桥梁病害问题研究分析
2016-08-29
1 混凝土桥病害原因�
混凝土桥产生病害的原因有很多种,综合起来有以下几个方面造成混凝土桥退化以及失效。1.1 环境�
环境因素是造成混凝土桥梁退化最主要的因素,混凝土桥暴露于各种环境中,时间长了,就会导致整体强度的下降。强度损失的程度取决于环境以及混凝土桥梁本身的性质。化学物质(比如氯离子、硫酸盐、二氧化碳)、水分以及极端温度的循环是影响混凝土桥梁强度的最主要的环境因素。�
越来越多的混凝土桥由于受到环境影响而遭到破坏,根据报道,许多桥梁的倒塌是由于强度退化造成的,而这种退化是由于环境因素造成的。环境因素方面桥梁退化的机理有硫酸盐侵蚀、碱硅反应、冻融循环破坏以及腐蚀等,而腐蚀是最普遍的破坏机理。�
1.2 设计�
设计标准低,随着交通事业的发展,旧有桥梁的荷载标准远远不能满足当前汽车荷载标准的要求。�
采用不同的桥梁结构,不同的截面形式以及跨径比例等,都会对桥梁的健康状况有较大的影响。设计不完善,比如构造钢筋不够、截面强度储备不够等。在桥梁设计过程中,由于各种系数的取值问题,未充分考虑开裂混凝土徐变、收缩及温度应力的影响,设计安全系数不恰当等。�
1.3 施工�
施工不当会造成大量混凝土表层缺陷,比如蜂窝、露筋、麻面、空洞等现象。比如混凝土灌注时,没有充分的振捣,就会发生蜂窝现象;灌注时,若保护层处混凝土漏振或者振捣不实,则会发生露筋;施工时采用模板表面不光滑,模板湿润又不够,致使构件表面混凝土内的水分被吸去,产生麻面;钢筋布置过密,施工时混凝土被卡住,严重漏浆都会产生空洞。�
1.4 使用�
现有公路上的桥梁荷载能力已不能满足当前车辆荷载的要求,有些桥梁由于年久失修,对设立标志不重视,致使原设计中未考虑的超重车辆通过,造成超载,由此导致桥梁出现病害。�
1.5 养护�
养护维修及加固措施不当。有些桥梁的技术缺陷是由于养护维修不恰当引起的。比如桥面维修增加过大的恒载,致使桥梁负担加重;桥面排水处理不当,桥面渗水;又如支座维修不当,约束了承重结构的变形等。有些桥梁则是加固不当引起的。比如加固施加的预应力大小或者位置不恰当,引起结构的二次病害;又如结构体系改变不合理,致使结构的关键部位应力超限等。�
1.6 材料�
混凝土、钢筋等材料的质量问题是导致桥梁结构缺陷的内在因素。往往这几种原因共同作用,导致桥梁发生严重退化和破坏。�
2 桥梁病害养护措施�
针对桥梁常见的几种病害形式,主要采取以下措施来养护桥梁病害:�
2.1 裂缝修补�
(1)水泥砂浆封填:通常是当裂缝宽度不大,深度较浅时采用。�
(2)灌浆法修补裂缝:灌浆使用的胶结剂可根据裂缝宽度的大小选用甲凝、环氧树脂或水泥浆等。小于0.lmm的裂缝一般灌注甲凝;大于0.1mm小于0.4mm的裂缝,通常采用环氧树脂灌注;大于0.4mm的裂缝,目前大多采用水泥浆灌注。�
2.2 钢筋混凝土梁桥加固改造方法�
(1)下承式预应力拉杆――喷射混凝土加固:当钢筋混凝土梁桥需要加固时。可采用在梁下设置预应力拉杆。加固设计时一般采用粗钢筋作为拉杆,两断锚固在梁头,中间用单柱、双柱或多柱支撑,然后喷射一层5～8cm厚的混凝土作为保护层,与原混凝土梁组合受力。�
(2)预应力钢丝束-喷射混凝土加固:该法系沿梁腹侧面按抛物线形敷设预应力钢丝束,在梁底每隔一定距离(50～100cm)设置一个定位箍圈,或在梁腹上埋设定位梢,用来固定钢丝束的几何形状,钢丝束的两端穿过梁端翼板上的斜孔伸至梁顶锚固。对钢丝束施加预应力后,再喷射混凝土作保护层。�
(3)改变结构体系加固:改变结构体系加固旧桥通常是指增设附加构件,或进行技术改造,使桥梁的体系和受力状况发生改变,从而改善桥梁的性能,达到提高承载能力的目的。目前采用的加固方法大致有增设八字撑架,梁的连续加固,梁拱结合及斜拉改造等方法。�
2.3 拱式桥梁加固改造�
(1)双曲拱桥的加固技术。双曲拱桥的加固技术主要有以下几方面:�
①拱肋的加固;②加厚拱板;③加强横向联系;④调整拱轴线与压力线;⑤减轻拱上建筑重量;⑥增加拱肋加固法;⑦用预应力拉杆加固葵花式双曲拱桥;⑧改变结构体系。�
(2)钢筋混凝土拱桥的加固改造。除了双曲拱桥、石拱桥以外,全国尚有为数众多的箱形拱、肋拱、析架拱、板拱等其他类型的钢筋混凝土拱桥,其加固改造方法与双曲拱桥基本相同。�
2.4 桥梁基础加固�
(1)加桩加固:当桥台基底下有软卧层或桥台基础未置于坚硬的岩石基础上而发生沉降以及桥墩的基础被严重冲刷时,可采用在桥台外围加桩,在沉井基础内加桩,或者在桥墩上、下游加桩的方法对上述墩、台进行加固。通常采用的加桩方法有旋喷桩加固、钻孔桩加固、预制混凝土桩加固以及钢管桩加固等。�
(2)顶推加固:对于发生桥台水平位移的混凝土桥,可采用顶推法消除因桥台位移引起的病害。�
(3)用钢筋混凝土箍套加固:当墩、台或桩等下部结构因承载能力不足、施工质量不好、水流冲刷磨损、风化剥蚀、排水不良以及其他因素如地震、火灾、船舶和漂浮物撞击等造成损坏、变形、侧移及鼓肚等各种病害时,可以采取在有缺陷的墩、台和桩基等的外围浇筑一层钢筋混凝土箍套的方法进行加固。�
由上分析可知,桥梁病害是客观存在的,我们只有对桥梁存在的缺陷和病害产生的原因进行深入的分析,确定导致缺陷和病害产生的因素,针对这些导致病害产生的因数制定科学合理的养护管理措施;才能达到抑制和消除病害所带来的损害。�
参考文献
[1]�湛润水,胡钊芳,帅长斌.公路旧桥加固技术与实例[M].北京:人民交通出版社,2005.
[2]�王国鼎,袁海庆,陈开利.桥梁检测与加固[M].北京:人民交通出版社,2006.
