隨著我國社會經濟和交通事業的快速發展,歷年來修建在城鎮和各級公路上的橋梁承擔著非常大的交通荷載和交通量。當時社會發展緩慢,缺乏遠見卓識。大橋投入運營後,運營管理長期滯後,托管制度建設和隊伍建設長期被忽視,托管費用被擠占挪用,運營車輛長期普遍超載和嚴重超載現象未得到遏制,橋梁技術狀況未得到及時、詳細的觀察和掌握。許多農業、公路和城市橋梁出現了各種各樣的病害,如橋面損壞、欄桿斷裂、伸縮縫損壞、橋頭跳車、梁板或拱裂縫、混凝土剝落、鋼索腐蝕、鋼結構裂縫腐蝕、墩臺斷裂位移、擋土墻傾斜錯位、錐坡坍塌、墩臺基礎空鼓等。這種惡劣的狀況不僅會大大縮短橋梁的使用壽命,還會威脅過往人員和車輛的安全,成為壹座危橋,成為政府、管理部門和人民群眾的壹大擔憂和憂慮。
壹,橋梁病害的成因
橋梁結構應有足夠的強度來承受重力和作用在其上的附加力;結構的所有部分必須有足夠的剛度,使其在載荷下不會產生過大的撓曲和變形;結構各部分的尺寸必須合適,使構件在承受軸向壓力時不會屈曲而失去穩定性。同時,結構還應具有較高的耐久性。由於作用荷載的隨機性、材料強度的離散性、制造和施工質量的離散性、計算假設的近似性,橋梁結構在長期使用過程中出現病害,具體原因如下:
1.原設計荷載較低,交通發展後車輛荷載增加,橋梁因承載力不足而損壞。
2.結構設計存在缺陷,如橋梁結構不當、設計假設不合理等。
3.橋梁施工質量差,不按設計要求和施工規定執行。
4.不重視橋後養護工作,未能及時消除已發生的病害。
5.洪水等自然災害損壞了橋梁。
6.滑坡、軟基等不良地質條件導致橋梁病害。
二、橋梁加固的壹般流程
橋梁結構損壞後,需要采取措施進行加固、維修或更換。橋梁加固工程壹般應遵循以下工作程序:
結構可靠性鑒定-確定加固方案-加固設計-施工組織設計-施工及驗收。
結構可靠性鑒定主要是對患病結構的疾病狀況進行診斷。加固方案如同藥方,加固設計是現行規範和相關標準對加固方案的深化過程。加固施工是按照加固設計對加固結構進行加固的施工過程。對於大型結構加固,為了保證質量和安全,施工前應編制施工組織設計。
三、橋梁加固技術
橋梁的加固改造可分為橋梁結構的裂縫修補和加固。下面介紹它的特點和適用場合。
(壹)裂紋修復技術
裂縫修補的目的是恢復結構的防水性和耐久性。主要技術有:
1.表面處理方法,在微裂縫表面塗覆填料和防水材料,提高其防水性和耐久性。對於不同寬度的裂縫,盡量使用柔性材料。
2.灌漿法,將樹脂或水泥材料註入裂縫中,以提高其防水性和耐久性。灌漿材料主要是環氧樹脂,常采用低壓低速註漿法。環氧樹脂註射和鋼釘的結合可以增強裂縫部位的完整性,是防止裂縫發展的好方法。
3.填充法,這是壹種適用於修補寬裂縫的方法。具體做法是沿裂縫挖壹個深槽,然後在槽內填充各種粘結材料,如水泥砂漿、環氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環氧樹脂矽、瀝青、各種化學增強劑等。
4.表面噴塗法,噴漿修補是在拉毛後的裂縫表面噴塗壹層致密、高粘度的水泥砂漿保護層來封閉裂縫的壹種修補方法。在噴射混凝土之前,必須清除結構表面的剝落部分,然後用水沖洗,並在噴射混凝土之前濕潤基底,然後開始噴射混凝土。
5.粘貼鋼板密封法,當鋼筋混凝土構件出現主拉應力裂縫時,可先對裂縫進行處理,然後在裂縫處粘貼鋼板,並用膨脹螺栓對鋼板加壓。鋼板的粘結方向應垂直於裂紋方向。
(二)橋梁加固技術
1、橋梁上部結構加固技術
(1)橋面加固方法
在梁頂鋪設鋼筋混凝土層,壹般先鑿除橋面,與原主梁形成壹個整體,以增加主梁的有效高度,提高橋梁的橫向荷載分配能力,從而達到提高橋梁承載能力的目的。
(2)加大截面和加固方法
當梁的強度、剛度、穩定性和抗裂性不足時,通常采用增大構件截面、增大配筋率等加固方法。這種方法就是增加梁底或梁側的尺寸,增加主筋,提高梁的有效高度和抗彎強度,從而提高橋梁的承載能力。這種方法廣泛應用於橋梁和拱橋的拱肋加固。
(3)錨噴加固法
借助高速噴射機械,將新拌混凝土連續噴射在錨固鋼筋網的噴射面上,硬化後的表面形成鋼筋混凝土,從而增加橋梁的受力截面和鋼筋,加強結構的整體性,使其能承受更大的外荷載。
(4)粘貼鋼板加固法
當交通量增大、主梁承載力不足或發生嚴重銹蝕時,梁板橋的主梁會出現嚴重的橫向裂縫。利用膠粘劑和錨栓,將鋼板粘貼錨固在混凝土結構的受拉邊緣或薄弱部位,與結構形成壹個整體,用鋼板代替附加鋼筋,提高梁的承載能力。這種加固方法的特點是:
(1)需要破壞鋼筋原有結構尺寸;
(2)工藝簡單,施工質量易於控制;
③建設周期短。
(5)增設縱梁加固方法
在橋墩基礎具有良好的安全性能和足夠的承載力的情況下,可以增加壹個承載力高、剛度大的新縱梁,新梁與舊梁連接,使* * *承受同樣的力。由於新增主梁後荷載在橋梁結構中重新分布,降低了原梁上的荷載,提高了加固後橋梁的承載力和剛度。當增加的縱梁位於主梁的壹側或兩側時,具有加寬的作用。
為了保證新老混凝土能夠共同工作,必須註意新老梁之間的橫向連接。
(6)增加壹組拱架加固拱圈。
在原主拱圈的腹側表面下增加壹層新的拱圈,即貼在原拱圈的底面,澆註或噴射新的拱圈,看起來就像是在原拱圈下的新拱圈。
2、橋梁下部結構加固技術
(1)擴大基礎加固法
這種方法適用於地基承載力不足或埋深過淺,橋墩為磚石或混凝土剛性實體基礎的情況。擴大基礎底面積應通過校核基礎強度來確定。
(2)補充樁基加固法
當橋墩基礎下有軟弱墊層時,橋墩發生沈降;采用補充樁基加固法是壹種常用而有效的方法。這種方法就是在樁基周圍增加鉆孔灌註樁,提高地基的承載力和穩定性。
(3)鋼筋混凝土箍或護套加固法
當橋梁的墩臺因基礎埋深不足或施工質量控制不嚴而開裂時,有時會出現貫通性裂縫,可采用鋼筋混凝土環帶或鋼箍進行加固。
(4)橋臺新輔助擋墻加固方法
由於橋臺背上的水平土壓力過大,橋臺是傾斜的,因此應在橋臺背後修築擋土墻來抵抗過大的土壓力。
(5)墩臺加寬加固方法
利用橋梁基礎,懸臂加寬部分由橋墩蓋梁挑出,用於上部結構的安裝。在這種情況下,只對橋墩上部的蓋梁進行加寬,不需要對墩身和基礎進行加固。
(三)橋梁結構加固新技術——錨噴
隨著噴漿機械的發展和速凝劑的采用,人們將噴漿堿與錨桿、鋼筋網結合使用,促進了錨噴技術的進步。實踐證明,錨噴技術完全可以應用於橋梁上部結構的加固。噴矽的性能與普通現澆矽相比,噴矽在工藝材料和結構上有很多優勢。施工中需要添加速凝劑,因此具有凝結快、早期強度高的特點;錨噴技術不使用或僅使用側模,其運輸、澆築、搗固合二為壹,設備簡單,占地面積小,施工機械化程度高,速度快,效率高,省工;可設計性強,即根據加固改造的實際需要,可噴塗在拱腹下,形成各種結構型式;不會中斷交通。
四。公路橋梁管理
加強公路橋梁的管理、養護和加固,使其處於正常的工作狀態,充分發揮橋梁的作用,是公路管理部門的壹大任務。橋梁超限運輸管理具有工期短、要求高、工作量小、前期工作量大的特點。公路超限運輸壹般服務於國家或省的重點建設項目。我們的初步經驗是:
(1)對於經常超高的路段,要重點對改造路段上的大小橋梁進行檢查和管理,收集原始檔案資料,掌握其動態,並根據其技術和承載能力編制相應的加固處理方案,需要審批的及時按程序報批;
(2)施工中其技術嚴格按照業主已批準的加固方案進行施工,註意重點、制約項目:
(3)註意加固工程原始資料的收集和整理,為今後的加固工程積累經驗;
④充分調動基層單位的積極性,正確處理責、權、利關系。公路橋梁的維修加固也屬於橋梁工程,不能輕言重修。橋梁維修加固沒有現成的規範和標準圖,橋梁病害復雜,病害原因難以確定,所以橋梁加固比新建更難。因此,應充分重視公路橋梁的管理,加大資金投入,使其保持良好的工作狀態,確保公路運輸安全。
橋梁工程同仁在鐵路、城建、公路系統從事橋梁、水文、建築等土木工程的養護、科研、試驗、驗證、大修加固、施工、設計和施工管理工作,積累了豐富的實踐經驗。希望同仁們對大量的病橋、危橋進行分析研究,進行加固設計和施工,對曾經為人們工作過的橋梁進行“救死扶傷”,讓中國傳統文化中的良性之物——橋梁繼續工作下去,健康造福人們。
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