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桥梁病害及维修加固分析

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浏览:- 发布日期:2018-01-17 10:43:59【

[摘要]经济的发展使得人们的生活水平不断提升,也使得日常汽车出行量增多,这造成了越来越严重的交通拥堵,同时也给道路桥梁的承载能 力带来了很大的挑战。然而事实不止于此,如今,交通事故案发率越来越高,车辆超载、桥梁设计不当、设施质量不过关等问题层出不强,这些都严重 影响了交通的正常运行,使得桥梁的病害发生率上升,如果不能够及时进行加固防护,则会给人们的生活造成极大的威胁。 

【关键词】桥梁病害,维修加固,措施,加固,桥梁加固,加固技术,


1桥梁病害的成因 

导致桥梁病害的原因有很多,一般可以总结为以下几种:初始 设计不周、材料质量不过关、施工操作不符合相关要求、后期维护工 作不到位、外界因素的干扰等。我国的道路桥梁大多采用混凝土结 构,主要为钢筋混凝土、素混凝土以及预应力混凝土这三种结构。混凝土结构的病害原因可以从设计阶段、施工阶段、使用阶段这三个 方面来阐述:

(1)在设计过程中很容易出现荷载计算不准确、结构布 置不当、结构计算错误、结构构造不规范以及规范体系不完善的问 题。其原因分别为:荷载计算时用于衡量的标准较低或者出现漏算 等失误,在布置结构时没有按照实际情况确认,使得传力路径复杂 多变,尺寸把握不准确,刚度突变等一些薄弱问题较为突出,结构计 算的设计简图不直观,对于边界的选定不恰当,一些重要设施的变 位计算错误。这些现象的出现都有可能使得设计出现差错,从而导 致桥梁病害的发生。

(2)施工阶段的材料选配很重要,特别是对于水 泥、集料、钢筋质量的把关,许多病害的发生都是因为水泥的凝结和 膨胀不正常、集料中的级配不良或含泥量超标、钢筋的性能不符合 物理学要求,从而使得最终的桥梁工程质量不过关。其次,混凝土工 程的施工也很重要,在制作过程中会出现配合不当、搅拌不充分等 失误,在运输过程中会由于时间过长使得水分流失,浇捣时顺序会 出错且速度也会把握不好,在后期养护工作中常出现因过于干燥而 剧烈收缩的现象,这些都是在混凝土工程的施工中经常发生且容易 导致桥梁结构病害的原因。施工阶段还会涉及到钢筋、模板以及其 他工程的施工,如果钢筋质量有问题或者布置不妥当,则会使得混 凝土结构开裂,同样,模板的刚度、变形程度、拆模时间以及施工人 员的实际技术水平也都是影响桥梁结构的重要因素。

(3)在使用阶 段,荷载超限、使用环境恶劣或者养护不合理都会造成混凝土结构 的开裂,使用环境恶劣主要表现为温度变化频率较高、存在侵蚀性 的物质如酸性物质、钢筋锈蚀程度严重,而养护不合理主要体现为 忽略了必要的养护工作、后期铺装过厚等。 


2 桥梁的常见病害 

(1)裂缝。依照裂缝出现的原因可以将桥梁结构出现的裂缝分为 两种:外界因素导致的裂缝和内在因素导致的裂缝。外界因素如外 界温度的影响、阳光的照射、荷载作用等。荷载作用会产生弯曲裂 缝、剪切裂缝以及局部裂缝等状况,例如由于弯矩作用混凝土梁底 的拉伸区出现垂直裂缝,载荷越大,裂缝的延长速度就越快,且不断 向梁侧逼近。剪切裂缝大多数出现在混凝土的支座处,与梁轴成一 定角度,随着载荷越大裂缝不断向跨中发展。内在因素导致的裂缝 主要是指由于在施工阶段的失误和不当操作,导致的因桥梁结构本 身的问题产生的裂缝,一般都为收缩裂缝。混凝土在凝固阶段会产 生凝缩效应,即水泥加入水搅拌之后体积会缩小。另一种情况为水 分流失或蒸发后发生干缩,这两者情况统称为混凝土的收缩。实际 施工中,因为外层的混凝土较先收缩,待到里层的混凝土发生收缩 时会产生一定的拉应力,致使出现收缩裂缝。

(2)锈蚀。由于水泥水化 时会产生碱介质,使得钢筋表面有一层钝化膜,再加上混凝土层的 保护,这将有效防止钢筋受到锈蚀。然而,混凝土结构发生开裂时钢 筋会外露,一旦遇水钢筋就会受到锈蚀。受到锈蚀之后体积会发生 膨胀,甚至可以是原先的十倍多,所以,初期时锈蚀部分只会出现一 条裂缝,过一段时间就会出现剥落的现象,严重的还会产生锈蚀层, 这大大影响了桥梁的承载能力。

(3)边坡滑动。一般来说,桥梁边坡的 倾斜角度应该大于地面的内摩擦角度,这需要施工人员对其进行支 护处理,边坡受到损坏会导致桥面失去着力点,从而使得其重心不 断偏离或者逐渐倾向边坡。桥梁的边坡是中空的,在重力和载荷力 的作用下桥面会弯曲,这样一来会形成对混凝土的拉伸力,最终影 响桥梁的安全性与实用性。 


3 桥梁加固技术分析 

大多数人对桥梁的了解有限,其实,随着时间的推移桥梁都会 发生老化,无论是外界因素还是自身因素的影响,都会改变桥梁的 结构导致病害的发生,所以,对桥梁进行及时加固非常重要。相比较 而言,加固旧桥比新建桥梁的经济效益高,因此,对旧桥的加固技术 越来越成为桥梁建设的焦点。(1)外包混凝土加固法。外包混凝土加 固法一般用来增加混凝土结构物的横截面面积,使用这种加固方法 之前应先确认被加固桥梁的下部结构是否能够承受更多的重量,或 者是否能够提供更高的承载力。一般常情况下,以加大主梁梁肋的 宽度为主。这一方法对施工人员的技术要求较低,且适应性强,可适 用于许多小跨径的隙或者是一些板桥的加固。运用此方法进行加 固之后,桥梁的刚度会有显著的提高,其载荷能力也会有所提升,但 现场施工的时间长,加固后的净空面积会缩小,这对人们的生产和 生活会产生一定的影响。(2)桥面补强层加固法。在梁顶处加铺一层 钢筋混凝土,首先应凿除旧桥面,并保证其和原来的主梁形成整体, 以提高主梁有效高度以及抗压截面强度,从而改善桥梁的承载能 力。(3)改变受力体系加固法。这种方法可以改变桥梁结构的受力体 系,并以此提高桥梁的载荷能力。例如于简支梁处加设桥墩或者支 架、将简支梁和简支梁进行竖向连接,通过简支变连续梁或者在梁 下加设钢析架等结合梁,使得梁内应力减小,从而提高桥梁的载荷 能力。改变结构体系的方法往往需要在桥下进行操作,也可以通过 设置永久设施实现,由于此方法缩小了桥下的空地面积,且施工时 很可能影响汽车通行,所以需要考虑到交通情况以及桥梁的疏通能 力。然而,这一方法的加固效果相对较好,因此常用来解决超重车辆 的临时陛通行,超重车量通过之后,临时支撑则随即拆除。 


4 结语 

最近几年,在桥梁维修加固工作上,容易出现一些不平衡现象。 因为在高等级公路中,桥梁占有较大的比重,但是这种高等级公路 却是刚建成的,所以其维修加固的时间相对较晚。目前我国的桥梁 病害主要集中于低等级桥梁中,这些桥梁虽然规模不大但是数量较 多,因而桥梁加固任务繁重。再加上最近几年我国新建桥梁技术的 发展加快,桥梁养护维修加固技术显得相对落后。由此可见,加强 对桥梁的养病害处治、维修加固技术的研究具有较强的现实意义。


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