常見的橋梁問題,各種橋梁病害隨著運(yùn)營時(shí)間會逐漸顯現(xiàn),但是在橋梁運(yùn)營初期很多內(nèi)部的病害并不能直接顯現(xiàn),難以早期發(fā)現(xiàn)。無損檢測作為早期定橋梁運(yùn)營狀態(tài)的一種技術(shù)手段,可以檢測混凝土內(nèi)部裂隙和鋼筋的狀態(tài),此時(shí)期的修補(bǔ)以簡單修補(bǔ)為主要手段。各種嚴(yán)重問題也會隨之出現(xiàn),主要有以下幾種:表面缺陷,內(nèi)部缺陷,結(jié)構(gòu)裂縫,橋梁構(gòu)件及附屬設(shè)施出現(xiàn)損傷。
橋梁常見的梁體加固維修方法
橋梁的加固維修需要根據(jù)不同的損害方式和損害程度,制定的加固維修方案,因?yàn)槎蛄簱p害程度和具體實(shí)施的限制,橋梁加固維修難度往往大于新橋建設(shè)難度。加固維修方法有以下類型:表面缺陷與斷裂修補(bǔ)、截面加固法、粘貼鋼板加固法、粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、橋面系補(bǔ)強(qiáng)和減載法等加固維修方法[2]。
1、表面缺陷和斷裂修補(bǔ)
此類缺陷一般不會對橋梁結(jié)構(gòu)造成直接的影響,但是影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性,對表面缺陷的修復(fù)可以在一定程度上減少外界因素對橋梁耐久性的影響,起到延長橋梁結(jié)構(gòu)壽命的作用。一般來說,對裂縫的修補(bǔ)是為了對裂縫進(jìn)行封閉,避免外界的空氣、水等介質(zhì)進(jìn)入構(gòu)件內(nèi)部,造成構(gòu)件強(qiáng)度的弱化和鋼筋的銹蝕。此類修補(bǔ)不能增加橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力,對于橋梁結(jié)構(gòu)性開裂需要采取其他措施進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
2、截面法加固法
界面法是在原來的基礎(chǔ)上,增加構(gòu)件受力面積,將原來受力構(gòu)件進(jìn)行擴(kuò)大,從而提高橋梁構(gòu)件的承載能力。界面加固法常見的形式有:加厚橋面板法,受拉區(qū)梁截面法,受壓構(gòu)件截面法三種。此方法技術(shù)成熟,工藝簡單,費(fèi)用低,但是養(yǎng)護(hù)工作量大。例如,廣州番禺區(qū)蕉門大橋?yàn)楹喼Я簶颍鳂蛄合卵禺a(chǎn)生較多裂縫,采用的就是該方法。加固后跨中截面抗彎承載力由原來的1676KN·m提高到2363KN·m,斜截面抗剪承載力從623KN提高到1035KN[4]。
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不同等級的橋梁加固公司面對存在同樣質(zhì)量問題的橋梁,他們所給出的加固報(bào)價(jià)往往相差較多,客戶在選擇加固公司時(shí),需要將加固公司所給出的加固報(bào)價(jià)作為參考指標(biāo),如果加固公司的收費(fèi)水平較高,這類加固公司也是不值得參考的。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、交通量,載重等級發(fā)生變化。橋梁耐久性差和年久老化,如磚拱橋等。近年修建的橋梁,因設(shè)計(jì)失當(dāng)或者施工質(zhì)量差,也存在著加固的問題。
舊橋加固改造是對橋梁的某些構(gòu)件進(jìn)行更換或改變原橋梁的結(jié)構(gòu)體系,或?qū)Σ糠纸Y(jié)構(gòu)拆除重建,一般是采取僅加固仍不能足以適應(yīng)交通運(yùn)愉的需要,或有些構(gòu)件嚴(yán)重?fù)p壞不能修復(fù)加固,則須進(jìn)行加固改造。
堅(jiān)持橋梁主動加固、被動改造與預(yù)防性養(yǎng)護(hù)相結(jié)合,專項(xiàng)改造與路網(wǎng)改造相結(jié)合,地方公路施工隊(duì)伍與橋梁維修隊(duì)伍相結(jié)合,切實(shí)強(qiáng)化橋梁日常養(yǎng)護(hù),加快危橋改造實(shí)施進(jìn)度。大力開展“四橋” 養(yǎng)護(hù)活動。大力組織開展以“改危橋、修病橋、治險(xiǎn)橋、養(yǎng)好橋”為重點(diǎn)的橋梁養(yǎng)護(hù)活動,著力提高橋梁的整體技術(shù)狀況。 堅(jiān)持標(biāo)本兼治,狠抓源頭治理。切實(shí)加強(qiáng)橋梁的化檢測和巡查,狠抓超限運(yùn)輸治理,努力為橋梁安全運(yùn)營提供堅(jiān)實(shí)保障。
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橋梁加固的主要方法
1. 加大截面加固法。加大截面法,人們又把其稱為外包混凝土加固法。其定義是指采取混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物的截面面積,目的是用來提高其承重力和滿足正常使用一種有效的加固方法。當(dāng)鋼筋混凝土受到彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層時(shí),可以增加截面有效高度,擴(kuò)大截面面積,終實(shí)現(xiàn)提高構(gòu)件的正截面抗彎,并且其斜截面也抗剪能力和截面剛度,起到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。這種加固的方法可以廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)的梁、板、柱等構(gòu)件,以及一般的構(gòu)筑物加固。一般條件下,主要是采取加厚橋面板或加大主梁的梁肋寬度為主要方式方法。
2. 體外預(yù)應(yīng)力加固法。體外預(yù)應(yīng)力加固法適用于高應(yīng)力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu),尤其更加適用于大型結(jié)構(gòu)的加固等。并且能夠提高承載力、剛度和抗裂性,而且在加固后所占橋梁的空間小。體外預(yù)應(yīng)力法的加固原理是施工方在梁的下緣初的受拉區(qū)地點(diǎn)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料,并且通過張拉的方式對梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力,使梁體發(fā)生上拱,抵消部分自重應(yīng)力,從而減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力,提高承載力、剛度和抗裂性及加固后所占用空間小的橋梁。但是這種方法的缺點(diǎn)是局部布索效果明顯,錨頭增多,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜,施工作業(yè)面要求高等原因使加固鋼桁架整體經(jīng)濟(jì)效益不高。該方法主要適用情況是高應(yīng)力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu),或者是大型結(jié)構(gòu)的加固等情況,也或者是用于控制梁體裂縫及鋼筋疲勞應(yīng)力幅等情況。
3. 體系轉(zhuǎn)換加固法。體系轉(zhuǎn)換法是改變橋梁結(jié)構(gòu)體系達(dá)到減少梁內(nèi)應(yīng)力,并且能夠提高承載能力的一種加固方法,這是一種平時(shí)所說的把被動加固為主動加固的一種有效方法。改變結(jié)構(gòu)體系加固法是指能夠增設(shè)附加構(gòu)件或能夠進(jìn)行技術(shù)改造,達(dá)到使橋梁的受力體系和受力狀況發(fā)生根本性的改變,并能夠起到減小其承重構(gòu)件的應(yīng)力作用,終達(dá)到提高承載能力的目的效果。目前常用的體系轉(zhuǎn)換方式有:梁橋轉(zhuǎn)換為梁拱組合體系法,增加墩法,多跨簡支梁轉(zhuǎn)為先簡支后橋面連續(xù)體系法等。
4. 粘貼鋼板加固法。粘貼鋼板加固法是以粘貼鋼板加固應(yīng)用。采用粘結(jié)劑和錨栓并且把鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其它的薄弱部位,達(dá)到使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體,終實(shí)現(xiàn)提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。但是該粘貼鋼板加固法有自身的一些缺點(diǎn),如在粘貼鋼板加固后還需進(jìn)行必要的表面防護(hù)工作,如環(huán)氧砂漿或水泥砂漿保護(hù)層,鋼板的銹蝕程度較難估計(jì),降低了加固構(gòu)件的可靠性,增加了加固橋梁的后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。但是該方法也經(jīng)常使用在橋梁的加固中,而這樣的方法還是表現(xiàn)出一些不錯的優(yōu)點(diǎn)。如施工簡單、技術(shù)可靠、短期加固效果較好且工藝成熟并且基本不改變原結(jié)構(gòu)的尺寸。
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鋼筋混凝土橋梁的病害主要有下列幾種形式:
1. 裂縫裂縫是鋼筋混凝土橋梁中普遍、常見的病害,不產(chǎn)生裂縫的橋梁幾乎沒有。而且裂縫往往是多種因素聯(lián)合作用的結(jié)果。裂縫對鋼筋混凝土橋梁的危害程度不一,嚴(yán)重的裂縫如貫穿縫、網(wǎng)裂等將會嚴(yán)重危及橋梁的安全運(yùn)行。另外裂縫往往也會引起其它病害的發(fā)生與發(fā)展,如鋼筋銹蝕、凍融破壞等,這些病害與裂縫形成惡性循環(huán),會對橋梁的耐久性產(chǎn)生很大的危害。
2. 混凝土碳化及鋼筋銹蝕混凝土碳化及鋼筋銹蝕現(xiàn)象在鋼筋混凝土橋梁中普遍存在。當(dāng)混凝土炭化和鋼筋銹蝕程度日漸嚴(yán)重后,橋梁必然會產(chǎn)生較多的順筋裂縫,這會造成橋梁使用安全性降低和使用壽命縮短。
3. 剝蝕剝蝕是從混凝土的外觀破壞形態(tài)著眼,對混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表面混凝土發(fā)生蜂窩麻面、露石、酥松起皮和剝落等病害的統(tǒng)稱。根據(jù)不同的機(jī)理可分為凍融剝蝕、沖磨和空蝕、水質(zhì)侵蝕、風(fēng)化剝蝕等。
4. 結(jié)構(gòu)構(gòu)造的破壞在鋼筋混凝土橋梁中,由于結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位構(gòu)造不合理、施工中存在問題或年代久遠(yuǎn)等而引起的結(jié)構(gòu)構(gòu)造老化、失穩(wěn)、變形過大等已在一定程度上影響了橋梁的安全運(yùn)行。
5. 地基不均勻沉降引起的破壞由于地基不均勻沉降引起的破壞對結(jié)構(gòu)的影響也比較大,如翼墻和錐坡的下沉、滑動、開裂,毛石墩臺的貫通縫等。