由於作用荷載的隨機性、材料強度的分散性、制造和施工質量的分散性、計算假設的近似性,橋梁結構在長期使用過程中存在病害。具體原因有:原設計荷載較低,交通發展後車輛荷載增加,橋梁因承載力不足出現病害;結構設計存在缺陷,如橋梁結構不當、設計假設不合理;橋梁施工質量差,不按設計要求和施工規定執行;不重視橋梁的後期維護,未能及時消除已經發生的病害;洪水等自然災害損壞橋梁;滑坡、軟基等不良地質條件導致橋梁病害。
2橋梁常見病害
2.1主拱圈裂縫病害
主拱圈波浪有縱向裂縫。檢查中,經常發現各孔波浪頂部有縱向裂縫,肋與波浪連接處有裂縫,大部分孔拱波與拱肋連接處有裂縫,各孔拱肋處有裂縫,多孔拱肋處有橫向裂縫,多為U型裂縫。這些裂縫多發生在拱頂前後約10m範圍內,以及橫梁處的裂縫。
2.2鋼筋腐蝕疾病
鋼筋銹蝕時,銹蝕部分的體積可膨脹到原體積的10倍以上,從而擠壓周圍的混凝土,使混凝土開裂、剝蝕,減小截面的有效尺寸,導致結構的承載能力降低,銹蝕和剝蝕,減小截面的有效尺寸,導致結構的承載能力降低。腐蝕的直接後果是鋼筋的截面積減小。鋼筋銹蝕還會降低混凝土對鋼筋的粘結力,銹蝕流出,在結構表面形成銹蝕,影響結構外觀。
2.3橋墩基礎病害
橋墩基礎在常年使用過程中,不僅要承受上部結構荷載,還要承受土壓力、風力、流水壓力、冰壓力、浮力等各種力。此外,由於自然界各種因素的影響和越來越重的車輛過橋,橋墩和橋臺基礎往往承受過大的荷載,因此橋墩和橋臺會受到不同程度的損壞。
2.4主梁裂縫和變形病害
主梁裂縫多發生在錨跨中部梁的下緣(正彎矩區)和懸臂梁根部上緣(負彎矩區),後者多貫穿整個巷道翼板。這種裂縫很明顯是由於大量重型車輛通過導致橫梁受拉區開裂,屬於正常現象。但由於負彎矩區存在裂縫,雨水容易從裂縫滲入梁內,造成鋼筋銹蝕,混凝土強度降低。
3公路橋梁加固方法
3.1橋面鋪裝加固
如果是局部損壞,用鑿毛的方法將損壞部分的表面清理幹凈,然後刷同標號的水泥砂漿或其他粘結材料,再鋪壹層水泥混凝土路面。如果橋面損壞特別嚴重,必須將車行道原有路面全部拆除清理幹凈,然後重新澆築混凝土橋面。必要時錨固適量短鋼筋,配置1 ~ 2層鋼筋網。或者在舊橋面上重新鋪壹層混凝土或者鋼筋混凝土加固。這種方法不僅可以修復有裂縫和剝落的破損橋面,而且可以增加高原梁板的有效高度,提高梁板的抗彎能力,改善鉸接梁板荷載的橫向分布,從而提高橋梁的承載能力。
3.2伸縮縫的維護和加固
應註意膨脹節的日常維護。如有損壞或功能失效,應根據缺陷程度決定是否修理、更換或完全更換膨脹節。如果鋪裝層損壞,應鑿毛重新鋪裝,並將損壞部分鑿毛(或鑿毛),清除舊料後再澆築新的面層。如果材料老化、斷裂、變形,不能正常運行,應及時拆除更換新的膨脹節。
3.3粘貼碳纖維增強塑料加固法
利用特殊樹脂將碳纖維粘貼在混凝土結構的受拉表面,碳纖維與原結構形成新的受力整體,碳纖維與鋼筋共同承擔荷載,降低了鋼筋的應力,從而達到結構的補強加固效果。
3.4橋梁下部結構加固方法
橋臺,尤其是高度較大的橋臺,承受著交通荷載和土壓力,常見的病害有橋臺開裂凸出、翼墻坍塌、開裂錯位等。對於跨度小、水流小的石拱橋,可以采用鋼筋混凝土框架進行加固。
3.5使用漸變混凝土樁減少路堤沈降。
采用漸變混凝土樁是消除橋頭跳車的有效方法。漸變的含義是指逐漸改變橋頭引道下沈的方法,將高差突變路段的無限縱坡變為有限縱坡,使行車舒適。混凝土樁是將路基水平面內的荷載轉化為縱斷面內的荷載的壹種手段,即把路基內原有的荷載轉化為混凝土樁內的荷載。
3.6采用加筋土橋臺
土工格柵可用於橋頭跳車處理,它利用土工格柵變形的連續性及其高強度、高彈性、大變形的特點,將交通荷載和上部土體的自重荷載部分轉移到橋臺上,並將荷載分散到更大的範圍,從而減輕對下部土體的壓力,減少橋臺臺背填土的總沈降量,將臺背與填土交界處的臺階式沈降變為連續的逐漸沈降。
3.7使用橋頭搭板減少橋頭跳車。
設置搭板可以使柔性路堤中產生的較大沈降逐漸過渡到剛性橋臺,大大減少車輛通過時的跳車現象。橋臺板長應根據路基允許工後沈降值計算,壹般為3-15m,壹般為6-8m。當橋頭引道為剛性路面時,板的縱坡可與路面設計縱坡平行(稱為水平板)。當引道為柔性路面時,引道板的遠平臺端往往置於路面與基層之間(稱為斜引道板);為了避免第二趟,也可以設置變厚度板,即在板的末端加壹塊長度約為3-5米的淺變厚度板,使路面剛度逐漸向路堤方向變化。
3.8保證橋頭自然沈降周期。
從施工開始,就要求所有橋涵後面的路基內不允許有堆料場和材料加工場地。當橋臺柱澆築到強度或涵洞蓋板安裝完成後,開始進行橋臺臺背回填,以盡可能增加橋頭填土的自然沈降期。合理確定工期。根據路基土的力學性質及相關數據,路基第壹年完成總沈降量的70%-80%,三年完成90%。因此,從施工期來看,路面基層施工前應保證1年的自然沈降期。
4公路橋梁加固的重要性
4.1公路橋梁服役期內,任何壹座橋梁都會成為舊橋。
早期修建的橋梁,由於當時人們對路面功能和病害的認識有限,往往存在配筋過小、鋼筋直徑過細、路面與承重構件界面不穩定等問題。因為橋梁是建在地球上的特殊產物,它不僅受自然環境(如大氣腐蝕、溫濕度變化等)的影響。),還受使用環境的影響,所以很難避免損壞。
4.2從經濟上分析,橋梁加固可以節省大量投資,收到良好的社會效益和經濟效益。
4.3同時,橋梁的改造加固不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務水平,還可以更大程度地消除交通安全隱患。從發展分析,公路舊橋加固有利於促進橋梁建設的可持續發展。既滿足現代人的需求,又不損害後代人滿足需求的能力,又能使經濟、社會、資源、環境保護協調發展。
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