工不當而引起的。通常在進行澆筑混凝土過程中,由于振搗不均勻,很容易引起混凝土產生氣泡、蜂窩等。另外,還有在分層灌注混凝土時沒有按照相關規定進行,模板在安裝過程中不嚴實,水泥砂漿在澆筑中流失等原因都會使混凝土出現蜂窩的現象。
2.2露筋:在施工過程中,在澆筑過程中,鋼筋與模板相隔太過密切,施工人員在使用振搗器或者振搗棒過程中就越加小心翼翼,以致于混凝土振搗不夠巖石,從而產生露筋的現象,其主要原因是施工人員沒有保證施工的質量。
2.3麻面:在施工過程中,模板在安裝之前通常是需要對其進行濕潤處理的,但是如果安裝時,模板的含水量不夠,這樣就會使建筑物的表面混凝土的水分被模板所吸收,從而產生麻面的現象。
2.4空洞:由于建筑結構中鋼筋的分布相對較為密集,在進行澆筑混凝土過程中往往會被鋼筋所限制,而施工人員由于不夠細致,對混凝土振搗不足,這就會引起漏漿現象,使混凝土產生空洞。
2.5磨損:在拌制混凝土過程中,由于用料成分不合理,細骨料太多,以致于混凝土的強度沒有達到設計的要求,此時,當車輛經過長期的碾壓或者水流的沖刷,極大程度上造成橋梁的磨損。
2.6銹蝕、老化、剝落:在采用混凝土敷設保護層過程中,由于保護層過薄,以致于橋梁出現裂縫。如果沒有對齊進行修護,當雨水浸入到裂縫中式,就會使鋼筋因銹蝕而剝落。
3.公路橋梁的加固措施
3.1橋面鋪裝病害維修加固方法
3.1.1局部挖補:對于橋面鋪裝層局部的坑槽唧漿,可以采用局部挖補的維修措施。
3.1.2 對于鋪裝層損壞嚴重的,采用鋪裝層改造處理:①剔除原橋面鋪裝層至梁頂,并清理干凈;②加厚水泥混凝土鋪裝層,一般采用15cm厚C40防水水泥混凝土;③布設雙層橋面鋼筋網。④植筋。在梁頂植筋,與鋼筋網焊接;⑤增設橋面防水層。在放水層施工前對水泥鋪裝進行鑿毛處理,要保證鑿毛質量,以水泥混凝土露出粗骨料為準,之后清理干凈;⑥攤鋪4~5cm厚AC-13改性瀝青混凝土。
3.2伸縮縫病害維修加固方法
伸縮縫更換與新建橋梁伸縮縫安裝方法基本相同,這里主要介紹不同點:①剔除原有混凝土要徹底,不能有松散的混凝土,鋸縫時應注意要把瀝青混凝土路面切透,以免開槽時縫處的瀝青混凝土有松動;②錨固鋼筋的處理。盡量保留原梁體的預埋鋼筋,但是維修更換中,能夠利用的鋼筋較少,這就要通過植筋補齊,植筋一般采用φ16二級鋼筋,要保證植筋深度和強度;③增設鋼筋網。④橋面鋼筋網伸入到伸縮縫混凝土中,并與伸縮縫錨固環焊接。
3.3混凝土梁體裂縫維修加固方法
當裂縫寬度在超限范圍以內時,通常采用裂縫封閉方法進行處理,在這里我重點介紹下當裂縫寬度超限時,裂縫的處理方法。
3.3.1粘貼鋼板法:采用環氧樹脂或建筑結構膠,將鋼板直接粘貼在被加固的鋼筋混凝土結構物的受拉區或抗剪薄弱部位,使之與被加固結構物形成整體共同受力,以提高結構的剛度,改善其受力狀態,限制裂縫的開展,提高結構的承載力。
粘貼鋼板工藝流程如下:鋼板制作基底處理卸荷配膠粘貼固定及加壓固化檢驗防腐處理。其中基底處理十分關鍵,它關系到鋼板與被加固混凝土梁體之間的粘結是否牢靠,兩者是否能共同工作。
3.3.2粘貼纖維法:它是利用樹脂類粘結材料將纖維布(片材)粘貼于混凝土表面,利用其良好的抗拉性能達到結構修補加強的目的。
3.4上部結構橫向聯系病害維修加固方法
3.4.1 板梁鉸縫:對于板梁鉸縫損壞、單梁受力的情況,我們通常采取剔除損壞的鉸縫混凝土,在鉸縫內加設鋼筋,同時在相鄰板梁間植筋使之彼此連接,然后重新澆注高標號的混凝土。
3.4.2 T梁橫隔板:T梁橫隔板病害多出現在干接頭形式中。
3.4.2.1 干接頭改造。我們通常的做法是將干接頭改造成濕接頭。做法是首先鑿除干接頭一定范圍內的混凝土(視橫隔板尺寸而定),然后利用與原橫隔板鋼筋同規格的鋼筋將開焊、斷裂的鋼筋進行焊接,同時在橫隔板下緣再適當增加受力鋼筋,然后吊模澆筑水泥混凝土灌漿料(其有免振、快硬、高強的特點)。
3.4.2.2 橫向預應力。顧名思義,就是在橫隔板處,沿橫橋向方向施加一定的預應力,以抵抗過大的彎矩。首先在橫隔板處的T梁腹板下緣打孔,穿過螺紋鋼筋或鋼絞線,設置鋼墊板,利用千斤頂等施加設計的預應力,使用錨具進行固定,最后利用環氧砂漿或聚合物砂漿對外露的鋼材進行防腐保護,完成對T梁橫隔板的加固。
4.結束語
造成橋梁缺陷的成因有很多種,通常都會因為混凝土的施工不當、振搗不足而引起橋梁路基沉降或者變形。隨著社會經濟的發展,物流運輸業也得到相應的發展,此時,大中型運載車輛以及汽車對于橋梁的碾壓也就會造成一定的缺陷,長此以往,就會使得橋梁嚴重變形或沉降。如果政府各部門不及時對其進行養護,就會造成交通堵塞,引起各種各樣的問題。本文介紹的修復加固技術,通過多次試驗,已經取得非常好的成績,運用在橋梁當中以作維修之用是可行的。
參考文獻:
中圖分類號:U412.36+6 文獻標識碼:A
一、前言
橋梁維修加固的基本概念
養護維修是一項經常性的工作。一發現橋梁產生小的缺陷,就必須及時處理,由養護部門對缺陷進行修理,日常的養護維修對于防止缺陷的產生和擴大具有積極的意義,補強是通過對橋梁構件和重大病害進行徹底整治來提高整座橋梁承載能力作用的加固,稱為永久性的加固。為了維持臨時通車而采用的臨時加大,稱為臨時性的加固,對舊橋進行拓寬,升高橋面.改橋為涵,全部更換橋梁主要承重構件等工作一般稱為橋梁的改建。
二、橋梁病害成因分析
1、單板受力
單板受力是由于橋面鋪裝破壞,板間鉸縫被剪斷,梁板間橫向連接失效所致,當重車通過單板受力梁板時,使其與兩側梁板上下錯動,形成“臺階現象”。單板受力病害的主要成因為:設計鉸縫的形式不夠合理,鉸縫混凝土的澆注質量難以保障,其抗剪效率不高;設計沒有慮及鉸縫混凝土自身的收縮作用,沒有足夠重視新舊混凝土間粘結力的弱化作用;鉸縫鋼筋布置太少,頂板連接鋼板抗力不足,使得橋梁橫向抗剪能力弱;水泥混凝土橋面鋪裝層偏薄,橫向傳遞荷載能力較差;運營中,重車荷載反復作用于行車道部位,致使梁板間鉸縫受力過大,引起鉸縫病害的出現;雨水和除雪鹽對混凝土的腐蝕,尤其是混凝土的凍融,使得鉸縫更易破壞。另外,對于中小跨徑橋梁梁高小,致使鉸縫受剪面積小,受剪應力大,剪切效應更為顯并,因此單板受力病害發生在中小跨徑橋梁的幾率最高。
2、鋼筋銹蝕
鋼筋銹蝕是影響橋梁結構壽命和安全的一個重要因素。鋼筋銹蝕主要是發生了電化學反應。鋼筋表面致密的氧化膜可使鋼筋免受銹蝕。氧化膜的破壞直接導致了銹蝕的發生。混凝土的“碳化”、大氣污染以及混凝土過高的cl一含量都使得混凝土中pH值下降,鋼筋表面氧化膜處于酸性環境中,逐漸被腐蝕,這樣氧化膜便被破壞了。我國很多地區,因工業污染形成的“酸雨”普遍存在,為橋梁中鋼筋的銹蝕提供了合適的外部環境。鋼筋發生銹蝕時,銹蝕部分的體積可膨脹至原體積的10倍以上,從而對周圍混凝土形成擠壓,造成混凝土開裂、剝落,使截面有效尺寸減小,導致結構承載力下降。銹蝕的直接后果是鋼筋截面積減小,對于以鋼筋作為抗拉材料的混凝土橋梁來說,截面積的減小會直接影響結構的抗彎能力。
3、混凝土開裂
混凝土開裂的成因復雜而繁多,一般由荷載、溫度變化、基礎變形、鋼筋銹蝕、施工材料質量等因素引起的,甚至是多種因素相互影響,現對鋼筋砼簡支梁橋梁體結構裂縫的種類及成因作如下總結:
(1)網狀裂縫。此種裂縫能發生在各種跨度的梁上,裂縫比較細小,寬度約0.03~0.05mm,用手觸及有凸起感覺,其多為砼收縮所引起的表面龜裂,也即當砼表層水分損失快,內部損失慢,產生表面收縮大,內部收縮小的不均勻收縮,表面收縮變形受到內部砼的約束,致使表面砼承受拉力,當表面砼承受的拉力超過其抗拉強度時,產生龜裂,進一步致使網狀裂縫出現。
(2)下緣受拉區的裂縫。此種裂縫多發生于橋梁跨中部,梁跨度越大,裂縫越多,其自下翼緣向上發展,至翼緣與梁肋相接處停止,裂縫間距約0.1—0.2m,寬度約為0.03~0.1mm,其多為砼收縮和梁受擾曲所致。
(3)腹板上的豎向裂縫。該裂縫為最常見也較為嚴重的一種裂縫。當跨徑大于12m時,其裂縫多處于薄腹部分,在梁的半高線附近裂縫跨度較大,一般在0.15~0.3mm;當梁跨徑小于10m時,其裂縫較細小,且多數裂縫系由梁肋向上延伸,越上越細,上端未到腹板頂部,其成因多系設計不當、施工質量差、養護不及時或溫度及環境條件不良的影響所致。
(4)腹板上的斜向裂縫。該裂縫是鋼筋砼梁中出現最多的一種裂縫,且多在跨中兩側,離跨中越遠傾斜角越大,反之越小,傾斜角在150~450之間,第一道裂縫多出現在距支座0.5m~1.0m處,裂縫寬度一般在0.3mm以下,該種裂縫的產生多為設計上的缺陷,即主拉應力較計算大,使得砼不能負擔而導致裂縫產生,而施工不良又會加快裂縫的產生和發展。
(5)梁側水平裂縫。該種裂縫多因施工不當引起,如分層灌筑時,間隔的時間太長等。
(6)梁底縱向裂縫。該種裂縫多因砼保護層過薄或摻入氯鹽等速凝劑所致。
三、橋梁上部結構加固處理
1、處理裂縫的施工工藝
處理裂縫的施工工藝,其基本思想為灌漿的方法。當裂縫的寬度大于等于0.18 mm時,要對裂縫采用灌漿的方式進行補縫,A級環氧灌縫膠是在裂縫處理中常用的灌漿膠,常用的儀器是T型活塞式彈力補縫器,具體方法是首先將TQ型注漿嘴的位置定位好,分布于裂縫中,對其進行裂縫的補救,將T型活塞式彈力補縫器的TQ型注漿嘴插入到A級環氧灌縫膠中,對活塞進行控制,吸入灌縫膠,再通過手環來控制活塞,使漿液注入到裂縫中去,按照這樣的順序對每個裂縫都灌漿完畢后,次日的任務就是對裂縫的表面進行清理和美化了。
2、處理黏貼鋼板的施工工藝
處理黏貼鋼板的施工工藝從兩方面人手,一方面是對待加固混凝土基面的處理,另一方面是對鋼板的處理:首先,要對待加固混凝土基面進行清理,把破碎部分全部清除掉,然后,將基面鑿平,再用化學物質丙酮擦一遍,確保基面的整潔;同樣,用化學物質丙酮在鋼板表面擦拭一遍后,再涂上一層環氧樹脂薄漿,準備就緒后,可以用沖擊電鉆分別對待加固混凝土基面和鋼板進行鉆孔。
四、高速橋梁下部結構的加固方法
1、擴大基礎加固法
擴大橋梁基礎底面積的加固方法,稱為擴大基礎加固法。此法適用于基礎承載力不足或基礎埋深太淺,又是磚石或混凝土剛性實體式的情況。擴大基礎底面積應由地基強度驗算確定。當地基強度滿足要求而缺陷僅僅表現為不均勻沉降變形過大時,采用擴大基礎底面積的方法加固,主要由地基變形計算來加以選定。
2、增補樁基加固法
當橋梁墩臺基底下有軟臥層,墩臺發生沉陷,或墩臺采用樁基礎,而樁的深度不足,或由于水流沖刷等原因使樁發生傾斜,這些病害都直接影響橋梁結構的正常使用和服務年限。對此,采用增補樁基加固法是一種常用而且有效的方法。這種加固法是在樁式基礎的周圍補加鉆孔樁或打人鋼筋混凝土預制樁擴大原承臺,以此提高基礎的承載力,增強基礎的穩定性。
3、鋼筋混凝土套箍或護套加固法
當橋梁墩臺由于基礎埋置深度不夠,或因施工質量控制不嚴等原因,導致墩臺開裂破損時,有時會出現貫通裂縫,可采用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進行加固。加固時,一般在墩身上、中、下分設三道圍帶,其間距應大致相當于橋墩側面的寬度。每個圍帶的寬度根據裂縫的情況和大小而定,一般約為墩臺高度的1/10,厚度采用10~20cm。當墩臺損壞嚴重,如有嚴重裂縫及大面積表面破損是、風化和剝落時,則可采用圍繞整個墩臺設置鋼筋混凝土護套的方法進行加固。
4、橋臺新建輔助擋土墻加固法
由于橋臺臺背水平土壓力過大,引起橋臺傾斜,應設法采取平衡橋臺后壁土壓力的處理方法,在臺背之后加建一擋墻,以抵御過大的壓力。
5、墩臺拓寬法
利用舊橋基礎,加寬墩臺蓋梁挑出的懸臂部分,以便安裝加寬的上部結構,此種情況只加寬墩臺上部的蓋梁,墩臺身和基礎則不需加固。采用此法加寬墩臺時,舊橋墩臺基礎必須完好、穩定,且需經過承載力驗算后才能采用。否則,應在老橋的墩臺旁重新澆筑拓寬部分的墩臺及基礎。
結論
橋梁養護維修的目的是為保持橋梁結構物經常處于良好的工作狀態,延長其使用壽命。因此,橋梁養護維修應貫徹“預防為主、防治結合”的原則,結合橋梁病害特點和實際的技術狀況,在提高結構安全性和耐久性,充分發揮結構使用效能的同時,最大限度的延長橋梁結構的使用年限。
中圖分類號: U448 文獻標識碼: A
引言:公路工程中道路橋梁的施工是一項系統的、復雜的工程,其施工質量的好壞直接影響著公路工程的最終形成質量和使用性能。因此,必須將施工技術作為整個工程施工中的重中之重,最大限度的減少施工技術出現問題。但是,由于行車荷載量和行車數量越來越大,加上自身結構自重、自然環境的影響,使得道路橋梁承受的荷載量很容易超限,進而引起橋梁病害的出現,所以,必須采取必要的加固措施將橋梁病害最大限度的降低,延長橋梁的使用壽命。
一、公路工程中道路橋梁的施工技術
1、混凝土施工技術
混凝土施工最主要的程序就是混凝土的攪拌、澆筑和振搗。道路橋梁混凝土需使用鋼纖維混凝土,對于鋼纖維混凝土的攪拌,應先投水泥,再投粗骨料,最后投鋼纖維,先干拌再濕拌,采用強制式的攪拌機攪拌,確保攪拌的均勻,避免出現結團。對于鋼纖維混凝土的振搗,最好用平板型振動器,若用振搗棒振搗,鋼纖維要縱向集束排列,從而抵抗板的各種應力與荷載之間的傳遞。
2、路基排水施工技術
一般來說,水對道路橋梁具有沖刷、侵蝕的作用,這樣就使路基病害的發生率大大增加,因此,必須做好道路橋梁路基排水工作。路基排水可分為地面排水、路面排水。地面排水可通過設排水溝、排水管、邊溝、截水溝等方法進行,并采用漿砌片石的加固方法來鋪砌防護。路面排水可分為集中排水和分散排水,其主要作用是排除降水從而減少水滲入路面后對路
基邊坡的沖刷;集中排水可在路肩的外側設置混凝土預制板或者現澆攔水袋,分散排水可通過設置排水溝、排水管的方法進行,需注意的是必須對路肩以及邊坡進行硬化和加固處理。
3、道路橋梁過渡段的施工技術
對于道路橋梁過渡段的施工,必須做好路段施工填料的選擇,對可能用于施工的填料進行實驗比,對比后從優選擇。對比試驗方法為:對填料的液限性和塑性進行測定;用同一種壓
實機具對不同的填料進行壓實,分析填料壓實變數和松鋪厚度之間的關系,從而獲得各種填料的技術指標,選擇最為合適的填料作為橋梁過渡段的填料;考慮到經濟因素,可選用本地填料,必須保證填料的滲水性能良好。確定調料后,按照設計填土,在分層填筑的時候,要對每一層填料進行壓實,壓實厚度不應大于15 厘米。由于土壤碾壓用的是壓路機,所以必須在保護臺身的前提下使壓實度達到標準。
4、道路橋梁施工的排水技術
針對排水管道滲水問題,我們可以采取以下應對措施,在進行排水管道滲水的處理方面,首先要做好的是排水管道管材材質的檢驗,須經過質檢部門認證,并且能夠提供出力學性能
試驗報告單、產品質量合格單等合格證書,在進行安裝之前還要對其進行逐一檢查,如有問題,及時進行處理,或者是進行修復完,達到施工設計要求,才可重新投人使用,如果沒有修復價值,可以進行報廢處理;其次,接口填料也要認真挑選,嚴格按照試驗配合比進行,具體的施工環節中要采用針對性的施工技術,確保在施工過程中接口縫內部干凈,針對水泥類接口填料。
5、路基填料施工技術
路基填料因為在實際的生產加工過程中其本身成分的差異性而造成不同生產批次和廠家的路基調料的性質存在較大的區別,因此在對路基填料進行選擇時,首先應根據道路設計標準和建設施工的實際情況而進行針對性的選擇。在路基施工過程中,路基材料含水量的多少作為影響路基壓實的重要因素,只有在對填料材料中的含水量進行最佳調整后,才能有效的保證路基壓實達到最大的密實度,從而保證公路建設達到設計的標準要求。
二、公路工程中道路橋梁的加固措施
1、上部結構病害的加固
在上部結構病害中,對于T梁橫隔板的干接頭處病害的加固措施為:
1.1 對干接頭進行改造
將干接頭改造為濕接頭,要將干接頭一定范圍內的混凝土鑿除,然后將與原來橫隔板規格相同的鋼筋與斷裂的鋼筋焊接起來,增設橫隔板下緣的鋼筋,之后可澆灌水泥混凝土。
1.2 施加橫向預應力
在T 梁橫隔板的下緣打孔,穿過螺紋鋼筋設置鋼墊板,施加橫隔板的橫向預應力,然后用錨具進行加固,并做好外露鋼筋的防腐保護措施,防腐保護材料可用環氧砂漿、聚合物砂漿等。如果上部結構中的板梁鉸縫出現損壞或是出現單梁受力的情況,應剔除鉸縫中的混凝土,并增設鋼筋,在相鄰的板梁處植筋,并將其與鉸縫內的鋼筋連接,最后澆筑混凝土。需要注意的是,考慮到結構的安全性,在對T 梁橫隔板進行加固前,必須清楚病害的嚴重程度,對其進行材料缺損狀況、鋼筋外露情況和銹蝕情況、混凝土強度等的檢驗,從而提高加固措施的科學性和規范性。
2、墩臺裂縫的加固
如果墩臺出現裂縫病害,首先,要將裂縫封閉。對于重力式墩臺的裂縫病害,若造成這種病害的原因是后臺土的壓力過大,在橋下通道允許的情況下,可適當的增設鋼筋,如果橋下通道不允許,則可采用鋼板與打砂漿錨桿相夾的方法對其進行加固;如果病害的原因是路基的不均勻沉降,可在地基范圍內灌注砂漿,并根據病害的具體情況增設鋼板或鋼筋砼套箍對墩臺進行加固。對于薄壁鋼筋砼墩臺的豎向裂縫病害,如果砼的實測強度大于C25,可用黏貼鋼板加固,當其強度小于C25 的時候,就要對基礎做擴大處理,并增設鋼筋,以分擔墩臺的總體荷載。
3、橋面鋪裝病害的加固
對于橋面鋪裝層局部的病害,可以采用局部挖補的維修措施;若鋪裝層損壞嚴重,必須對鋪裝層進行改造處理,將原鋪裝層剔除并清理干凈,加厚防水水泥混凝土鋪裝層,可鋪設雙層橋面鋼筋網,增設橋面防水層,在防水層施工前要進行鑿毛處理,以水泥混凝土露出粗骨料為準,清理干凈后可攤鋪4-5cm 厚的改性瀝青混凝土。
4、碳纖維加固
碳纖維加固法,全稱為粘貼纖維增強塑料加固法,它通過膠結材料將纖維增強復合材料貼在被加固構件的受拉區段,使它和被加固截面一同抗拉,從而達到提高結構承載性能的要求。這種技術優點很多,比如說高強高效,可以大幅度地提升混凝土結構的延性與承載性能,而且施工簡捷,具有很好的耐腐蝕性及耐久性,加固前后對結構的尺寸和外觀不構成影響,質量輕,自重少,因此適用范圍非常之廣。
5、粘鋼加固
所謂的粘鋼加固方法,就是在鋼筋混凝土結構構件承載力不足的區段表面粘貼一定數目的鋼板。這種方法能夠很好地保護原混凝土構件,施工工藝簡單,現場工作量小,而且在方案設計及結構計算方面都非常之簡單。但實施過程中,由于鋼板重量過大,在操作上有所限制,固化劑在結硬以后,表現出很明顯的脆性,粘結的耐久性難以保證,此外,鋼板和膠體界面還存在一些潛在的銹蝕。
6、加大截面加固
也稱為外包混凝土加固法,是用增大混凝土結構物的截面面積和配筋進行加固的一種方法。加大截面加固法一般采用兩種方式:一種是加厚橋面板;另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法工藝簡單、適應性強,具有成熟的設計和施工經驗,適用于較小跨徑的T 梁橋或板橋的加固。采用此法加固后橋梁剛度明顯提高,承載能力也能取得較好的效果。但現場施工的濕作業時間較長,加固后的建筑物凈空有一定減小。
三、結束語
總而言之,公路工程中的道路橋梁施工是一項復雜的、綜合的工作,必須將施工技術作為道路橋梁施工的關鍵環節,在遵守建筑工程中規定的相應技術水平和工藝規范的基礎上,根據橋梁工程的實際情況制定最為合適的施工技術操作規范,確保工程的施工質量和施工進度,并及時對橋梁病害采取維修加固措施,從而達到延長道路橋梁使用壽命、方便人們出行、確保公路網的暢通和安全、實現公路運輸事業社會效益和經濟效益雙贏的目的。
參考文獻:
Discussion on Highway Bridge Disease Causes and reinforcement technology
Wang Ming-zheng
(Mianyang City, Sichuan Highway Planning Survey and Design Co., Ltd Mianyang Sichuan 621000)
【Abstract】Through on-site investigation more than a dozen roads and bridges, roads and bridges found common diseases, analyze the causes of the disease bridges, elaborated the idea of integrated bridge strengthening technology, also introduced several highway bridges and reinforcement of detection methods, effective and reasonable solution to the highway bridge disease issues of importance.
【Key words】Bridges;Diseases and causes;Repair and reinforcement
1. 引言
隨著交通運輸事業的發展,交通運輸量大度增長,行車密度及車輛載重越來越大,尤其是型車輛EI益增多,再加上許多橋梁超負荷使用,帶來嚴重的安全隱患。而改造又限于資金的緊缺只能采取投資較少,施工期短,又能緩解當前運緊張狀態的維修與加固技術措施。因此,橋梁病的檢測與病害成因分析就顯得尤為重要。筆者近年來參與多座橋梁檢測工作,在此與大家對公路橋梁病害成因及加固技術進行探討。
2. 公路橋梁常見病害及成因
2008年以來我單位參與完成了綿陽下屬區縣的幾十座公路橋梁的檢測及維修加固工作,通過現場勘查、病害分析,查找出了病害產生的原因。實地調查后, 發現橋梁病害主要發生在建設年代久、設計荷載較低的一些橋上,以六、七十年代修建的拱類橋居多;也有個別新橋由于施工質量較差出現病害的。超重車輛是造成橋梁病害的一個重要原因,而缺少養護或養護不當又加速了橋梁的損壞。我們按下部結構、上部結構、橋面系等分類把橋梁病害大致歸納如下。
2.1 下部結構。
實體式墩臺多由于基礎開裂或沉陷而引起的豎向裂縫或傾斜;柱式或框架式墩臺由于受力截面小,在荷載增加過大及基礎變位雙重影響的情況下,易造成蓋梁或立柱產生裂縫,使立柱鋼筋銹蝕,因而減小了立柱的有效受力截面,減少其承載能力。
2.2 上部結構。
梁式橋除普遍存在支座老化、傾倒、銹蝕等通病外,主梁受力狀況一般良好, 少部分梁體跨中撓度偏大并出現裂縫,梁底混凝土保護層出現開裂脫落等現象。 拱類橋病害偏多,其中石拱橋多產生由于基礎沉陷而引起的拱圈橫向開裂,而位于半填半挖路段的石拱橋則易產生順橋向裂縫、側向外傾等;此外,拱上填料填筑不當或因橋面漏水使其產生膨脹,則容易造成拱上建筑中側墻的外傾,嚴重威脅橋梁的穩定。
2.3 橋面系。
橋面行車道鋪裝層是該路段內橋梁病害的共同特征之一,病害表現為鋪裝的縱橫向裂縫,表面局部呈網裂狀,表面有車轍痕跡及規則的縱向起伏波浪,并有少量坑槽出現。引起這一病害的主要原因是沖擊荷載,而造成沖擊荷載偏大的原因包括車輛超速行駛,臺后填土沉降,橋梁承重結構變形,橋面不平整等。另一個原因是橋梁結構本身,如裝配式板橋 鉸縫破壞,T 梁橋橫向聯系削弱等,使得行車道鋪裝的橫向變形過大,導致行車道鋪裝的縱向裂縫出現。第三個原因是行車道鋪裝結構本身。
3. 公路橋梁維修加固方法
3.1 加大截面加固法。
增大截面加固法是在原結構基礎上再澆筑一定厚度的鋼筋混凝土,這是對鋼筋混凝土橋加固的一種常用的改造技術。增大混凝土截面一般采用兩種方式, 一種是加厚橋面板;另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。對于第一種方式常用于板橋的加固,一般情況下,除個別板塊有嚴重破壞不能繼續使用而需更換外,對配筋率偏低或斷面尺寸不足、跨中出現裂紋等病害,可通過加固來確保鋼筋混凝土板橋的正常使用。橋面板加固常用植筋加固橋面技術,采用此技術對舊橋面的處理比較簡單,一般先進行高壓水噴、噴砂、鑿毛等簡易處理,然后平行舊橋面鋼筋,按計算深度鉆孔,再將鋼筋植入孔內,再采用同級別的混凝土填孔,并澆筑新的橋面層。在混凝土橋面加固中,新舊橋面的連接是個薄弱環節,尤其是界面的抗剪強度。采用植筋技術以后,界面的抗剪強度由三部分組成:界面混凝土內部結合力、界面摩擦力、植筋的抗剪力。由于植入鋼筋的影響,界面的抗剪強度大大提高,而且植入鋼筋對舊橋面也起到了一定的加強作用。適用于較小跨徑的T梁橋或板橋的加固。
3.2 型鋼粘貼錨固法。
型鋼粘貼錨固法的基本思想是用環氧樹脂粘結劑將鋼板(或槽鋼)粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位,使其與結構形成整體,以鋼板代替鋼筋,提高混凝土橋梁的承載能力。通常以樹脂(一般采用粘結力較好的還氧樹脂等)粘接鋼板與混凝 土的結構加固法。此方法被廣泛應用于建筑、工廠、橋梁等土木工程中。該法施工快速、現場基本無濕作業或僅有抹灰等少量濕作業,對橋面交通及橋下 通航影響小,且加固后對原結構外觀和原有凈空無顯著影響。由于施工水平施工工藝的差距,使用此方法加固的橋梁往往加固質量差異較大,加固效果 在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平。此方法一般適用于承受靜力作用且處于正常濕度環境中的受彎或受拉構件的加固。
3.3 改變橋梁結構體系加固法。
改變橋梁結構體系加固法通過改變橋梁結構體系來達到提高橋梁承載能力和提高橋梁安全系數的目的。如在簡支梁下增設支點或墩臺以縮短簡支梁的單跨跨徑;或將相鄰兩跨簡支梁相連接采用鋼筋混凝土聯結,使簡支梁變成連續梁, 通過減小跨中正彎矩來提高橋梁的承載能力。此外,還可在梁底與墩臺間加斜撐來提高橋梁的承載能力。
3.4 粘貼碳纖維增強塑料加固法。
粘貼碳纖維加固技術采用專門的樹脂將碳纖維粘貼于混凝土結構受拉表面時碳纖維與原結構形成新的受力整體,碳纖維與鋼筋共同承受荷載,降低了鋼筋應力,從而使結構達到了加固和補強效果。粘貼碳纖維加固技術的主要特點是: 幾乎不增加結構自重和截面尺寸,不改變凈空高度,施工方便,對原結構幾乎不會造成新的損傷,具有良好的耐腐蝕性、耐久性和抗疲勞性能,根據受力分析可進行多層粘貼進行補強,其方向性也可以靈活掌握。此外碳纖維質地柔軟,加固后可用混凝土砂漿涂敷,或根據要求涂裝各種顏料,修復補強不留痕跡。可在不改變結構外型的前提下補強各種混凝土結構物,包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、 抗震、抗風、控制裂縫和撓度的擴展,增加結構的延性。
3.5 FRP復合材料加固橋梁技術。
20世紀80年代中期,Maier指出復合材料和混凝土梁、板相結合可以極大提高混凝土梁板的強度。
3.6 體外預應力加固法。
體外預應力加固法是指對布置于承載結構主體之外的鋼束張拉而產生預應力的后張法。體外預應力體系由體外預應力孔管、漿體、錨固體系和轉向塊等部件組成。體外預應力技術能大大縮短施工工期。但加固后對原結構外觀有一定影響,且不宜用于混凝土收縮徐變大的結構。
3.7 噴涂、 置換混凝土加固法。
噴涂混凝土加固法是在原有結構上噴涂一層高品質的混凝土,以恢復對鋼筋的保護,提高已剝離或變質的混凝土強度,提供美觀表面的功能,是目前常用的維修加固方法。置換混凝土法的優點與加大截面法相近,且加固后不影響建筑物的凈空,但同樣存在施工的濕作業時間長的缺點,通常適用于受壓區混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固。
4. 結束語
由于交通量的增大,荷載等級的提高,以及使用年限等因素,病態橋梁不斷增加,故對橋梁維修加固具有重要的社會意義和經濟價值。
參考文獻
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