公路桥梁病害及加固设计技术
本站 2020/12/4 10:38:07
随着交通运输事业日益发展,我国的桥梁耐久性与安全性已经成为社会普遍关注的问题,桥梁坍塌的事件频繁发生,严重威胁着人民群众的生命财产安全,给社会和国家带来了恶劣的社会影响和巨大经济损失。本文主要针对公路桥梁常见病害及受损原因进行分析,并提出相关加固措施。
关键词:路桥病害;受损原因;加固技术;桥面层补强;
一、加固技术在公路桥梁施工中应用的必要性
公路桥梁建设是我国交通建设中非常重要的一环,对于我国的经济建设和社会发展有着非常重要的作用。由于之前我国公路桥梁建设技术水平不够先进、资金也不够雄厚,使得公路桥梁工程的建设质量得不到有效保障,进而使得很多桥梁结构出现了各种瑕疵和问题,施工材料的应用效果不佳,质量得不到管控,致使很多桥梁桥墩等构成配筋率不达标,强度无法满足施工的需要,进而使得桥梁的使用效果和使用寿命都非常差,而随着我国经济和社会的快速发展,我国交通运输需求日益增大,对于交通设施的要求和需求都在不断提升,对于交通建设工作提出了越来越严苛的要求。而加固技术在公路桥梁施工中应用能够有效提升桥梁的质量,有效提升桥梁的使用年限,通过加固方法来不断增强桥梁的承受力,进而极大地提升桥梁的安全性能和稳定性能。特别是当前公路桥梁由于使用频率大,承载的重量越来越大,致使诸如裂缝问题、地基沉降、梁端头破损以及混凝土碳化等问题时有发生,严重影响了公路桥梁的质量,正因为如此,在新的发展背景下,非常有必要加强对公路桥梁质量的保障,加固技术在公路桥梁施工中应用也就成为了必然,具有非常重要的现实意义和应用价值。
二、公路桥梁的常见病害及受损原因分析
按受损部位不同,可将公路桥梁常见受损分为两大类:桥面受损和上部结构受损。公路桥梁损伤会在路桥的不同部位造成不同的病害,主要病害有裂缝、碳化、剥蚀、损害或缺损、沉降等。桥面受损主要包括公路桥梁桥面铺装破损、栏杆和防撞护栏损伤及伸缩缝处锚固混凝土破损。第一,桥面铺装层受损主要来源于设计和施工。设计阶段除考虑对铺装下部结构的承载力计算外,还需考虑负弯矩对铺装产生拉应力的影响,否则铺装极可能在拉应力下产生裂缝导致破坏。此外,在施工阶段,要严格控制上部结构的高度,使其与设计值的差距在允许范围内,否则会因厚度影响铺装的刚度和承载力。第二,栏杆及防撞护栏损伤一般发生在使用阶段,主要包括由于大型车辆对防护栏冲击造成的撞击损坏或产品过大变形,由于雨水侵蚀导致的钢筋锈蚀和外部构件腐蚀,水分进入混凝土内部导致钢筋锈胀产生的裂缝等。第三,伸缩缝的混凝土由于直接承受车轮反复冲击,或未达到设计强度,或与背墙混凝土结合不好,或背墙混凝土质量差等原因,造成伸缩缝部位混凝土破损。
三、公路桥梁工程加固的措施
公路桥梁出现病害会对道路桥梁的结构产生非常不利的影响,进而影响公路桥梁的质量,不但影响行车安全,也会极大地降低公路桥梁的使用寿命。传统的加固和修复方法都比较单一,采用多种方法有机结合的方式,做到取长补短,以满足公路桥梁使用要求和承载力要求,同时又不降低其某方面的性能。
1、桥面层补强加固法
桥面补强层加固法是通过在梁顶(桥面)上加铺一层钢筋混凝土层,使其与原有主桥梁结合形成一个整体,从而增加桥梁主梁的高度,增大抗压截面面积及桥面整体的刚度的方法,这也是提高公路桥梁承载力的一种十分有效的方法。为了使桥梁补强层增加的恒载减到最小,一般将原来桥面的表层进行凿除,而且还能 够使新老层很好的结合,共同承受重力。目前,在许多桥梁的加固过程中,对于同一座桥梁,针对桥梁不同的部位、构件以及改造原因,同时采用了多种不同的加固方法。
2、粘贴碳纤维增强塑料加固法
碳纤维复合材料通常由纤维和基体组成。加固混凝土结构用的纤维材料目前主要有三种:玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维。纤维复合材料的力学特点是其应力应变量完全线弹性,不存在屈服点或塑性区。由于碳纤维材料具有高强,轻质,耐腐蚀,耐疲劳等优异物理力学性能,以及现场施工便捷,碳纤维布的抗拉强度一般为3550MPa,弹性模具量为2.35*105MPa。
3、扩大基础加固法
扩大公路桥梁基础底面积的加固方法就是扩大基础加固法。这种方法适用于桥梁基础承载力不足,而墩台是砖石或混凝土刚性实体的情况。当桥梁基础的沉降极不均匀,且地基土质比较坚实的时候,就可以使用扩大基础法进行加固。对于部分桥梁底部的地基承载力不足的问题,可在桥梁基础之下打入一定数量的桩, 从而提高地基的承载力,桩的数量要根据地基变形程度来计算。采用这种方法的优点是施工比较的简单,其缺点是必须使新老基础连成一体,共同承受桥梁上部的荷载,因此加固的费用比较高,加固的效果 也不容易控制。
4、高压旋喷注浆加固法
所谓高压旋喷注浆加固方法,就是先使用注浆管钻入地基,使其旋转并且匀速提升,与此同时把浆液从喷嘴里面喷出,使土体冲击破坏,使用高压流切割土层并搅碎,从而形成颗粒状,有些被浆液带出,而另一些则和浆液混合在一起。在浆液凝固的过程中,形成固结体,这种固结体有一定的强度和抗渗透的能力,从而对桥梁地基进行加固。这种方法用途很广,而且加固地基的质量可靠效果好,成本比较低,施工比较简单,目前已逐渐成为我国公路桥梁墩台基础加固的常用方法之一。
结束语
我国经济腾飞与公路桥梁飞速发展密不可分,在这个相互促进的过程中,路桥规模得以不断扩大。然而,公路桥梁这一基础工程在修建过程中仍然存在很多问题,导致路桥病害频发,对公路桥梁进行结构加固、提升路桥维护意识十分重要。在当前形势下,要继续加强结构病害与加固技术研究,不断提高技术水平,促使路桥交通,事业健康,稳步发展。
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