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与新建桥梁工程相比,服役桥的维修加固施工有不少特点。首先,维修加固的标准与设计时所采用的标准往往会有不同。由于服役有建筑物的存在,以及未来使用年限要求的不同,桥梁加固或改建的标准不可能与设计时所采用的标准完全相同。比如,服役桥的荷载等级假设是汽车-13级,而经加固后,其荷载等级可能会提高[1]。故应在保证行车安全的前提下,根据使用要求和耐久性要求的具体情况,正确地掌握和提出加固或改建的有关标准要求。其次,维修加固工作的难度要比新建时大。维修加固桥梁建筑物的工作必须在不妨碍交通的条件下进行,因此,往往会增加不少困难。即使会使施工产生困难,也必须尽量照顾交通。为此,在桥梁维修加固工作中,应从设计上和施工组织上采取有效措施,尽量减少对交通的影响。再者,桥梁的维修加固工作应充分利用原有结构。桥梁的维修加固,应在对原有结构作周密、细致检查评定的基础上,合理利用原有结构,能不更换原有结构的就不更换,能充分利用服役桥的,要充分利用。
2.桥梁加固的工作内容及步骤
2.1桥梁加固的工作内容
桥梁加固与改建工作的主要内容:对发生重大病害和不能满足运输要求的桥涵设备彻底进行整治加固、改善和更新。目的是恢复原有桥梁建筑物的整体使用效能和延长使用年限;提高原有桥梁建筑物的荷载等级和通过能力。桥梁加固与改建工作的主要内容有:
对服役桥上部构件进行加固;对服役桥下部构件进行加固;拓宽桥梁的行车道或人行道;升高桥梁上部构造的高度;更换桥梁行车道路面或引桥路面的结构;部分或全部更换桥梁损坏或破服役了的结构物。
桥梁的加固与改建工作,应充分利用原有的部分,凡能加固的,则不宜改建。如能部分改建的,则不应全部改建。
2.2桥梁加固的工作步骤
对服役桥进行维修加固,一般可采用如下的步骤:
(1)检查桥梁现状及损坏情况;
(2)调查桥梁历史技术资料及现有交通状况;
(3)提出维修加固或改建方案并进行分析比较;
(4)确定方案并付诸实施,即进行维修加固或改建施工。
3.桥梁加固的原则及方法
3.1桥梁加固的原则
(1)桥梁加固是一种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施。因此,桥梁加固工作一般以不更改原建筑形式为原则,只有在复杂的情况下,才更改其结构。
如仅加固仍不足以适应交通运输的需要,必须进行重建桥梁的一部或全部时,则重建桥梁需考虑到将来的发展,并按现行桥梁设计及施工规范进行设计与施工。
(2)桥梁加固可以有各种不同的方式,视服役桥的情况,承载能力的减弱程度以及今后的任务而变。桥梁的加固一般有如下几种[2]:
1)扩大或增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度。
2)以新的结构代替服役的应力不够的结构。
3)改变原结构的受力体系,使原结构减少受力。
4)对原结构施加外应力(如预应力),以改变原结构的受力图形,达到提高桥梁刚度和强度的目的。
(3)采用扩大或增加桥梁构件截面的方法进行加固时,应特别注意新加部分与原有部分的结合,使其成为一个整体起到加固作用。
(4)不管采用何种加固方案,都应考虑投资少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好的耐久性等方面的要求。3.2桥梁加固的主要方法
3.2.1扩大或增加构件截面法
(1)桥面补强层加固法
通过一定的工艺和结构措施,在梁顶面(桥面)上加铺一层钢筋混凝土面层,使其与原有主梁形成整体,达到加厚主梁高度和增大梁的抗压截面的目的,以提高桥梁的承载能力。其特点是:
1)施工简便,亦较经济,但加铺梁面层后,静载增加,承载能力提高不显著;
2)施工需凿除原有桥面铺装,同时考虑到新服役混凝土相结合,新浇混凝土的干燥收缩影响等,尚需设置连续钢筋和钢筋网等;
3)此法利于在抗压截面较小的场合使用;
4)浇筑后混凝土须经养护,故必须对交通加以限制。
(2)增大梁截面和配筋加固法
在梁底或侧面,加大钢筋混凝土截面(增配主筋),使梁抗弯截面加大,提高梁的承载能力,其特点是:
1)为加强新服役混凝土的结合,需对服役梁面凿毛工作,操作麻烦、凿除工作量大,常需在桥下搭设脚手架;
2)对T形梁有采用底面及侧面同时加大,以及底部马蹄形加大两种加固形式;
3)加固效果显著,适用于梁桥及拱桥对拱圈的加固。
(3)钢板粘贴或增设其他钢梁,以作成组合梁的加固法
用环氧树脂类粘结剂,将钢板(或槽钢)粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是:
1)不需要破坏被加固的原有结构物;
2)加固工程几乎不增大原结构的尺寸;
3)尽管工程质量要求很高,但施工时并不要求高级的专门技术人员操作;
4)能在短期内完成加固工程;
5)几乎可以不改变具有历史价值建筑物的原有艺术特点。
(4)粘贴炭纤维布加固法
碳纤维是一种高新材料,它有着优异的力学性能,是在几千度的高温下经特殊工艺制造出的一种高科技产品。用环氧树脂类粘结剂,将炭纤维粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以炭纤维布代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是[1]:
1)优异的力学性能。可有效应用于多种形式的结构补强,包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展等等;
2)优异的化学稳定性。碳纤维片具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线和防水能力,具有足够的适应气温变化的能力,外加防火涂料后可以有效地防火。因此,可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力,延长构件寿命;
3)材料本身质轻高强。可以不增加结构体积和不改变结构外形,增加的结构重量可以忽略,便于用所需的色彩涂装,而不留补强痕迹,这是其他方法不可比拟的;
4)施工工序简单。可用小型电动工具操作,工种少,用工少,工期短,进度快,更有资料表明能在持续交通有震动的情况下施工,而不影响补强效果,从而大大缩短施工断交的时间,具有较大的经济效益和社会效益。
3.2.2改变结构体系法
(1)增设纵梁法
在墩台地基安全性能好、并有足够承载能力的情况下,可增设承载力高和刚度大的新纵梁。当基础承载力不足时,必须对基础采取加固措施。新增主梁与服役梁连接,共同受力,从而达到提高桥梁承载力的目的。当新增主梁位于两侧时,则兼有加宽的作用[3]。
(2)增设立柱或桥墩,使简支变连续,或改桥为涵的改变结构体系法
通过改变桥梁结构体系,如在简支梁下增设支点(墩台),缩短桥跨,或把相邻两跨简支梁加以连接,从而使简支梁变成连续梁。对于小桥,还可采用改桥为涵的形式,来提高桥梁的承载能力。前者,一般为临时通过重车的应急措施,后者则必须视通航及排洪灌溉而定。
随着我国公路交通运输事业的蓬勃发展,新建桥梁不断涌现,而原有桥梁也在不断地老化。服役桥的加固是一项具有现实意义而又复杂的工作,它所需要考虑的因素及涉及到的问题很多,从某种意义上,无论是技术改造方案的拟定与设计计算,还是技术改造的具体实施,都是值得人们不断地去研究的方向。
摘要:本文首先阐述了服役桥维修加固的特点,然后总结了服役桥维修加固的内容及原则,最后对服役桥维修加固的方法进行了比较分析,对服役桥维修加固的选择具有一定的指导意义。
关键词:服役;桥梁;加固
参考文献:
[1]杨文渊,桥梁维修与加固[M],人民交通出版社,1997年
[2]李有丰,桥梁检测评估与补强[M],机械工业出版社,2003年
上个世纪末我国公路建设高速发展,而在全国进行大范围公路建设中因为桥梁桩承载力好,节省用料和人力的优点得到广泛运用。桥梁的桥体的承载力主要就是靠桥梁桩来承担,因此桥梁桩的基础加固是公路工程建设的基本保障。尤其是在我国这种地形地质条件相对复杂的山区,公路桥梁路段多且承载量要求较高。但是,我国大范围的桥梁桩基本上是钢筋混泥土进行建设的,很容易出现一些问题。1)水分的自然侵蚀。首先是钢筋混凝土中的钢筋极容易被渗透的水分侵蚀,破换钢筋的支撑力。当水分的侵入混凝土中的时候还会因为同碱性的水泥融合产生膨胀力,甚至导致混凝土裂开从而破坏掉整个桥梁桩,这个时候就会影响到整个桥梁的稳固,因此仅仅是自然的长时间的侵蚀就会造成整个桥梁桩的不稳定。2)极端气候的破坏作用。除了水分的渗入会导致桥梁桩被破坏,低温作用到水上会导致混凝土结构桥梁桩小孔中的水分结冰膨胀。而长时间的气温变化作用的不断循环,就会导致混泥土结构的逐渐剥离甚至瓦解,事实上这个过程并不长,尤其是在地质和气候比较复杂的地区,因此要特别注意防范和处理这种情况的发生。
2加固桥梁桩方法
桥梁桩对整个桥梁乃至整个公路的运行的重要作用不言而喻。因此在防范桥梁桩的损害问题上,必须迅速采取积极的应对处理方法,而这些方法必须是科学地针对桥梁桩的特点和问题,能够切实地保障桥梁桩的稳固,主要从以下三个方面坚持:1)做好防范工作。为了保障桥梁的稳固性,除了针对进行桥梁设计之外,桥梁桩的本身质量要进行较为严格的鉴定并且明确后期追加的加固的方案。加固设计方案无外乎三个方面:硬度方面,强度方面和持久度方面。首先在硬度方面就是桥梁桩建造的稳固性;强度方面就是确定保证桥梁桩的整体性的稳固;持久度方面就是在建造的时候采用耐性良好的同时还要方便之后进行损伤部分的修复。从这三个方面着手,可以比较全面的做好桥梁桩的稳固性的防范工作。2)坚持效益最大化。在工程设计和建造中最基本的原则除了安全稳固之外就是经济,以最小的原料和人工投入获得最优的经济效益,这就要求工程建造人员在桥梁和建设的时候做到效益最大化。3)务求实事求是。在公路建设前桥梁桩做好各项加固工作之外还必须实事求是,不能盲目加固浪费工程建设。合理的加固技术必须在原有的公路建设基础上不仅起到实际加固的效果还可以有效控制工程再建的风险,降低工程建设的成本。
3桥梁桩加固设计的基本方案
3.1增加桩基进行加固
为了保证公路桥梁的整体的安全性,增加桥梁桩和扩大整个承台的承载范围和作用力,可以在桥梁桩基的载重能力不足采用。准确来讲就是将原来的桥梁桩的承重进行扩大并且可以增加新的桥梁桩,这样就可以提高桥梁桩的承载能力并且增加整个桥梁工程的稳定性。这项方法不仅能够节省工程工作量,并且有着较为明显的加固效果,但是它的局限性就在于为了达到加固效果会对原有的交通运行情况有所影响,因此也要考虑到它的实际操作性。
3.2桥梁桩基自体加固法
这个方法是在原有的混凝土桩基础上进行加固,尤其是直径偏小的钢筋混凝土桥梁桩。因此这种方法不仅施工工程相对较小还提升了桥体的承载力。很多县城上的小桥都是采用这种结构,工程实例上来说,某县的公路桥桥宽近六米,桥梁桩为钢筋混凝土结构,随着经济的发展还有桥梁的自然消耗,桥梁本身需要进行拓宽处理,而相应的桥梁的稳固性要求增加。
3.3桥梁桩的本身修补加固法
顾名思义,这个方法主要是针对已经出现受损状况的桩基进行修补处理,从而增加桥梁桩的本身的强度,硬度和持久性。从工程实例上面来说,有一驾桥梁在建设初期河流比较充沛,受侵蚀情况相对比较严重。而最近几年河流河床下降,桩基状况比较明显,尤其是桥梁桩的本身混凝土的表面受到较为严重的侵蚀,甚至钢筋也因为桥梁转的而发生锈蚀,桥梁桩的承载力受到非常严重的损害,整个桥身的安全性也得不到有效地保证。经过多重的分析和方案选择,还有实地的调研考察,最终决定采用桥梁桩修补加固法对整个桥身进行修补加固。首先要调查和考评所有桥梁桩的受损情况和修补范围,然后再通过钢筋水凝土的修补和浇筑封装桥梁桩和桩基。这个办法不仅可以修补损害严重的桥梁桩,而且对桥梁桩的本身强度的增加有着较为明显的作用。这个方法对于承载能力要求不高的桥梁有着较为明显的作用,在大范围的同类工程问题中值得借鉴和推广,有助于为我国桥梁工程建设节约资源。
3.4扩大桥梁基加固法
这个方法是从整体的结构方面来进行加固的,桥梁桩的加固和桥梁基紧密联系在一起。这样一来整体上的稳固性能够更加全面的增加桥体的稳固和安全。举例来说,某个交通桥梁在进行年度检测的时候发现桥梁桩桩体破坏比较严重,有比较严重的被侵蚀的损害现象,并且钢筋也因此暴露出来,混凝土的上还出现了空洞现象,这样一来明显降低了桥梁桩的整体承载能力,并且整个桥梁的桩基承受力也随着降低,因此进行加固处理是十分必要的。
4结束语
关键词:桥梁;旧桥加固;管理
河南省鹤壁市的公路旧桥一般都具有一个通性:荷载等级低、使用年限长的特点。从技术资料分析,大多数桥梁是三不知:①不知基底地质;②不知基础深度;③不知隐蔽部分的尺寸。从桥梁技术状况分析,由于河床屡遭洪水冲刷,河床底部加深,桥梁墩台基础外露、冲空,产生不均匀沉降,导致桥台、拱圈产生附加应力而出现开裂,有的甚至出现开合现象;有的桥梁由于桥台较高,受行车及台后土压力的作用,桥台出现开裂、凸肚等病害;桥面混凝土铺装层由于使用时间长加之重车作用,导致开裂、剥落等病害。按桥梁技术状况来评定大多属三类桥梁。随着鹤壁市国民经济的发展和市重点工程的建设,目前鹤壁市的公路桥梁所承受的负荷主要有3个特点:
①交通量不断增大;②重型车辆增加及超载现象严重;③超限运输的出现和增加。按现在桥梁和运输状况,桥梁的承载能力和通过的车辆荷载是公路与运输的矛盾之一。旧桥加固,提高旧桥的承载能力,确保交通运输的安全是目前和今后面临的任务。本文按桥梁的组成部分介绍桥梁的加固方法。
一、塞缝灌浆
塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂。结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。
塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好;环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。
塞缝灌浆的通常做法是:先用1:1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留直径约6-8mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为0.6-1.0m,缝小处孔距为0.4-0.6m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝,凡大于0.2mm的裂缝都要留孔灌浆,孔距一般为0.25-0.30m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,通过试载及使用观察,效果较好。
二、上部结构改建
在调查研究旧桥的基础上,经过技术、经济比较,采用充分利用原桥进行拼宽,利用桥台将拱式结构改为板式结构的加固方法,使其满足超限运输要求。
(一)拼宽原桥
对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁,以确保超限运输安全。
(二)利用原桥台改拱式结构为板式结构
对于小跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此办法。
三、旧桥下部结构加固
桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小,水流不大的石拱桥,我们采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。
四、旧桥基础加固
桥梁基础特别是天然地基上的浅基础,由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁。桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降,引起桥台开裂等。针对以上病害,我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。
对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接冲刷桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺15号片石混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为30cm,铺砌两端设置截水墙,截水墙的深度为1m,宽度为0.6m。采用该法共加固桥涵8座。对于桥梁上游河床变迁、水流改道,洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道。
五、桥面铺装层的加固
桥面铺装层开裂或剥离等病害,对于钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀,减弱桥梁的横向整体性;对于石拱桥,由于桥面雨水下渗,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出现渗水现象等;同时由于桥面铺装层的破损,引起桥面平整度差,车辆通行时,使桥梁产生震动,对桥梁产生不利影响,同时又加重了桥面铺装层的病害。根据桥梁的具体情况,采用不同的加固方法,对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻,使用年限短,且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害,在不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥青碎石层的方案。
六、公路旧桥的管理
加强公路旧桥的管理,并进行维修和加固,使其处于正常的工作状态,充分发挥旧桥的作用,是公路管理部门的一项主要任务。对于旧桥的超限运输管理工作具有工期短、要求高、工程量较小、前期工作量大等特点,公路超限运输一般是为国家或省的重点建设工程服务,我们的经验是:
对于经常过大件的路段,桥梁进行重点检查和管理,收集原始档案材料,掌握其动态;在施工中注意抓重点、制约工程;重视加固工程中原始资料的收集和整理工作,为今后的加固工程积累经验;充分调动基层单位的积极性,正确处理责、权、利的关系。
笔者认为公路旧桥的维修加固同样属于桥梁工程,不能重建轻养,旧桥的加固比新建还难,因为旧桥的维修加固,没有现成的规范,更没有可供使用的标准图,桥梁的病害又错综复杂,病害原因难以确定,因此,应充分重视公路旧桥的管理工作,加大资金投入,使其保持良好的工作状态,确保公路运输的安全。
目前制约旧桥加固工作的主要因素是资金问题,在养路资金紧缺的情况下,投入到旧桥加固上的资金更加有限,为此建议采用以下办法逐步解决:(1)公路局应加大对大中型桥梁加固资金的投入,并将属于危桥的小桥纳入这个范围,集中资金重点解决危桥的加固;(2)对于桥梁的小修保养,应纳入公路小修保养议标中,特别是实行养路工程费制后,可将各县(区)局管养的桥梁编入小修保养工程量清单内,对道班不能承担的项目可安排有专业资质的工程队施工,公路局加强检查和考核。
参考文献:
1.蒙云.桥梁加固与改造.重庆:重庆大学出版社,1989.1
关键词:桥梁上部结构;病害分析;加固方法
1 引言
近年来,随着经济的发展,引起的公路桥梁问题也大大增加,同时长期在自然环境(大气腐蚀、温度、湿度变化等)和使用环境(荷载作用频率的增加、材料与结构的疲劳等)的作用下,许多桥梁已渐渐不能适应现代交通的要求,直接威胁着人民生命财产的安全。因此,对桥梁结构的维修、加固和修复等方面的研究和工程应用,已经引起了广泛的关注[1,2]。
我院通过理论研究和大量的旧桥加固实例,技术人员已经总结出许多行之有效的加固改造方法。如能对其加以正确应用,不但可以提高旧桥的承载能力、刚度和耐久性,相对于重建新桥还可以节约大量的建设资金。因此,旧桥加固的关键就是根据其不同的缺陷与病害,明确加固目的和预期达到的加固效果,才能有针对性的选取合适的加固方法。
2 桥梁上部结构常见病害及加固方法
2.1 预应力混凝土简支板桥
简支板桥是小跨径桥梁常用的结构形式,钢筋混凝土板桥的跨径常为5—13m,有空心板和实心板,施工方法有预制装配和整体现浇。预应力板桥的跨径常为10~20m,一般为空心板,预制装配的较多。
(1)常见病害
1)装配式简支板可能在桥面铰接缝处出现纵向裂缝,这主要是由于铰接缝施工质量差,造成各板块的整体性连接差。
2)产生支座脱空现象,由于每块板的两端各有两个支座,每跨桥都有较多支座,如果施工时支座垫石标高有误差,或预制安装时板有翘曲,或墩台有不均匀沉降都会导致部分支座脱空。
3)板底出现纵向裂缝,预应力混凝土装配式简支板桥大多采用先张法施工,如果由于施工原因造成底板过薄,使得预应力筋周围混凝土局部应力过大,或者由于混凝土中的氯盐添加剂或者混凝土碳化造成钢筋锈蚀,均可能产生板底纵向裂缝。
4)若桥梁采用单块板宽大于l m的空心板,即相当于小箱梁,腹板厚度不大时,有可能出现剪切斜裂缝。
(2)可选的加固方法
1)对板底产生的纵、横向裂缝,当缝宽超过规范的限值时,均可采用粘贴钢板法或粘贴碳纤维复合材料加固法,但该方法对解决跨中下挠的效果不好。
2)预应力加固法,在板底锚固多根平行的预应力细钢丝,张拉后覆盖特制混凝土,或者设转向托架后折线形钢束张拉,预应力钢索穿过两端板中斜孔锚固于铺装层下。
3)改变结构体系法,如简支板桥变连续板桥,小跨径板桥可在跨中或跨中附近增设桥墩或斜撑,但应注意在中支点负弯矩区,应结合桥面改造,增设足够的受拉钢筋,以上两种方法对解决跨中下挠效果较好。
4)锚喷混凝土加固法,在板底锚固钢筋网后,喷射混凝土覆盖,其实质是增加板底配筋。
5)对桥面铰缝处的纵向裂缝,只有通过桥面改造来解决,如增加桥面横向钢筋位置,加厚铺装层等。
6)对板桥支座脱空现象,可采用更换、加钢垫板、楔筋等方法解决。
2.2 预应力混凝土连续板桥
预应力混凝土连续板桥一般采用实心板截面或空心板截面,大多采用现浇施工,预应力混凝土连续板桥一般采用后张法,有等高度和变高度截面形式。城市桥梁中的跨线桥、人行桥用的多一些。
(1) 常见病害
1)板桥各跨中附近板底由下而上的多条竖向裂缝,横向有可能贯通,竖向弯曲裂缝,表明抗弯能力不足。
2)墩顶处桥面开裂,桥下渗水,一般会横向贯通,裂缝可能有一条到多条,可能由活荷载引起,也可能由墩台不均匀沉降引起,说明负弯矩较大,支点截面抗弯能力不足。
3)各跨中附近板底出现纵向裂缝,可能是混凝土保护层太薄,预应力筋周围混凝土局部应力过大,或是混凝土中的添加剂等原因使钢筋生锈,导致沿钢筋产生裂缝。
4)跨中下挠,可能是由于施加的预应力不足,或是跨中钢筋混凝土板底竖向裂缝过多、过宽导致刚度降低,挠度增大。
(2)可选加固方法
1)对板底裂缝,当缝宽超过规范要求时,可采用粘贴钢板或粘贴碳纤维复合材料加固法。
2)对墩顶处桥面开裂,可采用在负弯矩区的混凝土铺装层内增设受拉普通钢筋或局部预应力筋,提高支点截面抗弯能力。
3)预应力加固法,在板底设转向托架,按折线形布束张拉,此法对各种原因受力产生的病害均有利。
4)改变结构体系法,如在跨中或跨中附近增设斜支撑,解决跨中下挠过大,或预应力不足,但应增强支撑面负弯矩区的受拉钢筋。
2.3 预应力混凝土简支梁桥
预应力混凝土简支梁是所有运营中桥梁数量最多的梁桥,其断面形式常有T形、I字形、箱形和各种形式的组合。预应力混凝土简支梁跨径一般在16~50m,少量有更大的跨径。施工方式大多采用预制装配,少量采用现浇施工。由于呈肋板形截面,自重轻、抗弯能力及跨径比板桥大,病害种类也较多。
(1)常见病害
预应力混凝土B类构件允许出现裂缝,A类构件正常使用条件下不允许出现裂缝,常发生的病害有:①跨中附近梁底由下而上的竖向弯曲裂缝,数量随跨径增大而增多,恒载裂缝宽度有可能超过规范限制值,有的还伴有跨中下挠过大。②两支撑段附近腹板上的斜向裂缝系主拉应力过大或腹板抗剪不足等引起的剪切病害。③梁腹板上的竖向裂缝,多位于薄腹板的中部,中间宽两头细,多为混凝土养护差、或温度变化、或腹板上的水平筋太少等原因所致的收缩裂缝,主要影响结构的耐久性。④桥面上沿翼缘板接缝处的纵向裂缝,较多发生在预制装配T梁桥翼缘采用铰接或横向联系受损较大的装配式简支梁桥中。此种病害会造成恶性循环,加重单片梁的其他病害程度。⑤张拉锚具的锚下纵向裂缝,长度一般不超过梁高,主要为锚下局部应力集中产生的劈裂拉力所致。⑥沿预应力钢束的纵向裂缝,主要为预应力钢束保护层过薄,钢束处局部应力过大产生劈裂或混凝土保护层碳化后预应力筋生锈所致。⑦跨中下挠过大,超过规范容许值,跨中截面不一定开裂。主要为施加预应力不足或预应力损失过大所致。
(2)可选加固方法
1)对梁底弯曲裂缝和沿预应力筋的纵向裂缝,可采用粘贴钢板、粘贴纤维复合材料的方法加固,也可采用增大截面法加固。增加铺装层厚度,加大截面受压区面积对提高抗弯强度和刚度有利,但增加高度有限,同时也增加自重,如果增加梁底截面高度,实际上增加配筋。
2)对于腹板上的斜裂缝,可在与裂缝反向并近似于水平线成450,即大致正交于斜裂缝的方向粘贴钢板或纤维复合材料;对梁高度矮,钢板或纤维锚固长度不足时,可粘贴成u形箍和加压条的形式。
3)对于腹板上的收缩裂缝和锚固区的裂缝,视缝宽大小采用环氧封闭或灌缝处理。
4)对桥面纵向裂缝,可结合铺装层改造增加厚度和横向配筋,或者增加、加大横隔板。
5)对病害较多、较重的某一单片梁,条件许可时,可割开横向联系更换增大刚度后的新梁,同时减少其他梁的荷载分布。多数情况下边梁病害较重。
3 结语
由于现役桥梁中引起病害的原因多种多样,我们应根据实际桥梁的病害原因,并结合加固前后检测结果,采用最优的加固方法,使加固后的承载能力满足设计要求,并加强桥梁的后期养护与管理,保证桥梁的长期安全、正常运营。
参考文献
在各式“彩虹”桥伫立的背后,饱含着一批专门从事相关研究科学工作者的艰辛汗水,华南理工大学土木与交通学院桥梁教研室单成林教授是其中一员。
30多年前,单成林考取重庆交通交通大学桥梁专业,在此之前他没想过自己有朝一日能够用妙笔绘就“彩虹桥”。然而当他选择沉浸下去,逐渐发现了其中的奥妙和乐趣,这一干就是30余年。
30年披荆斩棘,30年风雨兼程。30年时光里,单成林走过祖国南部的许多地方,先后从事过桥梁施工、设计、监理、科研及教学工作。主持和参与了国家自然基金、省部级等多个项目,多年来共负责和参加过55座大、中桥梁的设计及加固设计工作。
“积跬步至千里,积小流成江海。”通过实践不断磨砺,单成林逐渐从一名普通的科教人员成长为专业领域的知名专家。在时光的雕琢中,他累积了丰富的经验,形成了一套自己“特有”的科研思路和方法,而善于在实践中发现问题,解决问题成为其致力创新“开花结果”的重要“秘诀”之一。
自开展科研以来,单成林将主要的精力放在新结构、新材料在桥梁上的应用及桥梁加固设计理论领域,其专著、论文、专利、评奖及推广应用大多是该领域的内容,其复合材料正交异性桥面板及桥梁加固设计理论研究都走在国内最前沿,有些研究成果国内至今未见他人有类似的成果报道。尤其在桥梁加固设计理论方面,其成果在学术性、实用性及数量上都是国内极少数贡献比较多的学者之一。
8年前,单成林在桥梁加固领域的研究设计中,注意到一个普遍现象:当时国内加固设计无章可依,大多做些加固前的复核性计算,对于真正的加固设计计算,或不做,或仅做承载力计算,且呈现出五花八门的乱象。当时国内对桥梁加固后的设计计算只有一些零散的、局部的研究,有些方面只有概念,更无相关桥梁加固设计方面的规范。
能不能将这些较为散乱的桥梁加固设计研究形成一套系统的、深入的、具有可操作性的依据呢?单成林在工作中强烈感到这一工作的重要性。凭借过去在这方面累积的深厚的研究基础和功底,2004年,开始独自撰写《旧桥加固设计原理及计算示例》专著。全书52.5万字,融入了单成林自己的一些加固设计理念,2007年年初由人民交通出版社出版。值得一提的是,该书不仅成为从事桥梁加固研究人员、设计人员的重要参考用书,还成为后来国内桥梁加固规范编写的重要参考书,他本人还参与了交通运输部的“公路桥梁加固设计规范”评审。至今,该书也是桥梁加固设计方面写得最深入、最全面、最具实用性的著作,已被发表的期刊论文和学位论文引用150次。随后2011年由科学技术文献出版社出版了单成林撰写的另一部16.7万字的《混凝土梁式桥加固设计理论及试验》专著,现今成为参与住建部“城市桥梁结构加固技术规程”编写工作的基础,负责内容最多、最复杂的预应力加固设计一章,目前已形成征求意见稿。
【关键词】公路桥梁,维修加固,技术论述
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
我国的公路桥梁发展历史悠久,最精美的典范便是隋朝的赵州桥,经过数千年依然坚固古朴,风雨难以损毁,是我国桥梁建筑设计施工历史上的经典之作。我国桥梁公路加固设计施工技术有着深厚的文化底蕴,在改革开放后,伴随着国门的打开,中国逐渐走向世界,受到世界各种思想的启迪和冲击,我国的路桥设计施工加固理论和技术都不断得到了完善和发展,逐渐形成了符合路桥发展现状系统设计理论,和科学的施工方法,不仅真正实现了与世界的脚步接轨,更在中国工程技术人员的常年实践中,不断总结经验吸取教训,实现了施工设计的突破和创新,我国的公路桥梁维修加固技术已经逐渐趋于成熟。
二.我国公路桥梁维修施工加固的意义
1.实施公路桥梁加固是保证运输安全的客观要求
伴随着运输业的发展,各种超重型车辆不断投产使用,跨区域物资运输,跨区域的经济文化交流,旅游业的兴起等一系列产业的发展都严重使得公路桥梁出现了一定超负荷现象,使得公路桥梁的承载力不断得到加重,加上公路桥梁受到风雨霜冻等各种自然因素的侵蚀,已经出现了一定的损害现象,存在着一定的安全隐患,因此,实施路桥加固,是保证运输安全的客观要求。
2.是保证路桥的功能正常发挥,实现社会经济效益的必然选择
交通运输业是关系到我国经济命脉的关键领域,不断实现交通运输业服务质量的提升,就必须时刻保证公路桥梁等基础设施的功能正常,可以随时发挥出这些基础设施的正常效率,因此,加强对路桥的维护管理,加大路桥的加固护理,是提升整个交通运输网络服务水平,提高整个网络的经济效益的必然选择。
3.是公路桥梁养护过程中的重要环节
近些年来,我国的公路为人们的生存发展提供了很多便利,有效的提高了人们的生活节奏和生活质量,但不可否认的是,公路交通网络中,依然存在着一些细节处容易发生交通事故,比如,桥梁的坍塌,桥面的裂缝,桥栏折断,桥墩破损甚至是桥上线缆的断裂,使得高速公路桥梁处隐藏着各种安全隐患,桥头跳车等各种事故不断发生,都是由于对桥梁的护养不力,负荷过度。因此,加强对公路维修加固,是解决我国公路交通中,发生众多交通事故,消除安全隐患的重要之一。
三.公路桥梁维修加固技术探讨
1.旧桥上部结构处加固方法
(一)桥面补强层加固法
通常使用先凿除旧桥面使其与原有主梁合二为一的方法来增大桥梁的有效高度,再在梁顶土加铺一层钢筋混凝十层,以有效提高桥梁荷载横向分布的能力;以便提高整体桥梁的承载能力。
(二)加大截面面积和配筋补强加固法
通常采用加大构件截面面积、提高配筋率等加固方法来解决桥梁刚、强度不足,稳定性及抗裂性较差等问题。这种方法通过增大桥梁侧面或底面尺寸,增加梁的有效抗压和抗弯强度来达到增加桥梁承载力的目的是被广泛适用于桥梁和拱桥加固的方法。
(三)锚喷浆混凝土加固法
通过高速喷射机器的引入。新的混凝土混合物将被连续喷涂到锚钢丝网面上,其硬化凝结后的表面将形成一个钢筋混凝土结构,这将加大桥梁的受力面积,从而使整体结构变得更加完整,进而能够承受较大的外部负载。
(四)粘贴钢板或碳纤维加固法
当交通流量增加时,梁板的主梁承载能力小于负载压力或受到严重锈蚀时,将极易产生严重的横向裂缝。使用锚杆和粘结剂将纤维固定于混凝土结构的薄弱部位或受拉边缘,使其与结构形成整体,以钢板或碳纤维代替额外的加强型钢筋,从而实现增加桥梁承载力的目的。这种加固方法的特点是:不需要破坏被加固的原结构;施工工艺简单,施工质量较容易控制,施工工期短。
2.增设额外的纵梁加固法
当桥墩基础的安全性能良好,并具有足够的承载能力时,可以使用一个额外的具有高承载能力的新的纵梁,以便使其与老梁连接成为个整体共同受力。在新的桥梁结构下的主梁原来所承受的负载将进行再次分配,从而加固了桥梁,改进了其荷载能力和刚度。当在主梁一侧或两侧增设纵梁时,将同时具有加宽扩大的作用。为确保新老混凝土能够在-起共同发挥效用,一定要注意新的桥梁和旧的桥梁之间的横向联系。
3.旧桥下部结构处加固方法
(一)扩大基础底面面积加固法
这种方法适合用于承载能力不足或过浅的深度,而砖石或混凝土刚性实体又是作为构成墩台的主要成分的情况。应首先计算地基强度以确定是否扩大基础底面面积。
(二)新建辅助挡土墙加固法和墩台拓宽加固法
可新建辅的挡土墙以抵抗桥台水平土压力过大而造成桥台倾斜现象的发生。利用旧桥基础,靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分,以便于安装上部结构。此种情况为只加宽墩台下部的盖梁、墩台身和基础则不需予以加固。
四.关于公路桥梁维修加固的几点建议
1.要做到科学的加固维修设计,从路桥的现实状况和整个交通网络的实际出发,实地勘察,精密测量,采集第一手相关的地质地貌,施工高度,施工难度等一系列的客观数据,保证数据的真是完整性,采取科学合理的设计方法,选择合理的加固方法,制定严格的施工规范,做好各种加固施工前的准备,比如对器械工具,人员的准备。
2.要采取先进的技术设备,对加固施工的各种机械设备做出科学选择,保证机械设备稳定安全,同时,要加强对加固材料的选择,采购质量管理,选择符合我国国家质量标准的材料,杜绝假冒伪劣产品,从材料商保证加固的质量。同时,严格执行材料使用制度,规范科学合理施工使用,避免浪费,做到物尽其用。
3.要对整个加固工程设计施工都进行全程监控,实施全面的质量管理监督。加强对管理人员的管理技能的提高,培养其负责的工作态度,安装先进的监控设备,加强对施工人员的施工规范性指导和管理,从施工细节到全局的施工进度,加固后的护理修缮,都做出细致全面的监控,保证质量的高标准。同时,要做好加固后期的定期实施路桥维护,管理。全程管理控制,保证加固的质量,提高整个交通网络中的路桥使用寿命和安全性能。
五.结束语
交通运输领域是我国关系到国际经济发展安全命脉的关键领域,交通运输的安全关系到千万出行者的生命财产安全,关系到我国经济文化交流,因此,采取各种措施,将整个运输系统中的安全隐患消除,是保证我国经济政治安全的必然要求,路桥是我国交通运输网络中的重要部分,在设计施工以及维修过程中实施加固技术,实施科学合理,符合实际情况的加固设计,做出严密稳妥的技术施工,不断加强施工设计质量的监督,是保证加固质量,保证路桥功能完整,促进我国公路交通运输网络的完善的客观要求,必须严格科学实施,保证运输的质量与安全。
参考文献:
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[2]楚艳惠 桥梁维修加固技术 [期刊论文] 《交通世界(建养机械)》 -2006年1期
[3]周宏礼 浅谈农村公路桥梁常见病害及加固技术 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年8期
[4]庞欣 公路桥梁常见病害分析与维修加固技术 [期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2010年17期
关键词:桥梁;加固; 耐久性
Abstract: our country economic system reform has entered a steady fast development period, in order to adapt to the regional economic and cultural exchanges between countries increased the construction of infrastructure of roads and Bridges, roads and Bridges engineering quality, but also to the development of the national economy. The author embarks from the practical work, for the bridge reinforcement technology are comprehensively described.
Key words: Bridges; Reinforcement; The durability of
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
道路桥梁的发展,承载着我国经济内需的命脉,然而由于我国幅员辽阔,地域区域地质环境复杂,南北跨度大等特点 ,公路桥梁的长度也在不断的加大,承载的负荷量也在与日俱增,桥梁在多年的使用过程中会受到自然环境的氧化侵蚀外,还可能遭受地震、洪水等自然灾害带来的严重破坏。桥梁结构自然老化, 耐久性差,老旧桥梁设计断面单薄、安全储备低,部分桥梁存在设计不当或施工质量差。因此对旧桥、危桥的加固维修, 以及如何提高其承载力的问题, 确保交通运输的安全是目前和今后面临的主要任务[1]。
1. 桥梁加固目的意义
提高整座桥梁通行能力的措施主要是通过技术改造加强或增加桥梁构件进行加固。可以视桥梁的荷载承受能力、结构类型及使用的技术要求而确定。加固的特点[2]主要包括:1)桥梁加固要比新建桥梁节省成本,新建桥梁施工费时、费力,且成本高,而加固所需费用节约相对来说要节约很多。2)桥梁的加固应使原有结构发挥最大的功效,首先应进行原桥的检测评定,合理利用原有结构,使原有桥梁的经济效益最大化。3)涌现出许多新的施工工艺,新技术的科学性、合理性、耐久性等必须经过大量的工程实践的检验来实现。4)改造的标准与原设计时所采用的标准不同,由于旧桥设计时采用的标准只能满足当时的需要,而不能满足现在以及未来的使用要求,所以加固时采用标准一般比原设计时采用的荷载标准要高一个等级以确保桥梁的安全性与耐久性。
2. 桥梁加固方法的研究
2.1 混凝土桥梁结构的缺陷[3]
混凝土桥梁结构缺陷产生的原因有很多,一般分为表层缺陷和内部缺陷两类。钢筋混凝土表层缺陷主要有:蜂窝、孔洞、剥落、老化、露筋、层隙、磨损、掉角、表面裂缝、表面腐蚀、构件变形、接缝不平等。混凝土表层缺陷,其原因是多方面的,如设计、施工、维修养护不善、交通事故、地震和结构老化等等。钢筋混凝土的内部缺陷主要有:设计方面,结构受力分析错误、结构不合理、计算上出现差错、稳定性能较差、刚度不足等。施工方面:施工质量不好,施工中所使用的材料的规格与性能不符合要求,操作违反规程等原因。
2.2 桥梁加固机理研究分析
加固方法主要利用了两个相互挤压且做相对运动或者有相对运动趋势的物体的接触面之间会产生摩擦阻力这一力学原理。摩擦阻力的大小主要取决于两个物体之间的压力,由摩擦力的计算公式,可以看出,摩擦力F与压力N之间是正比例关系,当压力N越大时,摩擦力F也越大。如果当上部结构的重量G大于摩擦阻力的临界值 时,就会打破力的平衡,发生滑动;当G≤F0时,受到的摩擦力F=G,就保持力的平衡,就不可能向下滑动,从而起到支撑上部结构重物的作用[4]。
3. 桥梁的加固方法
3.1粘贴碳纤维加固法
碳纤维材料和黏结剂必须由供应商配套提供,并同时给出材料的各项性能指标。碳纤维质轻(1.7~1.9g/cm3),高强(3~4GPa),高弹模(220~440GPa),导电性良好(10-2~10-3Ω•cm),线膨胀系数为零,是一种性能极为优良的复合材料组分[5]。加固法是利用树脂类材料把碳纤维布材或板材粘贴于混凝土结构或构件表面,形成复合材料体。碳纤维加固旧桥具有以下优点:不增加恒载及断面尺寸;可适应不同构件形状,成型很方便;施工简便;采用碳纤维加固补强,对原结构不产生新的损伤;能有效地封闭混凝土的裂缝;碳纤维布(片)具有优良的耐化学腐蚀性;不影响结构的外观。
3.2 粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法是通过配置黏结剂把打磨好的钢板粘贴在混凝土结构的表面,用以提高混凝土结构的承载能力。具有独特的特点:1) 不会破坏被加固结构的外形。2) 施工工艺简单, 施工质量易于控制。3) 施工工期短, 经济性较好。4) 粘钢所占空间小, 不影响桥梁净空, 桥梁自重增加很小。5) 加固部位、范围与强度可视设计构造需要灵活设置。6) 可在不影响或少影响交通的情况下施工。
3.3 体外预应力加固法
体外预应力加固通常是在梁底或梁侧下部增加预应力加劲钢丝索或预应力粗钢筋补强并分别锚固在梁的两端,通过设置一定的联结构件使预应力拉杆与梁体构成一个体系,抵消部分恒载应力[6]。体外预应力法实际上改变了原结构,其计算方式与无粘结预应力混凝土结构相似。这种方法施工简便、对交通干扰较小,人力投入少的特点,体外预应力加固桥梁能很明显的提高或恢复桥梁原有的承载能力,满通的需求。
桥梁的加固方法必将越来越先进,传统的加固方法除了简便易行,材料经济而继续得到青睐外,新方法的运用,使得桥梁加固的对象更广,施工更方便快捷,效果更明显,选择最佳加固形式做出最优控制以实现桥梁的加固和耐久性的目的,保障人民的财产和生命的安全至关重要。为我们带来最大的经济效益与社会效益,这是我们工程人员一个前进的方向,是实现可持续发展的物质保障,立足现状,放眼长远,处理好桥梁设计与维修管理的关系,如何把维修加固中发现的问题,放到今后桥梁设计上加以考虑。
参考文献:
[1] 张开鹏,蒋玉龙,曾雪芳.桥梁加固的发展与展望.公路,2005,8: 300
[2] 陈开利,王邦楣,林亚超.桥梁工程鉴定与加固手册.人民交通出版社.2005.06
[3] 刘来军,赵小星.桥梁加固设计与施工技术.人民交通出版社.2004.03
[4] 孟云.桥梁加固与改造.重庆大学出版社.1989.01
关键词:桥梁建设;上部结构;裂缝病害;加固处理
中图分类号:K928文献标识码: A
引言:随着我国社会经济地快速发展以及交通事业地逐步推进,早期建设的桥梁难以满足日益增长的交通载运量和载重量。与此同时,由于现实工作条件和营运环境等因素地影响,部分桥梁在运营之后出现一些问题,比如混凝土开裂、风化露筋等,而在这些问题中,桥梁尚不结构的裂缝病害问题是最为常见也是最为突出的。由于这一问题地存在,直接影响到桥梁整体的稳定度,也进一步影响到桥梁的安全性。因此,相关的工作人员应该对于这一个问题有着更好地重视,更好地来研究和探析桥梁上部结构造裂缝病害以及相应的加固处理,推动桥梁的科学建设安全运营。
1、桥梁上部结构病害诊断与评估
现用桥梁结构随着使用时间的延长,受到结构使用条件以及环境因素等影响,加之原有的设计没有考虑充分全面和施工的马虎,使得部分桥梁上部结构受到了不同程度的损伤,造成了一定的桥梁病害使得桥梁结构性能有所退化,进而影响到桥梁整体的稳定度和安全度。在桥梁的结构受到一定病害伤害之后,需要对于原有的结构损伤原因和程度进行一定的分析探讨,并且结合实际的需要和实际的情况来提出结构处理措施,比如加固处理。而根据现实的情况,桥梁上部结构病害主要分成结构性裂缝和非结构性裂缝。
根据详细而认真的裂缝实际情况调查、检测与分析,笔者发现混凝土结构的任何损伤与破坏,一般都是首先在混凝土中出现裂缝,这是混凝土结构病害最为直接的晴雨表,也是更好分析和加固的基础。所以,对混凝土结构的病害检测,需要从结构的裂缝调查、检测和分析入手。混凝土结构的裂缝受到材料内部的初始缺陷、细微裂缝扩展等多种原因影响。尽管引起裂缝的原因众多,但是大致归结起来可以分成以下两类:
(1)、结构性裂缝
结构性裂缝又可以称为受力裂缝,引起这一裂缝的最为直接的原因是外在的载荷过重,且长期处于载荷过重的状态之下。现实的情况之下,由于交通运载量和载重量急剧地增加,桥梁的载重也长期处于疲软状态,长此累积极容易出现结构性的裂缝。可以说,这种类型的裂缝出现与外载荷直接相关,其分布以及宽度也同外载荷直接相关。因此,这种类型裂缝的出现,其预示着结构承载力可能出现不足或者存在其他更为严重的问题。
(2)、非结构性裂缝
非结构性裂缝,主要是变形引起的裂缝,其最为直接的变现就是桥梁的变形。其主要影响因素是温度变化、混凝土收缩等,由于这些因素的影响引起了结构变形。一般而言,其会在结构内部产生一定的自应能力,当此自应能力达到混凝土抗拉强度极限程度时候,就会引起混凝土裂缝,而裂缝一旦出现,变形也得到了全部的释放,自应力也就直接消失了。
这两种裂缝有着明显的区别,其产生的危害程度和出现程度也是不同的。根据相关的统计资料显示,这两种类型的裂缝中第一种载荷过重所引起的结构性裂缝仅仅占有20%,而第二种由于变形所引起的非结构性裂缝约占有80%。因此,对于裂缝出现的原因进行更加全面而又系统的分析以及对于裂缝危害评定,对于桥梁裂缝修补和加固有着更为现实的依据。如果不进行一定的分析评定,对于桥梁裂缝对于盲目地处理,可能引发更加严重的桥梁安全问题。因此,我们更加重视桥梁裂缝问题,对于原因进行更加全面而又系统的分析,有着现实而又重要的意义,同时可以更好地保证桥梁安全。
2、桥梁上部结构加固处理
针对桥梁上部构造裂缝的相关病害问题,需要在对桥梁结构病害检测分析和鉴定评估的基础之上,根据现有的经济条件和施工条件来进行更加有针对性地加固处理,这是为了更好地实现桥梁的稳定与安全。而在进行具体的桥梁上部结构加固处理的过程中,需要把握以下原则:
(1)、分清楚加固的性质
根据桥梁上部构造裂缝病害检测分析和鉴定评估结果,桥梁结构加固设计一般可以分成三种情况,即:承载力加固(强度加固)、使用功能加固(刚度加固)和耐久性加固。三种情况有着不同的适用情况,因此,分清楚加固的性质才能够更好地选择加固的方案,进而达到更为理想的加固效果。
承载力加固是确保结构安全工作的基础,其也是桥梁加固处理过程中的核心内容。因此,相关的工作人员需要对承载力加固进行更加足够的重视,其内容可以分成两个部分,即正截面抗弯承载力以及斜截面抗剪承载力。在进行承载力加固处理的设计过程中,需要充分地考虑分阶段受力的特点,更好地来把握新加补材料与原结构关系,需要从整体的角度来更加细致地来进行考虑,不能脱离整体。
使用功能加固,这是为了确保桥梁正常工作,其主要内容是对活载变形或者振动幅度过大的结构,进行截面尺寸的加大以及截面刚度的增加,更好地满足结构使用功能的要求,实现使用功能上的加固效果,实现桥梁的稳定与安全。
耐久性加固是指对结构损伤的部位进行修复和补强,其针对地是桥梁上部结构中的损伤部分,其目的是为了更好地阻止结构损伤部分的性能不断恶化,进而影响桥梁的整体使用,更好地消除损伤隐患,提高结构的可靠性安全性,优化结构的使用功能,更好地延长桥梁的使用寿命。
(2)、桥梁加固与加宽设计相结合
在现实的情况下,桥梁的加固和加宽多是同时进行的,在加固的同时需要进行合理地加宽处理,更好地实现桥梁的加固效果,优化桥梁的结构,提高其使用性能。在具体的操作过程中,加宽宽度不大时,尽量将加宽部分和原有的桥梁连成一体,使新旧部分的桥梁更好地实现共同工作,利用新加宽的部分来调整优化原桥的内在承载力,减轻其负担,实现间接性的加固补强的效果和目的。
(3)、注意各种加固补强方法的综合应用
桥梁加固补强的方法众多,但是最为常用的一般可以分成两大类,即:改变桥梁结构体系和加大截面尺寸和配筋,加固薄弱构件。
第一类为改变结构体系,其目的是为了调整结构内力,进而减轻原桥梁的负担。具体的操作方法包括:加斜撑进而减少桥梁梁的原有跨度,简支性的梁改换成连续结构,增加纵梁数量,调整调换梁的位置,扩大新建的边梁,调整横向梁的分布系数,减轻原实际梁负担等,这些方法都有着不同程度的应用,但是需要结合现实的情况来进行选择,不能进行盲目地选择或者一概而论。
第二类为加大截面尺寸和配筋,加固薄弱构件。针对这一类的加固方法,其具体的操作方式包括粘贴钢板,对于钢筋进行焊接,或者是粘贴高强度的纤维复合材料,进行体外预应力加固等方式,这是从材料方面来进行考虑。
这两类方法在实现的情况下都有着应用,但是需要把握其综合性的应用,进而实现加固效果的最优化,不能以偏概全,盲目地来判断优劣,其最终的目的是为了调整结构内力,尽可能地减轻原梁的负担,将加固补强的工作量控制在最优数量,效果也实现最优化。
结束语:随着社会的发展和进步,社会交通的改进优化发挥出越来越重要的作用和价值,对于桥梁进行结构优化不仅仅能够发挥桥梁的最大价值,也能够推动社会交通事业的发展。探讨桥梁上部构造裂缝病害,并且对于病害加固处理进行思考,可以更好地优化桥梁的结构性能,更好地实现桥梁的安全使用。
参考文献:
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3、张树仁,王潮海《桥梁加固薄弱构件正截面强度试验研究》土木工程学报,1994年第4期;
【关键词】公路桥梁养护 桥梁养护桥梁管理存在的问题对策
中图分类号:F540.3 文献标识码:A 文章编号:
一.引言
公路桥梁是公路交通网络中的重要组成部分,桥梁质量的好坏直接关系到公路交通的安全和畅通。桥梁建设在近些年取得较快发展,同时为了加大交通运输能力,减少资金消耗,国家大力改建了一部分危桥旧桥,但各地仍然存在四、五类桥。在旧桥或新桥使用过程中,养护的管理是重点,如何养护管理好现有桥梁,保持桥梁的完好工作状态,延长其使用寿命,保障桥梁的行车安全,这一新的课题已摆在各级公路管理部门的面前。
二.公路桥梁养护常见问题。
1. 桥面污染较为严重。
桥面污染多半是由于清理不及时造成的。沿线村民利用桥面来打场晒粮、积河沙及杂物堆积、运输车辆抛洒废料等情况,都会严重污染公路桥梁。加之桥面长期无人清扫、管理,造成桥面不清洁、泄水孔堵塞,这一问题在许多中、小桥梁中普遍存在。由于泄水孔堵塞,容易导致桥面雨天积水、冬天结冰,严重威胁行车安全。桥面上的污染物得不到及时清理、积存垃圾、泥土污物形成三角硬块,造成桥面行车颠簸,在车辆轮胎的不断作用下,桥面铺装易出现破损和坑槽。随着坑槽的加大,当车辆经过时。会引起跳车,并造成临近梁段的严重振动,从而增加构件疲劳,直接影响着桥梁的使用寿命。
2. 桥梁栏杆破损后没有及时修复。
桥面栏杆损坏后,通常得不到及时的维修恢复,造成桥面栏杆局部破损的原因,绝大多数是机动车交通事故造成的;部分桥梁是车载长大笨重货物(如水泥电柱等)在桥上行驶时不慎破坏的;少数桥梁的栏杆是人为盗窃及风化、锈蚀损坏。桥梁栏杆损坏得不到及时修复,不但影响景观,更重要的是桥梁栏杆的缺失导致桥上交通缺少安全感。
3. 桥头跳车现象依然存在。
桥头引道高填土产生不均匀沉降,致使桥面与引道路面衔接处不够平整、顺适,从而使车辆驶过桥头时,产生轻微或严重跳车,如不及时消除,就会影响车速,降低行车质量。而且更重要的是车辆长期的冲击作用,会加剧梁端的疲劳破坏,进而影响桥梁的使用寿命。
4. 桥梁早期病害处理不及时。
桥梁构件交付使用后,会逐渐出现裂缝、破损、锈蚀、变位等病害,但由于在日常维修养护中缺乏经常性的检查,早期病害不能被及时发现。而且桥梁维修应急经费的短缺,致使早期病害得不到有效处理,最终使得钢筋锈蚀、小裂缝发展成大裂缝、活动支座失去活动能力、混凝土发生脱落,正所谓“小病不治酿成大病”。这不但影响行车安全,还造成维修成本增加,浪费国家原本就紧张的养护经费。
5. 桥孔通水不畅,容易造成水毁。
桥孔通水不畅等现象在中、小桥中较为普通。有人随意在桥头倾倒垃圾,或在桥孔附近筑坝拦水浇灌农田,压缩河床断面,从而使桥孔淤塞。桥孔淤塞后。在日常维修养护工作中又没有适时地清理疏导河道,汛前也很少做这种泄洪准备工作,因此,桥孔泄洪能力差,容易造成桥梁及附属构造物水毁。
6. 桥梁承载能力不足,危桥情况不明.
现有公路桥梁是在不同时期按不同的技术标准修建的。因此其承载力显然不同。特别是对建国前建造的桥梁,其标准与现有通行车辆轴重不相适应,显得过低。而且近年来,由于超重车辆越来越多,对桥梁承载能力的要求也就越来越高。桥梁承载能力不足是当前桥梁维修加固工作中的主要问题。对一些承载能力确实过低,或遭受过严重破坏,已不能正常发挥作用的桥梁,可定为“危桥”,对车辆通行加以限制 然而往往对这部分“危桥”缺乏必要的调查研究,导致对“危桥”的危险程度以及通行车辆的重量级别不甚明确。
三.公路桥梁养护管理对策。
1. 建设桥梁养护工程师队伍和养护队伍。
公路交通的迅猛发展,必然要求强化组织管理。在桥梁管养方面,应根据养护里程、辖区内桥梁数量设立若干名专职桥梁养护工程师,并保证其工作性质的相对稳定,不能随意换动。在其职责上,桥梁养护工程师负责制定、安排桥梁年度定期检查计划,组织实施辖区内桥梁养护的定期检查,提出检查报告,通报三、四类及危险桥梁的病害状况。从目前的养护队伍现状来看,养护工人素质参差不齐,很难做到真正的专业养护。这就要求各级公路部门高度重视,针对桥梁养护工作的需要,要逐步培养骨干,成立专业养护队。桥梁专职养护,要突出的是一个“专”字,努力做到专业人员、专门程序、专用方法,以保证桥梁工程师的工作部署落实到位,随时掌握桥梁的使用状况,处治各种危急突发事件,并使队伍逐渐从日常养护过渡到具备进行桥梁中、小修甚至大修的能力。
2. 建立健全完善的桥梁档案。
桥梁档案是桥梁的历史足迹。公路竣工验收后,管理单位应及时要求建设单位提交完整的竣工资料,还要与建设单位技术人员一起,按照相关资料,对所有桥梁进行一次全面详细的检查。需要提供的竣工资料包括:每座桥的原设计、变更设计、竣工图纸、隐蔽工程图片和检测资料以及桥下河流的水文计算等。对桥梁的检查,应按照桥梁定期检查的要求进行,检查结果交管理单位留存。管理单位要按照桥梁管理系统的要求采集桥梁的静态数据和动态数据,建立数据库,输入计算机立档保存。这可为以后桥梁的维护提供资料支持。
3. 加大桥梁维修加固费的投入
为保证桥梁的正常运营,延长桥梁使用寿命,各级交通主管部门在每年的年度养护工作计划中,应该安排一定经费保证桥梁检查、维修及加固工作,保证桥梁养护与维修加固资金的合理与充足使用。同时,根据各地的实际情况,提出切实可行的公路桥梁养护管理的目标与措施,从而促进桥梁改建、维修与加固工作。国家投资重点倾斜以及集资渠道的多元化,将为我国公路桥梁发展提供资金保证。
4.加强措施,严格检查 。
严格的检查措施是保证桥梁维护工作质量的有效方法。养护队应对桥梁以及各种防护设施坚持日常养护巡查,注意观察桥梁的使用状况,尽量做到1次/天养护巡查,并做好巡查记录,同时各级桥梁养护工程师应分别组织经常性检查、定期检查和专业检查。一是经常性检查。要由县级桥梁工程师组织实施,以目测为主,配合简单工具,至少每年度一次,填写“经常性检查记录表”上报。检查应拍摄总体照片,填写“桥梁定期检查数据表”,并提交检查报告。二是专业检查。凡遭受意外损害、定期检查中难以判明损坏程度以及决定改造之前均需进行专业检查。
5. 加强养护,提升质量。
桥梁养护要按照“预防为主,防治结合”的原则,以桥面养护为中心,以承重部件为重点,加强全面养护。
6. 尽量采用国内外有关科研成果,推广使用有关新技术、新材料、新设备、新经验,注意科学养护与经济效益相结合。大力推广和发展养护机械化,实行大中小结合,以小型为主,逐步实现桥梁养护机械装备标准化、系统化,以保障养护质量,提高养护生产效率,降低劳动强度。
四.结束语
随着国家经济建设的快速发展,大型运输车辆的不断增加,桥梁养护管理工作将面临更大的挑战。桥梁的安全使用是公路的生命。公路桥梁的养护与管理依旧是当前公路养护管理的一个薄弱环节,加强其管理工作,我们要树立“百年大计、质量第一”的思想,抓好公路桥梁养护与管理的质量,不仅可以尽量减少和避免危及人民群众生命财产安全,而且对于促进公路交通的可持续发展有着重要的意义。只有不断探索、研究提高桥梁管养水平的新思路、新途径,才能充满自信,迎接挑战,确保桥梁的畅通和使用安全。
参考文献:
[1] 程傢祈 公路桥梁的养护与管理探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年22期
[2] 谷慧亚 公路桥梁的养护与管理探讨[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年34期
[3] 陆兴荣 公路桥梁的养护与管理探讨 [期刊论文] 《中国新技术新产品》 -2010年15期
[4] 张少锦 钟鸣广州公路桥梁养护管理模式探讨 [期刊论文] 《公路》 -2002年8期
关键词:植筋胶,植筋,抗剪力,粘结剂强度,锚固深度
1、前言
近年来,混凝土新技术和新材料在桥梁工程改建和加固中普遍开始应用,植筋技术作为一种新型的加固技术,不仅具有施工方便、工作面小、工作效率高的特点,而且还具有适应性强、适用范围广、锚固结构的整体性能良好、价格低廉等优点。由于在桥梁钢筋混凝土结构上植筋锚固不必进行大量的开凿挖洞,而只需在植筋部位钻孔后,利用化学粘合剂作为钢筋与混凝土的粘合材料就能保证钢筋与混凝土的良好粘接,从而减轻对原有混凝土结构构件的破坏,也减少了加固改造工程量:又因植筋胶对钢筋的锚固作用不是靠锚筋与基材的胀压与摩擦产生的力,而是利用其自身粘接材料的锚固力,使钢筋锚杆与混凝土基材有效地锚固成一体,产生的粘接强度与机械咬合力来承受受拉荷载,当植筋达到标准的锚固深度后,植入的钢筋就具有很强的抗拔力,从而保证了锚固强度。工程实践证明,植筋技术不失为一种处理建筑及桥梁混凝土结构缺陷的好方法。将钢筋、螺栓等牢固地埋置于混凝土基材的化学植筋技术,近几十年来已被我国建筑业广泛的应用于各类建筑加固、改造与维修中。在目前应用化学植筋技术的桥梁加固、改扩建工程中,存在两种主要的植筋施工方法:按生产厂家提供的标准机具操作方法和人工操作方法。无论是施工操作程序,还是植筋粘合剂材料,这两类施工方法都存在着一定的差异。机具标准操作方法则是配备专用施工工具,同时粘合剂在出厂时已经做好定量包装;人工操作方法的施工方式为现场手工称量,均匀搅拌,手工填充。对两种施工方法进行对比分析,机具标准操作方法费用相对要高很多,但是便于施工操作。
一、化学植筋锚固技术简介
化学植筋锚固技术原理;化学植筋锚固技术是一项新型的钢筋混凝土结构加固技术,是对混凝士结构较简捷、有效的连接与锚固技术。它是在已有混凝土结构或构件上按适当的直径和标准要求的深度钻孔,采用专用植筋胶,利用其粘结和锁键原理使设计图纸要求的钢筋与原混凝土粘接牢固,使作用在植筋上的拉力通过化学粘接剂向混凝土传递,从而形成受力整体。目前,已广泛地应用于桥梁扩大加宽基础、加层改造、新旧混凝土连接、漏放钢筋添加、节点连接加固、增梁加梁、柱及桥栏杆安装固定等工程处理中应用,并得到广泛的应用于新建和已有建筑物的加固改造工程中。其工作原理是:在施工加固过程中,新旧混凝土界面的抗剪力主要由以下几部分组成:界面混凝土内部结合力,界面摩擦力,植筋的抗剪力。当外力作用达到一定程度,界面混凝土内部结合力被抵消,新增的混凝土与原混凝土界面理论上分离,产生相对位移,此时植筋受拉力和剪力产生弯矩作用,作用值的大小依赖于界面的粗糙度和强度。如果界面足够粗糙,新增的混凝士与原混凝土界面粘和力足够大,此时会产生附加的混凝土层间自内连锁作用(包括摩擦力和内部结合力),起到部分抵消外部剪力的功效。
2.化学植筋锚固技术优点;
设计的灵活性:根据需要可以在钢筋混凝土结构的大多数位置,根据结构受力特征而设计植筋的数量及规格。可靠性优于预埋件:一般钢筋混凝土结构在需要与其他结构连接处均预留预埋件,但预埋件位置不易确定,混凝土浇注成型后及调整使用功能后预埋件的位置难以改变且施工繁琐,而植筋具有灵活性,其可靠度与预埋件基本相同。比一般的铆、焊方法相比受力均匀,材料不会产生应力集中现象(如焊接时的热应力等),化学植筋比较耐疲劳。承载力大,按标准规范计算施工的植筋完全能满足承载力的受力要求。工艺简单,可大大缩短工期,往往在2~3 天或更短时间内就可使用。钻孔直径、深度范围广、施工灵活,抗高温,可近距离焊接施工。新增混凝土结构基本没有滑移。造价较低:以应用植筋技术最多的框架柱与砌块填充墙之间的锚拉筋(ф6㎜)为例。经过施工单位使用情况调查,一般每公斤结构植筋胶可植近100根锚拉筋,植筋所用结构胶成本还不到0.6元,由于植锚拉筋工艺简便,一般钢筋工都可以操作,且每个工日至少可植50~60根,每根钢筋综合成本也就在1~2元左右,比其他施工方法相对经济。
3.化学植筋锚固技术影响及不利因素
植筋技术的成败主要取决于混凝土基材质量、钢筋质量、粘结剂强度、钢筋植入混凝土的深度(锚长度)、施工温度、成孔质量、孔内洁净程度、孔内干湿程度等诸多因素。施工时应满足《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。混凝土本身强度如果很低,植入高强度钢筋没有实际意义。论文格式。所以根据《混凝土结构加固技术规程》规定,混凝土强度不宜低于C15,混凝土强度宜采用C20以上。钢筋一般选用I级、II级钢筋,其强度应符合现行国家标准,即《普通碳素结构钢技术条件》的规定。粘结剂胶体的自身抗拉强度、抗弯强度及劈裂抗拉强度和粘接性能强度必须满足使用要求。混凝土化学植筋的破坏形式则主要取决于植筋的锚固深度,就植筋的埋置深度而言,试验研究表明,埋深较小时,植筋发生混凝土锥形破坏,承载力较低,不但不能发挥钢筋的作用,而且脆性破坏:埋置深度过深时,钢筋发生断裂破坏,钢筋植入部分没有发生丝毫滑移,强度未充分发挥,容易造成材料浪费:只有埋置达到适当的深度时,植筋破坏始于钢筋屈服,有明显的屈服破坏预兆,符合工程需要。论文格式。这个“适当的深度”就是满足《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。施工温度及湿度。植筋的施工温度直接影响粘结剂的固化时间。一般情况下,植筋所用粘结剂的固化时间随温度的升高而缩短:植筋的环境湿度也直接影响粘结剂的固化时间和粘结力学性能的发挥,故应确保环境温度不致过高及湿度相对低些。化学植筋锚固工艺对操作者来说存在一定的危害,施工时应做好个人安全防护,现场要保持通风良好。
4.化学植筋锚固技术施工要求
工艺流程: 植筋锚固钢筋混凝土工程设计→定位→钻孔→清孔→注胶→除锈后在钢筋上标记埋深刻度,→植入钢筋→留足够的时间固化并防止流胶→现场检测固化效果→检测合格→对结构表面进行凿毛处理→清洁表面→浇筑新增结构混凝土。施中应注意的问题:①按设计要求定位布孔。②钻孔与母体表面垂直,孔径比钢筋直径 5㎜左右,注意钻孔位置应避开结构内钢筋,尤其是受力主筋,一般采用钢筋探测仪定位。采用水钻钻孔时,应对孔壁进行打毛及干燥处理。③用刷子及清洁的压缩空气清干净尘土,不能用水洗,钢筋表面要除锈,不能存在浮锈或油污。④从孔底开始注胶,待孔内注胶达到80%以后即将钢筋缓缓旋入孔中,以表面稍有溢出为宜,整个植筋过程应连续进行。⑤植筋胶凝固硬化前不得施加荷载。植筋锚固在潮湿的混凝土中时,干燥后再施工,硬化时间必须加倍。
二、适合于工程应用的植筋锚固项目
1.用于桥梁病害治理。根据桥梁桥面铺装层不同程度破坏的情况,如产生病害的主要原因是桥面铺装层与梁顶面粘接不良。通过对桥面铺装层钻芯可以看出,桥面铺装层与顶梁的结合性很差,主要原因是施工中浇筑铺装混凝土前对梁板顶面凿毛及清理不当,铺装层与梁板之间出现夹层,未能紧密结合成整体,形成分层,在机动车辆行车震动的作用下发生疲劳破坏。采用化学植筋技术,可使桥面铺装与梁板结合紧密,两者共同参与受力,同时固定桥面铺装钢筋网的位置。论文格式。采用化学植筋技术的固定桥面铺装钢筋网的结合层运行效果良好。
2.用于加固新旧混凝土结合部强度。如桥梁扩大基础、承台、盖梁和台帽等部位。通过在扩大基础、承台、盖梁和台帽等不同部位的植筋施工体现化学植筋效果,可以有效提高新旧混凝土结合部位粘接性能强度,施工部位,新旧台帽结合部位极少数出现裂隙。
3.用于对一些老旧厂房、住宅、办公楼等的改造:由于一些旧有建筑结构不能适应使用需求,需要进行改造,而距使用年限还有一定的时间,使用化学植筋的方式进行建筑结构改造,如接柱、加梁、后加楼梯、电梯井、内外装饰锚固等,这样能节省大量的资金及时间。
4.用于桥梁加宽。传统方法是先做好桥下安全维护工作,再凿除防撞栏和桥面悬臂板混凝土,安装加宽部分钢筋并与旧桥钢筋绑扎固定,最后支模浇注混凝土。从节约投资、减少施工难度、缩短工期等方面考虑,采用化学植筋方法施工更实用、有效。具体作法是在需加宽的构件上植入一定数量的钢筋,再支模浇注混凝土,从而加大桥面宽度。在桥梁加宽工程上应用化学植筋方法具有不错的效果。
三、结束语
化学植筋技术设备简单,操作方便,效果可靠,其施工要点在于钻孔深度、孔径及垂直度一定要保证符合设计要求,且施工中植入钢筋一定要保持洁净,对植筋胶的选用一定要严格,施工前必须先做试验,若能保证以上措施,植筋效果能达到《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。总的来说植筋技术的合理应用,不仅能够解决既有工程结构由于使用功能变化、不可抗力(指地震、水灾、火灾等自然灾害)、结构老化等原因而需结构加固的问题,而且,还能解决由于设计缺陷、装潢、施工遗漏等原因造成的需要结构加固问题。同时,随着更多需要结构加固工程和改造工程的出现和化学植筋技术被广泛的应用。其可靠性被工程界和开发商的认可,为化学植筋技术的应用提供了广阔的市场。但是,随着化学植筋技术的广泛应用,应努力解决好以下问题:植筋技术应用的方法、手段、设备、仪器,通过研究和实践形成成套的更为先进的化学植筋技术,从而使该技术进一步理论化、规范化。相信,随着化学植筋技术的成熟和成本的不断降低,它在建筑工程中的运用将越来越普遍。
结论;由各种工程的实际应用的数据分析可知,严格按照施工要求,不同的操作方法对粘合剂的承载力影响是有限的,各种结构用化学植筋粘合剂用于建筑物结构改造中钢筋的种植完全是可行的,而且在承载力上区别不大;不同的操作方法决定了粘合剂的可操作性、固化时间、环保安全性、价格等等,通过以上的论述,我们可以得知如果在施工条件允许的情况下,化学植筋技术粘合剂具有更大的市场,而且这种优势会随着我国劳动力成本的不断上涨、工程质量的要求、环保的要求的不断提高而不断扩大,最终混凝土化学植筋技术将会更加完善。
参考文献
[1]混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-2004
[2]混凝土结构加固设计规范GB50367-2006
[3]市政桥梁工程质量检验评定标准 CJJ2-90
[4]城市桥梁养护技术规范 CJJ99-2003
中图分类号:F540.3 文献标识码:A 文章编号: 【论文摘要】当前,我国公路建设发展迅速,随着公路通车里程迅速增多,桥梁数量也随之增加。公路运输车辆大型化、重型化发展的趋势,给道路特别是桥梁等道路构造物造成严重损害。本文分析了我国公路桥梁养护与管理中存在的问题,对如何进一步提高公路桥梁的养护与管理水平进行了探讨和处理措施。
随着我国经济发展,材料、机械、设备工业相应发展,再加上广大桥梁建设者的精心设计和施工,使我国建桥水平已跃身于世界先进行列。但是长期以来,“重建设、轻养护”这个问题在我国公路桥梁管理中一直表现得比较突出,桥梁存在的问题也就比较多。因此,公路管养部门必须重视强化公路桥梁的养护与管理,提高桥梁的养护水平。 一、当前公路桥梁失养问题分析 随着国民经济的快速发展,公路运输的发展更可谓突飞猛进,我国幅员辽阔,经济发展水平参差不齐,经济上总体水平不高,公路桥梁发展主要着眼于量大、面广的一般大、中桥,这类桥梁仍以预应力混凝土结构为主。大批始建于60、70年代的公路桥梁,在日趋增大的车辆荷载的作用下,技术状况快速下降,很快由一、二类发展为三、四类甚至五类桥梁,对人民群众的生命财产安全构成了威胁,桥梁垮塌事件也时有发生。从总体情况看,当前公路桥梁的失养导致病害产生,主要集中在一些中小桥梁,这些桥梁存在着桥面铺装混凝土不同程度损坏,导致桥面产生坑槽,影响车辆的正常行驶
二、加强公路桥梁养护与管理应采取的措施 1、桥梁应急检查
桥梁应急检测是指桥梁遭受地震、洪水、风灾、车辆撞击或超重测量自行通过等紧急情况或发生突发性严重危害时,为及时得到构筑物状态的信息而进行的检查。应急检查由上级管理机构的专职桥梁养护工程师主持。桥梁应急检测应首先进行桥梁现场检测勘查,根据桥梁是否破损,必要时采用专门的仪器设备或试验等特殊手段和科学分析方法,进行桥梁病害检测原因、破损程度和承载能力,以便采取相应的加固、改造措施。
2、桥梁专门检查
专门检查是对桥梁结构检测及部件的材料质量和工作性能所存在的缺损状况进行详细检查、试验、判断和评价的过程。桥梁遇下列情况,应进行专门检查:
⑴定期检查中难以判明桥梁损坏程度和原因的桥梁;
⑵不能确定承载能力和要求提高载重等级的桥梁;
⑶桥梁监控技术状况为四、五类的桥梁;
⑷超过设计年限,需延长使用的桥梁;
⑸常规定期检查发现加速退化的桥梁构件,需要补充检测的桥梁。
在进行专门的桥梁检测的准备工作应收集一下资料:竣工文件、历次桥梁定期检查和应急检查报告、历次维修资料以及交通统计资料等。当原资料不全或有疑问时,可现场测绘构造尺寸,测试构件材料组成及性能,勘查水文地质情况。
3、公路养护措施
近几年公路水毁主要有路基沉陷,路基坍塌,桥梁破坏,防护与加固工程损坏等类型。公路水毁要以预防为主,及时清除水毁隐患,防患于未然,只要能从公路的设计、施工、养护等方面重视水毁,采取措施得当,公路水毁将会得到有效控制。
在春季雨水过多,不利于沥青路行车的状况下,主要采取三种处理措施:(1)开挖路肩明沟:春初翻浆路段两侧路肩上每隔6-8米开挖一道横向明沟。及时排降除路面水份。(2)挖横断面或路基明沟,不致使路面积水。(3)挖渗水坑,在易于翻浆的路段,挖成直径20-40cm左右的坑,人工定期掏出坑积水,总结经验。
在多年公路养护过程中,通过理论联系实践,我总结了对于沥青路面修补时注意的一些事项:沥青路面修补要做到规范操作、圆洞方补、浅洞深补、深洞分层补,分为以下步骤:
1、先把坑洞挖开,或用切割机,规范于四方,垂直:
2、清扫洞里面的废渣,有条件用路面吹风机吹干净;
3、用少许沥青先把洞沿涂上,以防沥青粘不住路面;
4、倒入热拌好的沥青,铺平、扫均;
5、用压路机或平板夯压平,坑洞修补完成;
三、建设桥梁养护工程师队伍和养护队伍 公路交通的迅猛发展,必然要求强化组织管理。在桥梁管养方面,应根据养护里程、辖区内桥梁数量设立若干名专职桥梁养护工程师,并保证其工作性质的相对稳定,不能随意换动。在其职责上,桥梁养护工程师负责制定、安排桥梁年度定期检查计划,组织实施辖区内桥梁养护的定期检查,提出检查报告,通报三、四类及危险桥梁的病害状况。从目前的养护队伍现状来看,养护工人素质参差不齐,很难做到真正的专业养护。这就要求各级公路部门高度重视,针对桥梁养护工作的需要,要逐步培养骨干,成立专业养护队。四、建立健全完善的桥梁档案 桥梁档案是桥梁的历史足迹。公路竣工验收后,管理单位应及时要求建设单位提交完整的竣工资料,还要与建设单位技术人员一起,按照相关资料,对所有桥梁进行一次全面详细的检查。需要提供的竣工资料包括:每座桥的原设计、变更设计、竣工图纸、隐蔽工程图片和检测资料以及桥下河流的水文计算等。
五、加大桥梁维修加固费的投入 为保证桥梁的正常运营,延长桥梁使用寿命,各级交通主管部门在每年的年度养护工作计划中,应该安排一定经费保证桥梁检查、维修及加固工作,保证桥梁养护与维修加固资金的合理与充足使用。
六、加强措施,严格检查 严格的检查措施是保证桥梁维护工作质量的有效方法。养护队应对桥梁以及各种防护设施坚持日常养护巡查,注意观察桥梁的使用状况,尽量做到1次/天养护巡查,并做好巡查记录,同时各级桥梁养护工程师应分别组织经常性检查、定期检查和专业检查。一是经常性检查。要由县级桥梁工程师组织实施,以目测为主,配合简单工具,至少每年度一次,填写“经常性检查记录表”上报。检查应拍摄总体照片,填写“桥梁定期检查数据表”,并提交检查报告。
七、全面落实危桥改造的措施 在检查后,发现的存在符合《公路养护技术规范》桥梁技术评定标准中四类危桥状态的桥梁均系危桥。主要包括桥梁重要部件出现严重的功能性病害,且有继续扩展现象,关键部位的部分材料强度达到极限,出现部分钢筋断裂,砼压碎或压杆失稳变形的破损现象,变形大于规范值,结构的强度、刚度、稳定性不能达到平时交通安全通行的要求,以及承载能力比设计降低25%以上的类型。桥梁的安全使用是公路的生命。公路桥梁的养护与管理依旧是当前公路养护管理的一个薄弱环节,加强其管理工作,我们要树立“百年大计、质量第一”的思想,抓好公路桥梁养护与管理的质量,不仅可以尽量减少和避免危及人民群众生命财产安全,而且对于促进公路交通的可持续发展有着重要的意义。
参考文献:
关键词:圬工拱桥 拱圈病害 加固方法
拱圈是拱桥的主要承重结构,承受桥上的全部荷载,并通过它把荷载传递给墩台、基础,在全桥受力中起着至关重要的作用。当车辆荷载增加、超载车辆行驶,对桥梁引起的内力超过主拱圈材料强度允许范围时,势必造成主拱圈受拉部位开裂、破损、承载力下降,成为危桥。
一、拱圈常见病害及原因
(一)拱圈开裂
主拱圈出现顺桥向、横桥向或斜向裂缝,部分裂缝沿砂浆缝扩展,部分裂缝出现在拱石上,也有的裂缝同时贯穿了砂浆和拱圈石料。裂缝宽度,有的宽度较一致,有的由宽变细或由细变宽,也有的中间宽而两头细。裂缝深度,不同病害导致裂缝深浅不一。拱圈上的裂缝走向、长度、宽度和深度因不同的病源而呈不同的特征。
裂缝形成的原因主要有:(1)主拱圈整体强度不足;(2)施工质量原因引起的裂缝,如混凝土搅拌、运输时间过长,支撑下沉、脱模过早、不均匀下沉等;(3)外界条件变化引起的裂缝,如钢筋锈蚀,化学作用,基础不均匀沉降,通行车辆超过设计荷载等。
(二)拱轴线变形
拱桥的拱轴线形状将影响到主拱圈各截面内力的分布与大小,一般在拱桥设计时,选择拱轴线的原则是尽可能降低由于荷载产生的弯矩。理想的拱轴线是与荷载作用下的压力线重合,这样拱中各截面只有轴力无弯矩。但是因为作用在桥梁上的荷载并不固定,而且主拱圈除受恒载、活载的作用外,还受温度、材料收缩以及拱脚位移等影响,使得设计拱轴线不可能与压力线完全重合。在上述各因素的作用下,现有的拱桥拱轴线将会偏离原设计拱轴线,对拱桥的受力会有所影响。
(三)圬工材料病害
圬工材料的常见病害有风化、蜂窝状孔洞、结壳、变形、表面沉积、脱落、侵蚀、锈迹、粉化等,产生这些病害的原因主要有材料天然存在的微孔隙、相对复杂的化学成分、河水的影响以及外加重荷载和环境等因素等的影响。
二、圬工拱桥常用加固方法
(一)增大截面面积加固法
增大截面加固法是通过增大构件的截面或增大截面的同时增加钢筋来提高原有构件的承载力和刚度的方法。当上部构造基本完好,但是承载能力不能满足要求或需要提高时,一般可采用增加拱肋的方法加固。通常是在原拱肋之间加设新肋。为了使原拱圈与新增拱肋有效地联结成为整体,需要在拱肋顶面预埋锚固钢筋,安装时将预埋钢筋穿透拱圈伸出顶面,与现浇板中的钢筋网焊接。
(二)粘贴加固法
近几十年来,国内外在用化学粘结剂从结构外部粘贴补强材料(钢板、玻璃钢、碳纤维布、芳纶纤维布等)加固桥梁方面进行了大量的研究开发工作。目前常用的粘贴剂是环氧树脂。用环氧树脂粘贴钢板、玻璃钢、碳纤维布、芳纶纤维布等,可以提高构件的抗弯、抗剪能力,降低裂缝扩展的效果。这是一种施工简便,不减小桥梁净空,可在不影响或少影响交通的情况下施工的加固技术。
(三)改变结构体系加固法
通过改变桥梁结构体系达到减少桥梁主拱圈的内力,是拱桥加固改造中一种行之有效的方法。当拱桥的上部结构恒载重量过大,或基础的承载力不足,迫使拱脚产生水平位移或转动,主拱圈产生变形、拱轴线发生变化时,在条件许可的情况下,可以调整拱上建筑的布置,改变原拱桥结构体系,以改善主拱圈的受力状况,达到加固改造,提高原桥承载力的目的。常见的改变结构体系加固方法有梁拱结合体系加固法和转换桥形加固法。
(四)外部预应力加固法
目前,用外部预应力加固桥梁上部结构的方法多用于梁桥,对于拱圈纵向开裂或横向开裂,以及桥台产生位移、拱顶下挠的拱式桥梁,也有用此法加固的工程实例。目前采用的主要有钢板箍套钢筋拉杆加固法,或钢筋混凝土拉杆法。通过顺桥向设置的钢筋混凝土拉杆或钢拉杆施加预应力进行加固,具体施工工艺与后张法预应力梁桥的施工方法相同。采用钢拉杆的加固措施,使桥下净空大幅降低,将会影响通航,故仅用于一般小通航河道上的桥梁。
(五)减轻拱上建筑重量加固法
现有的圬工拱桥多数是采用腹拱式拱上建筑为主体,由于拱上建筑自重较大,恒载重量通常占着很大的比例,特别是实腹式石拱桥,拱上建筑自重更大,主拱圈大部分用于承担恒载自重。因此,可以采取减轻桥梁恒载自重的办法来提高原桥承受活载的能力,如减薄拱上填料厚度或者换填轻质材料,将腹孔的重力式横墙挖空或改造成钢筋混凝土立柱,用轻质桥面系代替笨重的腹拱体系等。
三 结语
本文通过对相关资料和大量工程实例进行收集整理,总结了拱桥拱圈常见的病害及其原因,阐述了目前常见的拱圈加固方法,这对于我们如何充分利用现有的拱式桥梁,对其进行有效的评估、维修和加固改造,使有限的资金发挥更大的效益,具有很大的现实意义。
参考文献:
[1]张树仁,王宗林.桥梁病害诊断与改造加固设计[M].人民交通出版社,2006
[2]周建庭,刘思梦,李跃军.石拱桥加固改造技术[M].人民交通出版社,2008
【关键词】加固措施;公路;旧桥
桥梁是公路交通的关键环节,桥梁功能发挥的好坏直接决定着公路输运的效果,由于现有公路受到当时设计的局限,已不能适应现代交通运输量的飞速增长。在用材、维护、加固等各方面的滞后也严重制约了公路交通运输业的发展,特别是日益增长的车辆负载和桥梁老化之间的矛盾,使得公路桥梁的检测和加固迫在眉睫。
一、公路桥梁的加固目的
截止目前,我国危桥总量已达到相当多的数目。如果要将所有这些存在安全隐患的桥梁全部拆除重建,不仅会因为工期较长影响公路运输的延续性,还会耗费巨额资金;但换之以旧桥改造和加固维修,则不但可以节约大量的资金,还可以延长桥梁的使用时限,赢取巨大的经济和社会效益。
二、常用的公路桥梁的加固方法
桥梁加固的含义,就是通过一定的措施使桥体或者桥体的某个构件的承载能力和使用性能得到改善和提高。主要有以下几类常用方法:
1.桥面板补强加固法。浇筑补强混凝土可采用干硬性混凝土或钢纤维混凝土,以减少新浇混凝土的收缩,从而减少新、旧混凝土之间产生的差动收缩力,提高补强效果。
2.增大截面加固。当采用增大构件截面的方法对桥梁进行加固时,保证新旧混凝土面良好的结合是提高抗弯刚度达到补强效果的关键。因此在施工中应采取必要措施,保证新旧混凝土的整体性。新增的钢筋骨架也必须与原结构的骨架可靠连接,一般通过植筋连接,也可暴露出原结构主筋,采用绑焊连接。对支架进行预压,可消除支架变形对新浇混凝土与旧桥连接的不利影响。其加载量、卸载量和程序应进行专门设计。
3.粘贴钢板加固法。粘贴用钢板宜采取工厂加工制作,运至现场除锈、清洗后,刷浆粘贴。钢板易在搬运、施工中造成变形翘曲,应采取相应的防止变形措施。为增加表面极性,改善其粘附能力,对粘贴面应进行除锈和粗糙处理。其方法是:用电动磨光机反复打磨粘贴面,至露出金属光泽,再用平砂轮打磨拉毛处理,纹道与钢板受力方向垂直。用丙酮清洗,除去钢板表面附着的油污和杂质,晾干待用。按设计图的螺栓孔位置在原构件钻孔时,为避免钻孔损伤原构件钢筋(及预应力钢束),可用钢筋探测仪确定钢筋位置,为了避开内部钢筋,容许适当移动孔眼位置。待黏合面上锚固螺栓孔全部钻成后,可用透明纸覆盖在混凝土面上画出锚栓孔位置,然后覆盖在钢板黏合面上用电钻钻取相应锚栓孔。加固构件的黏结面处理及钢板的黏结面处理是最关键的工序,应认真进行。对于混凝土构件的黏结面,应根据构件表面的新旧、坚实、干湿程度,分别按以下情况进行处理:(1)对很旧很脏的混凝土构件的黏结面,应先用硬毛刷蘸高效洗涤剂刷除表面油污后用清水冲洗,再对黏结面进行打磨,除去2mm~3mm厚表层,直至完全露出新的混凝土面,并且用压缩空气吹除粉尘。(2)对于新混凝土构件的黏结面,可先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去,再用毛刷蘸清洗液洗刷表面,再用清水冲洗,待完全干燥后即可。(3)混凝土表现有松散浮渣要用钢丝刷除去;混凝土黏贴面凹凸不平的应用磨光机打磨进行整平处理,露出新鲜混凝土。经处理后的混凝土表面应粗糙、平整、洁净,不得有粉尘、浮渣、油污等杂物。(4)将配制好的胶黏剂用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上。为使胶液充分渗透扩散在结合面上,宜先用少量胶液在结合面上来回刮抹,再抹胶液至所需厚度,且使中间厚边缘薄,然后将钢板贴于预定位置。粘贴后,应用手沿粘贴面轻轻敲击钢板,如无空洞声,表示已粘贴密实,否则应重新卸下钢板,重新补胶黏结。(5)钢板粘贴好后用锚固螺栓等加以固定,并适当加压,将钢板与混凝土表面压实,以胶液刚从钢板边沿挤出为度。锚固螺栓一般兼作钢板的永久构件来提高黏结层抗剪强度。
4.体外预应力加固法。体外预应力筋一般采用无黏结预应力钢筋材料,其表面涂刷的防腐防锈蚀材料对保护预应力筋起到关键作用,因此在运输和安装过程中不能损伤其表面,如有操作失误应及时处理,防止锈蚀发生。当钢绞线采用连续跨布置,而在跨中的转折点设在梁底以上位置时,应尽可能采用两端纵向张拉以减少摩擦力损失;当钢绞线在跨中的转折点设在梁底以下位置时,可采用一端纵向张拉,但在纵向张拉以后,还应利用设在跨中的张紧螺栓进行横向张拉,以补足由摩擦力引起的预应力损失值。当纵向张拉有困难时,也可将跨中转折点架设在梁底,全部采用横向张拉的方法,这种方法一般适用于无外观要求的情况。当转向块之间的距离过长时,钢束在桥梁受到荷载振动时,钢束摆动过大和原设计的线形发生改变,影响受力效果,因此当钢束体外段长度超过10m时,应在中间设置定位器,固定钢束位置,保证钢束线形和受力效果。水平滑块多用18mm~30mm厚的钢板焊接而成,如用铸铁加工将更为经济。楔形滑块常用钢板制成,并焊接在型钢斜杆的下端,也可用混凝土直接浇筑在型钢斜杆的下端。不平滑块的垫板由于受斜筋分力的作用将一直处于受压状态,因此,水平滑块的垫板只需用环氧砂浆粘贴在梁的底面上。施工时应先将梁底混凝土凿除20mm左右,并在混凝土表面抹一层环氧胶液,再用环氧砂浆补平,然后用临时的吊架将支撑板粘贴在梁底。成品束一般自身带有防腐措施,不需要进行专门的防腐保护措施。当采用非成品束或钢束本身没有防腐功能时,预应力筋的保护措施如下:如果是粗钢筋,可采用二度防锈漆的方法进行防护,也可采用聚乙烯套管进行防护;如果是钢绞线则事先套入套管,然后采用压浆处理。同时为防止桥下船只碰撞预应力筋,可采用在预应力筋下加设钢板防护罩进行保护。除了以上方案以外,还有结构性加固、非结构性加固、改变结构体系加固、粘贴纤维复合材料加固等等方法。然后,最合理的加固方案是将上述加固方法优化组合,体现出加固效果及经济效益。应注意以下两点:不同的加固方法有对应的设计计算方法:加固后的桥梁结构承载能力提高幅度受原结构的制约,如原结构配筋率、截面尺寸等,不可能无限制地提高承载能力。
三、公路桥梁的加固效果评价与施工要求
桥梁加固与维修技术需要进一步的规范和完善,需要经验的总结和技术的支撑,同时要注意定期对维修加固处理后的桥梁做后期检测,确保效果。桥梁加固后的上部结构通常是用静载或动载试验,将试验结果与加固设计的计算结果进行对比,来判断桥梁加固成功与否。但对下部结构而言,不方便进行荷载试验,通过其频率变化来定量评估桥墩的加固效果。应在桥梁加固设计中提供桥体受损调查表,由施工单位复核。若未提及,施工单位应补齐。除记录裂缝等受损情况的数量、长度、宽度、分布位置外,有条件时应用钻孔等方法查明主要部位裂缝深度。对于桥体受损或者老化的发展趋势应高度重视,如果存在结构性破损,预示桥梁技术状况仍在恶化,可能需要变更原加固方案时,应及时反馈意见,研究对策。总之,公路桥梁的加固维修是一门新兴的技术,为了完善和指导桥梁加固技术的应用,需有一整套完善的实用性公路桥梁检测、评定与加固的技术规范,从而为我国公路危旧桥的改造提供技术支持,确保危旧桥的改造工作科学合理、经济安全,有法可依。
参 考 文 献
[1]周建廷,桥梁加固机理及加固准则探讨[J].重庆交通学院学报.2001
关键词:混泥土桥梁,病害,成因,流程,加固
Abstract: in order to ensure the widely distributed in the road of the safety of the bridge concrete operation, prolong the service life of the concrete bridge, we must pay attention to the bridge diseases research and summarize, take effective repair reinforcement measures. This paper mainly expounds the road bridge diseases cause, common diseases, the importance of the highway bridge reinforcement, and highway bridge reinforcement method.
Keywords: mixes clay bridge, disease, cause, process, and reinforcement
中图分类号:TU753.8文献标识码:A 文章编号:
近年来,随着各种重型车辆、工程用重型运输车的不断出现,公路桥梁负荷日趋加重,加之旧桥部分老化、破损或受原设计标准的限制,不少混凝土桥梁由于耐久性不足最终导致结构失效,有相当数量的混凝土桥梁损坏严重,或处于超期运营状态。若不重视桥梁病害的诊治,不采取有效的修复加固措施,任其发展,必将对桥梁安全性构成威胁。
1桥梁病害成因
桥梁结构应具有足够的强度,以承受作用于其上的重力和附加力;结构各部必须具有足够的刚度,以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形;结构各部尺寸必须具有适当大小,以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲,丧失稳定性。同时结构也要具有较高的耐久性。由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性、计算假定的近似性,致使在长期使用过程中桥梁结构产生病害,其具体原因如下:原设计荷载偏低,交通发展后车辆荷载增大,桥梁因承载能力不足而产生病害。结构设计中存在缺陷,如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理。桥梁施工质量差,未按设计要求和施工规程实施。不重视桥梁后期养护工作,没有及时消除己产生的病害。洪水等自然灾害使桥梁产生损坏。地质条件差,如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。
2公路桥梁存在的常见病害
2.1主拱圈裂缝病害:主拱圈中波纵向裂缝,检查时常发现各孔中波波顶均存在纵向裂缝,肋、波连接处裂缝,各孔拱波与拱肋连接处大部分均发生裂缝,拱肋裂缝,各孔拱肋均有横向裂缝,有不少是U形裂缝,这些裂缝多发生在拱顶前后10m左右范围内,横系梁裂缝。
2.2钢筋锈蚀病害:钢筋发生锈蚀时,锈蚀部分的体积可膨胀至原来体积的10倍以上,从而对周围混凝土形成挤压,造成混凝土开裂、剥蚀、使截面有效尺寸减小,导致结构承载能力下降,锈蚀剥蚀,使截面有效尺寸减小,导致结构承载能力下降。锈蚀的直接后果是钢筋断面面积减小,对于以钢筋作为抗弯能力。钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的握裹力,锈蚀物外流,在结构表面形成锈迹,影响结构美观。
2.3墩台基础病害:桥梁墩台基础在常年使用过程中,除了承受上部构造荷载外,还将承受土压力,风力,流水压力,冰压力和浮力等等各种力的作用。另外,自然界各种因素的影响作用,以及由于过桥车辆的日益重型化,墩台基础经常受到过重荷载的作用,因此,桥墩台将会出现不同程度的损坏。
2.4主梁裂缝及主梁变形病害:主梁裂缝多发生在锚跨中部(正弯矩区)梁的下缘及悬臂梁根部(负弯矩区)上缘,后者大都贯穿整个车行道翼板。此类裂缝显然是由于大量重车通过使梁的受拉区开裂,属正常现象。但由于负变矩区裂缝在上面,雨水易从裂缝渗入梁内,引起钢筋锈蚀及砼强度降低。
3公路桥梁加固的重要性
3.1在公路桥梁使用期间内,任何桥梁都会成为旧桥。早期修建的桥梁,由于当时人们对铺装功能、病害认识有限,往往存在配筋偏小,钢筋直径过细,铺装与承载构件的界面连续不牢靠等问题。由于桥梁是建在大地上的特殊产品,不仅受自然环境的影响(如大气腐蚀、温度、湿度变化等),而且还受到使用环境的影响,难以避免产生损坏现象。这使桥梁的维修、养护、加固、改造已成为必然。
3.2从经济上分析,桥梁加固可以节省大量投资,收到良好的社会经济效益。采用适当的加固技术和拓宽措施,不仅可以避免因拆除旧桥与重建新桥而增加工程费用;而且对现有交通运输影响有的甚至可以在不中断交通的情况下完成,早期设计施工的高速公的桥梁在长期大交通量、重荷载的运营情况下大部分出现了病害;同时也恢复和提高了旧桥的承载能力及通行能力,延长桥梁的使用寿命,满足现代化交通运输的需求。
3.3同时桥梁的改造和加固,不仅可以提高公路桥梁的通行能力和服务水平,而且在更大程度上能够消除交通安全隐患。从发展中分析,旧的公路桥梁加固有利于促进桥梁建设的可持续发展。既满足现代人的需求以不损害后代人满足需求的能力,使经济、社会、资源和环境保护协调发展。
4公路桥梁加固的方法
4.1桥面铺装加固法
1)局部修复凿补法。将水泥混凝土铺装层的表面凿毛,深度以使骨料露出为准;用清水冲洗干净断面并充分润湿,涂刷上同标号的水泥砂浆(或其他粘结材料),最后在桥梁承载能力容许范围内,铺筑一层1~5cm厚的水泥混凝土铺装层。
2)重新浇筑混凝土面板。桥面板的破裂和其他损坏特别严重,混凝土质量或施工状况特别不良,且无适用的修补方法时,就必须采用重新浇筑新的混凝土桥面板的措施,施工时,将原有的行车道铺装全部拆除,再将行车道表面清扫干净,必要时铺入适量短钢筋,配置上1~2层钢筋网,浇筑整体化混凝土。
3)桥面补强层加固法。即在旧有桥面上,重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层,此方法既修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板,又能加高原有梁板的有效高度,增加梁板的抗弯能力,改善铰结梁板的荷载横向分布,从而提高桥梁的承载能力。
4)其他方法。如加铺一层沥青混凝土,采用混凝土粘结剂或环氧树脂材料修补法,钢纤维混土修补法,聚合物混凝土罩面法等。
4.2加大截面加固法
也称为外包混凝土加固法,是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。加大截面加固法一般采用两种方式:一种是加厚桥面板;另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。该法工艺简单、适应性强,具有成熟的设计和施工经验,适用于较小跨径的T梁桥或板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高,承载能力也能取得较好的效果。但现场施工的湿作业时间较长,加固后的建筑物净空有一定减小。
4.3粘贴碳纤维增强塑料加固法
采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面,碳纤维与原结构形成新的受力整体,碳纤维与钢筋共同承受荷载,降低了钢筋应力,从而使结构达到了加固和补强效果。
4.4桥下部结构加固法
桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、突起,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小、水流不大的石拱桥,可采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。
参考资料:
[1]张庆芳,张志国 主编,公路桥梁混凝土结构设计原理,天津大学出版社,2010年07月
[2]王燕 主编,公路工程施工员培训教材,中国建材工业出版社,2010年10月
关键词:公路桥梁,施工,养护,管理
1.施工队伍的管理
桥梁建设中,不仅需要有经验高素质的设计人员设计出减少投资、提高质量、增加效益的桥梁工程,需要选择一支优秀的施工队伍从本质上保证桥梁质量,而且极有必要加强对施工队伍的管理。施工队伍作为一种人力资源,它不仅仅是构成一个单位的无形资产和企业资质,更主要是,其行为后果直接关系国家人民的安危。对桥梁施工队伍的管理首先应该建立资信制度。桥梁施工队伍作为技术含量相对较高的施工群体,它的业绩和资信是企业赖以生存和发展的重要条件,也是业主单位挑选施工单位的基础。在施工过程中,业主和管理单位应已各种形式对施工单位进行定期不定期的业绩考评,并将考评的结果以媒体等形式予以,管理部门对施工实行过程实录,并及时通过媒体和专业网站予以。公布内容应包括项目经理和总工程师的业务水平和从业务道德等基本情况,让社会参与评议和监督,媒体公布栏目实行长期对外开放。一个施工单位的业绩多少、优劣、真伪,任何一个需要了解情况的单位,随时都可以点击了解。以这种管理模式,项目业主在选择施工单位时只要通过媒体就能一目了然。其次,对施工单位使用民工队伍的使用情况提出具体要求并进行监督。按行业管理部门的要求和具体岗位的特点,企业在使用民工前,对从业人员必须经过一定的岗前培训或令其经历一定的熟练过程,以确保劳动过程中达到预期的效果和效率,尤其是钢筋工、木工、焊工等比较重要的技能岗位的要求更高。因此,我们认为,对桥梁施工队伍中民工队伍的管理也是施工企业监管的必不可少的内容。
2.对公路桥梁的养护管理
一直以来,“重建设、轻养护”在桥梁管理中表现得十分突出。交通部于1997年和2001年2次下达要求加强桥梁养护管理工作的通知,但一直收效不佳。论文格式。2000年普查资料显示,27万余座桥梁中有危桥9597座,一些南方城市地区危桥比重甚至达到1/5~1/4。当前造成危桥的原因有很多,而桥梁失养是桥梁使用性能迅速衰变,变成危桥的主要原因之一。因此,我们要从完善养护队伍、应用桥梁管理信息系统、严格桥梁检测和管理车辆超载问题等方面加强公路桥梁的养护管理。
2.1完善养护队伍
实行养护机制改革后,各基层公路管理机构均成立了2个或2个以上的养护队伍,原来的养护道班基本撤消,大部分养护工人直接转入养护队,按市场规律和企业管理运作。养护队的成立为完善养护队伍,建立桥梁专业养护队提供了基础条件。但是由于当前的养护工人素质参差不齐,很难做到真正的专业养护。桥梁养护需要做到专业人员、专门程序和专用方法,以保证桥梁工程师的工作部署落实到位,随时掌握桥梁的使用情况,处理各种危机突发事件,并使队伍逐渐从日常养护过渡到具备进行桥梁中、小修甚至大修的能力。
2.2 桥梁管理信息系统的利用
2.2.1 国内外概况
桥梁管理信息系统是近20年来在世界土木工程界新出现的一个跨学科、跨领域、综合型的工程技术集成系统。它涉及传统的工程结构分析、材料技术、系统科学、管理科学、计算机科学等多种学科,包括网级和项目级两个层次。经过20多年的发展,在美国、加拿大、南非、英国、法国、丹麦等国家和地区已经建立起了较为成熟的桥梁管理信息系统。国内从20世纪80年代后期开始研发公路桥梁管理信息系统,最具代表性的成果是交通部北京公路研究所于1997年推出的公路桥梁管理系统(CBMS)及上海市近年来开发的“上海市城市桥梁管理系统”。论文格式。论文格式。桥梁信息系统在改善桥梁维护和管理水平等方面起到了很好的作用[1,2]。从总体来说,目前各国投入实际应用的桥梁管理系统主要实现了公路桥梁的路网级管理,即在建立桥梁信息数据库的基础上,通过对现有桥梁状况的检查结果进行分析与评定,对桥梁的使用状态进行等级划分,为桥梁的维护决策和维护资金的合理分配提供依据。
2.2.2 公路桥梁管理系统(CBMS)
公路桥梁管理系统(CBMS)是“八五”期间国家科委和交通部的重点推广项目。该成果采用现代化的计算机技术,具有100余项功能[3]。该成果的推广应用,旨在通过计算机为公路桥梁的日常养护、维修加固与评价提供现代化管理手段及辅决策依据。
将CBMS应用于实际时应该做以下几项重要工作:(1)正确建立自己的数据库,包括静态数据库、动态数据库、评价决策数据库、费用分析等;(2)根据评价结果对中长期桥梁养护规划作滚动式调整,制定桥梁养护实施计划;(3)建立报表体系,随时掌握营养桥梁的维修、事故等情况,保持体系的制度化和持续性。
2.3 严格公路桥梁的检测制度
养护队对桥梁以及各种防护措施应坚持日常养护巡查,注意观察桥梁的使用状况,并作好巡查记录,同时各级桥梁养护工程师分别组织经常性检查、定期检查和专业检查。
经常性检查:由县级桥梁工程师组织实施,以目测为主,配合简单工具,至少每季度一次,填写“经常性检查记录表”上报。
定期检查:由市级桥梁工程师组织实施,按照新建桥梁竣工后,一、二类桥梁1~3年内至少检查一次,三类桥梁3~6个月检查一次,四类桥梁3个月检查一次。对于所报告新增的三类以上桥梁应立即安排检查。检查应拍摄总体照片,填写“桥梁定期检查数据表”,并提交检查报告。
专业检查:凡遭受意外损害、定期检查中难以判明损坏程度以及决定改造之前均需进行专业检查。专业检查由市级桥梁养护工程师上报,获批准后委托具有相应资质的单位进行。专业检查应该对桥梁的技术情况,各种缺陷和病害进行全面细致检查,对桥梁的现状、承载能力均做出正确的评估,提出维修加固或改造的建议性方案。
总之,各级交通管理部门要严格按照交通部关于超载、超限运输治理有关文件精神,按照管理措施,遏止超载车辆上路下桥,使桥梁在正常交通量及荷载标准下使用,延长桥梁使用寿命。
参考文献
[1]李新平,符锌砂. 城市桥梁管理信息系统(MBMS)[J].计算机工程与应用,2003,(11):220-232.
[2]刘健,贾丽君,朱俊毅等. 城市桥梁信息管理系统研究与开发[J].交通与计算机,2001,(5):32-34.