橋梁病害問題研究分析
2016-08-29
1 混凝土橋病害原因�
混凝土橋產(chǎn)生病害的原因有很多種,綜合起來有以下幾個方面造成混凝土橋退化以及失效。1.1 環(huán)境�
環(huán)境因素是造成混凝土橋梁退化最主要的因素,混凝土橋暴露于各種環(huán)境中,時間長了,就會導(dǎo)致整體強度的下降。強度損失的程度取決于環(huán)境以及混凝土橋梁本身的性質(zhì)?；瘜W(xué)物質(zhì)(比如氯離子、硫酸鹽、二氧化碳)、水分以及極端溫度的循環(huán)是影響混凝土橋梁強度的最主要的環(huán)境因素。�
越來越多的混凝土橋由于受到環(huán)境影響而遭到破壞,根據(jù)報道,許多橋梁的倒塌是由于強度退化造成的,而這種退化是由于環(huán)境因素造成的。環(huán)境因素方面橋梁退化的機理有硫酸鹽侵蝕、堿硅反應(yīng)、凍融循環(huán)破壞以及腐蝕等,而腐蝕是最普遍的破壞機理。�
1.2 設(shè)計�
設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低,隨著交通事業(yè)的發(fā)展,舊有橋梁的荷載標(biāo)準(zhǔn)遠遠不能滿足當(dāng)前汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)的要求。�
采用不同的橋梁結(jié)構(gòu),不同的截面形式以及跨徑比例等,都會對橋梁的健康狀況有較大的影響。設(shè)計不完善,比如構(gòu)造鋼筋不夠、截面強度儲備不夠等。在橋梁設(shè)計過程中,由于各種系數(shù)的取值問題,未充分考慮開裂混凝土徐變、收縮及溫度應(yīng)力的影響,設(shè)計安全系數(shù)不恰當(dāng)?shù)取?#65533;
1.3 施工�
施工不當(dāng)會造成大量混凝土表層缺陷,比如蜂窩、露筋、麻面、空洞等現(xiàn)象。比如混凝土灌注時,沒有充分的振搗,就會發(fā)生蜂窩現(xiàn)象;灌注時,若保護層處混凝土漏振或者振搗不實,則會發(fā)生露筋;施工時采用模板表面不光滑,模板濕潤又不夠,致使構(gòu)件表面混凝土內(nèi)的水分被吸去,產(chǎn)生麻面;鋼筋布置過密,施工時混凝土被卡住,嚴(yán)重漏漿都會產(chǎn)生空洞。�
1.4 使用�
現(xiàn)有公路上的橋梁荷載能力已不能滿足當(dāng)前車輛荷載的要求,有些橋梁由于年久失修,對設(shè)立標(biāo)志不重視,致使原設(shè)計中未考慮的超重車輛通過,造成超載,由此導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)病害。�
1.5 養(yǎng)護�
養(yǎng)護維修及加固措施不當(dāng)。有些橋梁的技術(shù)缺陷是由于養(yǎng)護維修不恰當(dāng)引起的。比如橋面維修增加過大的恒載,致使橋梁負擔(dān)加重;橋面排水處理不當(dāng),橋面滲水;又如支座維修不當(dāng),約束了承重結(jié)構(gòu)的變形等。有些橋梁則是加固不當(dāng)引起的。比如加固施加的預(yù)應(yīng)力大小或者位置不恰當(dāng),引起結(jié)構(gòu)的二次病害;又如結(jié)構(gòu)體系改變不合理,致使結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位應(yīng)力超限等。�
1.6 材料�
混凝土、鋼筋等材料的質(zhì)量問題是導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)缺陷的內(nèi)在因素。往往這幾種原因共同作用,導(dǎo)致橋梁發(fā)生嚴(yán)重退化和破壞。�
2 橋梁病害養(yǎng)護措施�
針對橋梁常見的幾種病害形式,主要采取以下措施來養(yǎng)護橋梁病害:�
2.1 裂縫修補�
(1)水泥砂漿封填:通常是當(dāng)裂縫寬度不大,深度較淺時采用。�
(2)灌漿法修補裂縫:灌漿使用的膠結(jié)劑可根據(jù)裂縫寬度的大小選用甲凝、環(huán)氧樹脂或水泥漿等。小于0.lmm的裂縫一般灌注甲凝;大于0.1mm小于0.4mm的裂縫,通常采用環(huán)氧樹脂灌注;大于0.4mm的裂縫,目前大多采用水泥漿灌注。�
2.2 鋼筋混凝土梁橋加固改造方法�
(1)下承式預(yù)應(yīng)力拉桿――噴射混凝土加固:當(dāng)鋼筋混凝土梁橋需要加固時?？刹捎迷诹合略O(shè)置預(yù)應(yīng)力拉桿。加固設(shè)計時一般采用粗鋼筋作為拉桿,兩斷錨固在梁頭,中間用單柱、雙柱或多柱支撐,然后噴射一層5～8cm厚的混凝土作為保護層,與原混凝土梁組合受力。�
(2)預(yù)應(yīng)力鋼絲束-噴射混凝土加固:該法系沿梁腹側(cè)面按拋物線形敷設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼絲束,在梁底每隔一定距離(50～100cm)設(shè)置一個定位箍圈,或在梁腹上埋設(shè)定位梢,用來固定鋼絲束的幾何形狀,鋼絲束的兩端穿過梁端翼板上的斜孔伸至梁頂錨固。對鋼絲束施加預(yù)應(yīng)力后,再噴射混凝土作保護層。�
(3)改變結(jié)構(gòu)體系加固:改變結(jié)構(gòu)體系加固舊橋通常是指增設(shè)附加構(gòu)件,或進行技術(shù)改造,使橋梁的體系和受力狀況發(fā)生改變,從而改善橋梁的性能,達到提高承載能力的目的。目前采用的加固方法大致有增設(shè)八字撐架,梁的連續(xù)加固,梁拱結(jié)合及斜拉改造等方法。�
2.3 拱式橋梁加固改造�
(1)雙曲拱橋的加固技術(shù)。雙曲拱橋的加固技術(shù)主要有以下幾方面:�
?、俟袄叩募庸?②加厚拱板;③加強橫向聯(lián)系;④調(diào)整拱軸線與壓力線;⑤減輕拱上建筑重量;⑥增加拱肋加固法;⑦用預(yù)應(yīng)力拉桿加固葵花式雙曲拱橋;⑧改變結(jié)構(gòu)體系。�
(2)鋼筋混凝土拱橋的加固改造。除了雙曲拱橋、石拱橋以外,全國尚有為數(shù)眾多的箱形拱、肋拱、析架拱、板拱等其他類型的鋼筋混凝土拱橋,其加固改造方法與雙曲拱橋基本相同。�
2.4 橋梁基礎(chǔ)加固�
(1)加樁加固:當(dāng)橋臺基底下有軟臥層或橋臺基礎(chǔ)未置于堅硬的巖石基礎(chǔ)上而發(fā)生沉降以及橋墩的基礎(chǔ)被嚴(yán)重沖刷時,可采用在橋臺外圍加樁,在沉井基礎(chǔ)內(nèi)加樁,或者在橋墩上、下游加樁的方法對上述墩、臺進行加固。通常采用的加樁方法有旋噴樁加固、鉆孔樁加固、預(yù)制混凝土樁加固以及鋼管樁加固等。�
(2)頂推加固:對于發(fā)生橋臺水平位移的混凝土橋,可采用頂推法消除因橋臺位移引起的病害。�
(3)用鋼筋混凝土箍套加固:當(dāng)墩、臺或樁等下部結(jié)構(gòu)因承載能力不足、施工質(zhì)量不好、水流沖刷磨損、風(fēng)化剝蝕、排水不良以及其他因素如地震、火災(zāi)、船舶和漂浮物撞擊等造成損壞、變形、側(cè)移及鼓肚等各種病害時,可以采取在有缺陷的墩、臺和樁基等的外圍澆筑一層鋼筋混凝土箍套的方法進行加固。�
由上分析可知,橋梁病害是客觀存在的,我們只有對橋梁存在的缺陷和病害產(chǎn)生的原因進行深入的分析,確定導(dǎo)致缺陷和病害產(chǎn)生的因素,針對這些導(dǎo)致病害產(chǎn)生的因數(shù)制定科學(xué)合理的養(yǎng)護管理措施;才能達到抑制和消除病害所帶來的損害。�
參考文獻
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[2]�王國鼎,袁海慶,陳開利.橋梁檢測與加固[M].北京:人民交通出版社,2006.
