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摘 要:随着我国交通运输科技事业日益快速发展,我国的公路桥梁使用耐久性与桥梁安全性已经逐渐成为国际社会普遍广泛关注的热点问题,桥梁桥体坍塌的重大事件频繁性地发生,严重威胁着广大人民干部群众的人身生命财产安全,给社会和国家带来了恶劣的社会影响和巨大经济损失。
关键词:公路桥梁;病害;加固技术
1 公路桥梁的常见病害及受损原因分析
按桥梁受损主体部位不同,可将高速公路工程桥梁结构常见主体受损情况分为三大类:横梁桥面主体受损和上部桥梁结构主体受损。公路上的桥梁裂缝损伤一般会在路桥的不同构成部位分别造成不同的桥梁病害,主要造成病害类型有桥梁裂缝、碳化、剥蚀、损害或造成缺损、沉降等。桥面护栏受损主要原因包括陇海公路高速桥梁上的桥面护栏铺装结构破损、栏杆和桥梁防撞层的护栏安装损伤及桥梁伸缩处接缝处锚固层和混凝土结构破损。第一,桥面基础铺装和基层严重受损主要原因来源于基础设计和工程施工。设计阶段除了要考虑对基层铺装整体下部结构的整体承载力进行计算外,还有必需充分考虑承载负荷和弯矩对整体铺装下部产生结构拉力和应力的直接影响,否则整体铺装极有可能在产生拉力和应力下降时产生较大裂缝从而导致结构破坏。此外,在基层施工铺装阶段,要注意严格控制基层上部框架结构的基层高度,使其与基层设计标准值的高度差距在施工允许高度范围内,否则可能会因基层厚度过高影响基层铺装的结构刚度和整体承载力。第二,栏杆及桥梁防撞层保护栏杆的损伤一般大多发生在桥梁使用初期阶段,主要原因包括由于大型交通车辆对桥梁防护栏杆的冲击从而造成的较大撞击程度损坏或防护产品过大程度变形,由于强风雨水直接侵蚀从而导致的混凝钢筋表层锈蚀和外部混凝构件表层腐蚀,水分直接进入钢筋混凝土内部從而导致混凝钢筋发生锈胀从而产生的钢筋裂缝等。第三,伸缩缝的背墙混凝土由于直接无法承受受力车轮反复受力冲击,或未完全达到工程设计规定强度,或与连接背墙上的混凝土连接结合不好,或连接背墙上的混凝土施工质量差等多种原因,造成了与伸缩缝连接部位背墙混凝土严重破损。
2 公路桥梁工程加固的措施
公路结构桥梁一旦出现这些病害往往会对一些道路结构桥梁的整体结构性能产生非常不利的不良影响,进而直接影响一些公路结构桥梁的通行质量,不但直接影响到人行车安全,也甚至会极大地直接降低一些公路结构桥梁的正常使用寿命。传统的隧道加固和桥梁修复施工方法都比较单一,采用多种加固方法有机地相结合的加固方式,做到取长补短,以充分满足高速公路隧道桥梁整体使用性能要求和桥梁承载力量的要求,同时又不断地降低其某一个方面的使用性能。
2.1 桥面层补强加固法
桥面抗压补强层整体加固的方法主要是通过在梁顶(抗压桥面)上进行加固预铺一层整体钢筋混凝土补强层,使其与桥梁原有一个主抗压桥梁整体结合起来形成一个坚固整体,从而有效增加抗压桥梁原有主梁的结构高度,增大原有抗压桥梁截面板的面积及提高桥面主梁整体的结构刚度的加固方法,这也是对于提高高速公路工程桥梁整体承载力的一种十分有效的加固方法。为了能够使老旧桥梁重新补强的表层逐渐增加的桥梁恒定承载面积减到最小,一般将原来属于桥面的多余表层缝隙进行彻底凿除,而且还需要能够同时使新老补强层很好的相互结合,共同能够承受桥梁重力。目前,在许多大型桥梁的施工加固处理过程中,对于同一或两座新的桥梁,针对两座桥梁不同的加固部位、构件以及桥梁改造后的原因,同时它也采用了多种不同的桥梁加固处理方法。
2.2 粘贴碳纤维增强塑料加固法
碳纤维基体复合材料通常由聚碳纤维和其他基体材料组成。加固钢筋混凝土主体结构时采用的复合纤维材料目前主要类型有三种:一类玻璃复合纤维、碳纤维和一种芳纶复合纤维。纤维素和复合材料的流体力学主要特点之一是其中的应力势和应变量完全是非线性有弹性,不可能存在屈服点或不可塑性应变区。由于公司碳纤维复合材料产品具有高强,轻质,耐酸碱腐蚀,耐疲劳等优异的热物理和动力学性能,以及现场生产施工便捷,碳纤维布的高度抗拉运动强度一般规定为3 550 MPa,弹性纤维模具的重量一般为2.35*105 MPa。
2.3 扩大基础加固法
扩大全国公路高速桥梁主体基础底甲板面积的方法加固这种方法就是一种扩大桥梁基础面积加固的方法。这种设计方法特别适用于大型桥梁墩台基础主体承载力严重不足,而桥梁墩台基础是基于砖石或钢筋混凝土等非刚性结构实体的这种情况。当出现桥梁内部基础的受力沉降极不均匀,且桥梁地基上的土质比较坚实的情况时候,就当然可以考虑使用这种扩大桥梁基础面的法则来进行桥梁加固。对于部分地基桥梁底部的基层地基桥梁承载力支撑不足的变形问题,可在部分桥梁底部基础之下进行打入一定程度数量的地基桩,从而有效提高底部地基的基础承载力,桩的打入数量则主要根据底部地基桥梁变形严重程度大小来进行计算。采用这种加固方法的主要优点也就是整个施工过程比较的简单,其它的缺点也就是必须能够使新老旧的基础桥梁连成两个一体,共同能够承受整个桥梁上部的巨大荷载,因此需要加固的桥梁费用比较高,加固的桥梁效果也不容易得到控制。
2.4 高压旋喷注浆加固法
所谓一台高压旋转直喷注水砂浆墙体加固施工方法,就是先通过使用高压注浆用水管直接钻入混凝地基,使其快速旋转并且匀速向下提升,与此同时把其他浆液从高压喷嘴里面快速喷出,使混凝土体受到冲击造成破坏,使用一台高压旋喷流动机切割混凝土层并将其搅碎,从而使其形成一些颗粒状,有些被其他浆液直接带出,而另一些则和其他浆液直接混合在一起。在建筑浆液连续凝固的作用过程中,形成固定的结体,这种固定的结体应具有一定的结构强度和具有抗雨水渗透的作用能力,从而对公路桥梁上的地基结构进行分层加固。这种施工方法不仅用途很广,而且这种加固桥梁地基的方法质量可靠加固效果好,成本比较低,施工比较简单,目前已逐渐发展成为现代我国高速公路隧道桥梁结构墩台以及基础结构加固的常用施工方法之一。
3 结论
公路隧道桥梁工程建设已经是当前我国公路交通体系建设中非常重要的几个一环,对于今后我国的国民经济社会建设和国民社会经济发展中都有着非常重要的推动作用。当前现代公路工程桥梁由于长期使用桥梁频率大,承载的桥梁重量越来越大,致使各种诸如桥梁裂缝出现问题、地基基层沉降、梁端头桥梁破损以及钢筋混凝土基层碳化等重大问题时有发生,严重影响了现代公路工程桥梁的施工质量,正因为如此,在新的经济发展形势背景下,非常紧迫有必要不断加强对现代公路工程桥梁施工质量的技术保障,加固施工技术在现代公路工程桥梁建设施工中得到应用也就逐渐成为了必然,具有非常重要的技术现实意义和技术应用价值。
参考文献:
[1]妥群.道路桥梁的常见结构病害及加固技术[J].绿色环保建材,2019(3):113-114.
[2]缪剑波.道路桥梁的常见结构病害及加固技术[J].门窗,2020(3):183.
[3]王浩.浅谈道路桥梁的常见结构病害及加固技术[J].城镇建设,2020(3):172.
[4]王海金.道路桥梁工程结构的病害与加固技术[J].信息周刊,2020(2):1.
[5]秦宁伟,唐帅帅.道路桥梁常见病害分析及维修加固技术研究[J].建筑·建材·装饰,2020(7):65-66.
关键词:公路桥梁;病害;加固技术
1 公路桥梁的常见病害及受损原因分析
按桥梁受损主体部位不同,可将高速公路工程桥梁结构常见主体受损情况分为三大类:横梁桥面主体受损和上部桥梁结构主体受损。公路上的桥梁裂缝损伤一般会在路桥的不同构成部位分别造成不同的桥梁病害,主要造成病害类型有桥梁裂缝、碳化、剥蚀、损害或造成缺损、沉降等。桥面护栏受损主要原因包括陇海公路高速桥梁上的桥面护栏铺装结构破损、栏杆和桥梁防撞层的护栏安装损伤及桥梁伸缩处接缝处锚固层和混凝土结构破损。第一,桥面基础铺装和基层严重受损主要原因来源于基础设计和工程施工。设计阶段除了要考虑对基层铺装整体下部结构的整体承载力进行计算外,还有必需充分考虑承载负荷和弯矩对整体铺装下部产生结构拉力和应力的直接影响,否则整体铺装极有可能在产生拉力和应力下降时产生较大裂缝从而导致结构破坏。此外,在基层施工铺装阶段,要注意严格控制基层上部框架结构的基层高度,使其与基层设计标准值的高度差距在施工允许高度范围内,否则可能会因基层厚度过高影响基层铺装的结构刚度和整体承载力。第二,栏杆及桥梁防撞层保护栏杆的损伤一般大多发生在桥梁使用初期阶段,主要原因包括由于大型交通车辆对桥梁防护栏杆的冲击从而造成的较大撞击程度损坏或防护产品过大程度变形,由于强风雨水直接侵蚀从而导致的混凝钢筋表层锈蚀和外部混凝构件表层腐蚀,水分直接进入钢筋混凝土内部從而导致混凝钢筋发生锈胀从而产生的钢筋裂缝等。第三,伸缩缝的背墙混凝土由于直接无法承受受力车轮反复受力冲击,或未完全达到工程设计规定强度,或与连接背墙上的混凝土连接结合不好,或连接背墙上的混凝土施工质量差等多种原因,造成了与伸缩缝连接部位背墙混凝土严重破损。
2 公路桥梁工程加固的措施
公路结构桥梁一旦出现这些病害往往会对一些道路结构桥梁的整体结构性能产生非常不利的不良影响,进而直接影响一些公路结构桥梁的通行质量,不但直接影响到人行车安全,也甚至会极大地直接降低一些公路结构桥梁的正常使用寿命。传统的隧道加固和桥梁修复施工方法都比较单一,采用多种加固方法有机地相结合的加固方式,做到取长补短,以充分满足高速公路隧道桥梁整体使用性能要求和桥梁承载力量的要求,同时又不断地降低其某一个方面的使用性能。
2.1 桥面层补强加固法
桥面抗压补强层整体加固的方法主要是通过在梁顶(抗压桥面)上进行加固预铺一层整体钢筋混凝土补强层,使其与桥梁原有一个主抗压桥梁整体结合起来形成一个坚固整体,从而有效增加抗压桥梁原有主梁的结构高度,增大原有抗压桥梁截面板的面积及提高桥面主梁整体的结构刚度的加固方法,这也是对于提高高速公路工程桥梁整体承载力的一种十分有效的加固方法。为了能够使老旧桥梁重新补强的表层逐渐增加的桥梁恒定承载面积减到最小,一般将原来属于桥面的多余表层缝隙进行彻底凿除,而且还需要能够同时使新老补强层很好的相互结合,共同能够承受桥梁重力。目前,在许多大型桥梁的施工加固处理过程中,对于同一或两座新的桥梁,针对两座桥梁不同的加固部位、构件以及桥梁改造后的原因,同时它也采用了多种不同的桥梁加固处理方法。
2.2 粘贴碳纤维增强塑料加固法
碳纤维基体复合材料通常由聚碳纤维和其他基体材料组成。加固钢筋混凝土主体结构时采用的复合纤维材料目前主要类型有三种:一类玻璃复合纤维、碳纤维和一种芳纶复合纤维。纤维素和复合材料的流体力学主要特点之一是其中的应力势和应变量完全是非线性有弹性,不可能存在屈服点或不可塑性应变区。由于公司碳纤维复合材料产品具有高强,轻质,耐酸碱腐蚀,耐疲劳等优异的热物理和动力学性能,以及现场生产施工便捷,碳纤维布的高度抗拉运动强度一般规定为3 550 MPa,弹性纤维模具的重量一般为2.35*105 MPa。
2.3 扩大基础加固法
扩大全国公路高速桥梁主体基础底甲板面积的方法加固这种方法就是一种扩大桥梁基础面积加固的方法。这种设计方法特别适用于大型桥梁墩台基础主体承载力严重不足,而桥梁墩台基础是基于砖石或钢筋混凝土等非刚性结构实体的这种情况。当出现桥梁内部基础的受力沉降极不均匀,且桥梁地基上的土质比较坚实的情况时候,就当然可以考虑使用这种扩大桥梁基础面的法则来进行桥梁加固。对于部分地基桥梁底部的基层地基桥梁承载力支撑不足的变形问题,可在部分桥梁底部基础之下进行打入一定程度数量的地基桩,从而有效提高底部地基的基础承载力,桩的打入数量则主要根据底部地基桥梁变形严重程度大小来进行计算。采用这种加固方法的主要优点也就是整个施工过程比较的简单,其它的缺点也就是必须能够使新老旧的基础桥梁连成两个一体,共同能够承受整个桥梁上部的巨大荷载,因此需要加固的桥梁费用比较高,加固的桥梁效果也不容易得到控制。
2.4 高压旋喷注浆加固法
所谓一台高压旋转直喷注水砂浆墙体加固施工方法,就是先通过使用高压注浆用水管直接钻入混凝地基,使其快速旋转并且匀速向下提升,与此同时把其他浆液从高压喷嘴里面快速喷出,使混凝土体受到冲击造成破坏,使用一台高压旋喷流动机切割混凝土层并将其搅碎,从而使其形成一些颗粒状,有些被其他浆液直接带出,而另一些则和其他浆液直接混合在一起。在建筑浆液连续凝固的作用过程中,形成固定的结体,这种固定的结体应具有一定的结构强度和具有抗雨水渗透的作用能力,从而对公路桥梁上的地基结构进行分层加固。这种施工方法不仅用途很广,而且这种加固桥梁地基的方法质量可靠加固效果好,成本比较低,施工比较简单,目前已逐渐发展成为现代我国高速公路隧道桥梁结构墩台以及基础结构加固的常用施工方法之一。
3 结论
公路隧道桥梁工程建设已经是当前我国公路交通体系建设中非常重要的几个一环,对于今后我国的国民经济社会建设和国民社会经济发展中都有着非常重要的推动作用。当前现代公路工程桥梁由于长期使用桥梁频率大,承载的桥梁重量越来越大,致使各种诸如桥梁裂缝出现问题、地基基层沉降、梁端头桥梁破损以及钢筋混凝土基层碳化等重大问题时有发生,严重影响了现代公路工程桥梁的施工质量,正因为如此,在新的经济发展形势背景下,非常紧迫有必要不断加强对现代公路工程桥梁施工质量的技术保障,加固施工技术在现代公路工程桥梁建设施工中得到应用也就逐渐成为了必然,具有非常重要的技术现实意义和技术应用价值。
参考文献:
[1]妥群.道路桥梁的常见结构病害及加固技术[J].绿色环保建材,2019(3):113-114.
[2]缪剑波.道路桥梁的常见结构病害及加固技术[J].门窗,2020(3):183.
[3]王浩.浅谈道路桥梁的常见结构病害及加固技术[J].城镇建设,2020(3):172.
[4]王海金.道路桥梁工程结构的病害与加固技术[J].信息周刊,2020(2):1.
[5]秦宁伟,唐帅帅.道路桥梁常见病害分析及维修加固技术研究[J].建筑·建材·装饰,2020(7):65-66.