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    探析公路橋梁加固與改造常用方法

    作者: 來源: 日期:2014-09-25 22:10人氣:

      摘要:結合多年的實踐經驗,筆者介紹了公路橋梁常見的一些病害,綜述了公路橋梁的加固改造技術,可供相關專業技術人員參考。

      關鍵詞:公路橋梁、加固改造、方法

      在橋梁的使用過程中一般會受到自然環境的影響,同時也會受到應用方面的影響,就會產生損壞的情況,所以對橋梁的養護、維修以及加固是改造的必然階段。在對橋梁加固和改造的同時,也可以提高橋梁的使用功能,并且在很大程度上也可以減少出現交通安全的隱患問題,也可以滿足社會經濟的協調穩定發展。

      1公路橋梁病害

      1.1橋梁混凝土面鋪裝層裂縫、脫剝現象

      此現象是病害的常見,主要是表現在以縱向和橫向規則出現的裂縫,和不規則的大面積絲網狀裂縫及較嚴重的開裂等。此病害主因是,橋梁面的剛度和硬度不足,另外,還有就是配鋼筋量小和少。

      1.2橋梁用鋼筋生銹侵蝕

      鉆孔灌注樁基礎露筋銹蝕,鋼筋銹蝕的主要原因是混凝土的密封不嚴實、及鋼筋保護層厚度不足或遭到破壞、各種惡劣自然氣候條件和環境影響,如酸性雨水、氣體、水份過潮等。都是影響鋼筋生銹的因素。

      1.3 裂縫

      導致橋梁出現損害的主要因素之一就是裂縫問題,如果出現了裂縫,則承載能力就會有所降低,在經受長時間受力的情況下就會產生很嚴重的后果,然而裂縫的程度如果是很小并不能夠引起質量的問題下,就不會在橋梁使用過程中產生影響,只會破壞橋梁的外觀。另一方面,破壞橋梁伸縮縫的主要原因一般包括在幾方面①因沒有優良的設計從而引發橋梁伸縮縫的產生。②因在選用材料時存在不當的行為所引起伸縮縫的問題。③因不恰當的選型所引發伸縮縫的問題。④因在實際的伸縮量與設計出現不符所引起伸縮縫的問題。⑤由于在板式橡膠的伸縮縫在因施工時所產生的誤差所引起伸縮縫出現跳車的情況發生。⑥因在梁預制尺寸所產生的誤差以及在橋墩臺進行施工時所導致間隙之間的差距所引起伸縮縫的問題。⑦由于在施工時沒有進行認真的操作也會出現在伸縮縫處發生跳車的現象。

      1.4橋墩臺基礎的病害

      因橋梁支座墩臺基礎在常年使用過程中,雙柱式墩臺下地梁豎向開裂,或多柱式墩臺蓋梁產生自上向下的豎直裂縫;上面承受各種重壓力荷載外,下面承受土、流水壓力、風力和浮力等各種力的作用。易出現基礎沉降、滑移和傾斜,以及基底局部沖空,基礎結構物的異應力和開裂等。及墩上部和底部及臺身,出現各種方向的裂縫,墩混凝土剝落、空洞和老化、結構變形、移位等。

      1.5其他病害

      公路橋梁其它病害也有多種,基本有橋支座破損、混凝土掉脫、裂紋、混凝土碳化、橋頭跳車嚴重、橋面排水落石出暢、欄桿及人行道系損壞等?傊,只有分析和了解以上這些病害成因,才能科學的進行維修加固。

      2有效的加固方法

      公路橋梁的加固要根據病害的成因和現象,要因地制宜,考慮結構力學特點、及材料性能,進行科學的論證、優化設結構計、認真分析鑒定、提高加固維修過程中施工質量。不管用何種加固技術方法,必須要遵循經濟費用少、見效快、不影響交通、技術上可行、有較好耐久性等方面的要求。

      2.1橋面裂縫鋪裝加固方法

      橋面裂縫鋪裝加固方法主要是塞縫灌漿,把橋梁板面裂縫處填滿,填實。具體的是在微裂縫的水泥混凝土鋪裝層表面進行鑿毛清理,以使里面骨料露時,再用清水沖洗清潔將要加固修補的病害部位后,再進行表面涂平抹痕、內部充壓填實、深處灌漿方法,將性能好的水泥填料及防水粘結材料等塞縫填實,如水泥砂漿、環氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環氧樹脂硅、瀝青及各種化學補強劑等。在公路舊橋加固中,塞縫灌漿法比較普遍,效果較好。

      重新澆注新的混凝土橋面板橋梁混凝土表面和內層碎裂和脫落嚴重時或混凝土質量或施工狀況差,且無適用的修補方法時,就必須采用重新澆注新的混凝土橋面板的措施。施工時,將原有的行車道鋪裝全部拆除,再將行車道表面清掃干凈,必要時錨入適量短鋼筋,配置1~2層鋼筋網,澆筑整體化混凝土。

      2.2裂縫修補技術

      裂縫修補的目的在于恢復結構物的防水性和耐久性,主要技術有:

      2.2.1 表面處理

      使用砂輪、鋼絲刷或類似工具除去混凝土表面裂縫兩邊寬約 5 厘米范圍內的污物、灰塵等。油污要用稀料擦除。在微裂縫的表面涂抹填料及防水材料,以提高其防水性和耐久性。對于寬度發生變化的裂縫,要設法使用有伸縮性的材料。

      2.2.2 注漿法

      在裂縫中注入樹脂或水泥類材料,以提高其防水性及耐久性。主要注漿材料是環氧樹脂,多采用低壓低速注入法。環氧樹脂注入法與鋼釘并用,可以增強裂縫部位的整體性,是一種防止裂縫繼續發展的好辦法。

      2.2.3 充填法

      這是一種適合于修補較寬裂縫的方法,具體做法是沿裂縫鑿一條深槽,然后在槽內嵌補各種粘結材料,如水泥砂漿、環氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環氧樹脂硅、瀝青及各種化學補強劑等。

      2.2.4 表面噴涂法

      噴漿修補是一種在經鑿毛處理的裂縫表面,噴射一層密實而且粘度高的水泥砂漿保護層,來封閉裂縫的修補方法。噴漿前,需要把結構表面的剝離部分除去,再用水沖洗清潔,并在開始噴漿之前把基層濕潤,然后再開始噴漿。

      2.3公路橋梁上部結構的加固技術

      (1)粘貼鋼板加固法就是采用粘結劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結構受拉面或其他薄弱部位,使鋼板與加固混凝土結構形成整體,以提高構件的抗彎、抗剪能力,提高原結構的剛度,限制裂縫的開展,改善鋼筋與混凝土的應力狀態。當粘貼鋼板擬提高梁的抗彎強度時,鋼板粘貼在梁的底面。

      (2)當梁的強度、剛度、穩定性和抗裂性能不足時,通常采用增大構件截面、增加配筋、提高配筋率的加固技術。這種方法是增大梁底面或側面的尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度和抗彎強度,從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。

      (3)借助高速噴射機械,將新混凝土混合材料連續地噴射到已錨鋼筋網的受噴面上,凝結硬化而形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力斷面,增加補強鋼筋,加強結構的整體性,使其能承受更大的外荷載作用。

      2.4橋梁墩臺基礎的加固方法

      要看橋梁墩臺基礎的損壞程度多大,對結構情況損壞的內外分析,并在保證橋梁交通運行安全、和使用壽命延長時、減少投資、施工簡單方便情況下,進行有效的維修加固。

      一般常用的有水泥灌漿加固法、擴大墩臺基礎加固法、鋼筋混凝土套箍加固法、增補樁基加固法和人工地基加固法等。

      在橋梁墩臺結構左右、上下體系中、可采取縱向頂升法加固,增設墩柱或鋼架,用于過大沉降的橋梁結構;驒M向增設加橫勁梁或疊合梁加固,使橋梁墩、臺基礎穩定,承受力增強,或用支撐法或增設擋土墻法處理墩臺滑移。

      2.4.1體外預應力加固法

      運用預應借力的原理,在原有的力應構件上增添一定初始應力的一種加固方法。采用對受拉區施加預加壓力,可以抵消部分構件自重應力,起到大跨副度重力,減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。此體外預應力技術施工方便,能縮短施工工期,加固效果明顯,適用于大跨度或重型結構下的高應力橋梁。

      2.4.2植筋錨噴加固法

      既用施噴機具把噴射石全與錨桿、鋼筋網等配合使用的錨加固法,實踐證明,錨噴技術完全可以應用于橋梁上部結構的加固增強。因而又具有快凝、早期強度高的特點;錨噴技術不用或只用側向模板,其運輸、澆注、搗固合并為一道工序、設備簡單、占地面積小、施工機械化程度高、速度快、效率高、節省勞動力;可設計性強,即按照加固整治的實際需要可在拱腹下施噴形成各種結構類型。

      2.4.3補強加固法

      通過加大或修復橋梁構件來提高局部或整座橋梁承載能力的措施。因此橋梁加固工作一般以不更改原結構形式為原則,在兼顧經濟性的前提下,只有在較復雜的情況下,才可考慮更改結構形式。

      2.5鋼筋鋼索生銹的處理

      清理混凝土面雜質,對鋼筋除銹后即進行防銹處理:1)涂以防銹的環氧膠液等粘結劑;2)立模、配料澆筑,或噴漿,涂抹施工;3)對刷新噴涂或澆筑混凝土面進行表面處理。

      3結語

      總之,公路上的橋梁在長時間的交通運行,大量重荷載的運營情況下,定會出現或多或少、或大或小的病害。因此,只有認真分析找出的橋梁病害原因,提出和優化相應的維修加固方案,選取有效的、科學的、經濟性、施工簡單方便加固方法。同時橋梁加固的應盡量減少對原有結構的損傷,并充分利用原有的結構構件,且應保證原有結構保留部分的安全性與耐久性。這樣才具有顯著的經濟效益和社會效益。

      參考文獻:

      [1]王訓昭.公路橋梁加固機理及施工技術[J].黑龍江交通科技.2011(7).

      [2]王建春.公路橋梁缺陷的加固技術[J].黑龍江交通科技.2011(20).

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