探討道路橋梁的結(jié)構(gòu)病害以及加固
2015-04-02
道路橋梁作為重要的交通樞紐，其安全問題在近年來受到廣泛的關(guān)注。道路橋梁一般由路基、路面、隧道和橋梁等工程設(shè)施組成，在使用過程中會出現(xiàn)下沉、裂縫等結(jié)構(gòu)問題，需要進行加固處理以保證使用的安全。
一、道路橋梁結(jié)構(gòu)病害的原因
道路橋梁結(jié)構(gòu)在使用中需要承載巨大的重力，因此對結(jié)構(gòu)的強度和承載能力的具有很高的要求，道路橋梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)病害的主要原因有以下幾個方面：橋梁的混凝土自身存在缺陷，混凝土的使用不合格或者在施工中出現(xiàn)違規(guī)操作，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)強度下降，出現(xiàn)裂縫和鋼筋銹蝕等問題；道路橋梁設(shè)計時對未來的交通流量估計不足，道路橋梁的荷載設(shè)計不足，造成橋梁在使用過程中的嚴重超載，加速了道橋的損壞；道橋結(jié)構(gòu)在設(shè)計時所采用的板橋結(jié)構(gòu)不合理等問題造成橋梁的機構(gòu)在使用中容易出現(xiàn)變形；道路橋梁在施工過程中，沒有按照設(shè)計規(guī)范和技術(shù)要求進行施工，導(dǎo)致問題隱患；道路橋梁的地質(zhì)條件較差，在設(shè)計施工對地質(zhì)的勘察和處理不當，軟土、凍土、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害一旦出現(xiàn)，對道路橋梁的損失非常嚴重；自然災(zāi)害也是導(dǎo)致道橋病害的一大原因，地震、臺風(fēng)、洪水等自然災(zāi)害對道橋的破壞很大，在實際的設(shè)計和施工中可以根據(jù)實際情況對道橋進行加固處理，預(yù)防自然災(zāi)害的損害。
二、常見的道路橋梁結(jié)構(gòu)病害類型
1、裂縫
現(xiàn)代橋梁建筑普遍采用鋼筋混凝土澆灌的方式建造，裂縫是混凝土工程最常出現(xiàn)的問題之一。裂縫的出現(xiàn)會致使混凝土的強度降低，承載力減弱，在橋梁荷載較大時會產(chǎn)生嚴重的后果，造成人員安全和經(jīng)濟的巨大損失。道路橋梁出現(xiàn)裂縫的原因很多，總結(jié)起來大體上可分為以下幾種：一是施工過程中造成的質(zhì)量隱患。如使用的原材料不合格，水泥的標號低，或長時間放置而水泥變性；施工操作不規(guī)范，特別是在澆筑過程中澆筑不均勻致使混凝土整體結(jié)構(gòu)不平衡；在澆筑后沒有及時的保養(yǎng)，雨水和氣溫等外界因素影響澆筑結(jié)果等。
2、鋼筋銹蝕
現(xiàn)代橋梁建設(shè)大量的使用鋼筋來加固橋體，鋼筋的使用壽命直接影響著橋梁的使用壽命，橋梁鋼筋銹蝕是較為常見的橋梁安全隱患之一。鋼筋銹蝕的原因有很多，如原材料、環(huán)境，其他如鋼筋應(yīng)力的狀態(tài)等因素都會引起鋼筋的銹蝕。在實際操作中，引起鋼筋銹蝕的原因很復(fù)雜，道路橋梁鋼筋的防腐工作是一項系統(tǒng)的復(fù)雜的工程。
3、墩臺基礎(chǔ)病害
道橋的墩臺作為橋梁的基礎(chǔ)，起到承載橋梁結(jié)構(gòu)和交通荷載的重要作用，受到外界風(fēng)力、地下水、撞擊等因素的影響，容易出現(xiàn)位移和下沉等問題，嚴重影響道橋的結(jié)構(gòu)安全。日益增大的交通流量對于老舊的道路墩臺產(chǎn)生的影響很大。
4、主梁裂縫、變形等問題
道橋主梁在長期的使用后，會在懸臂梁的根部或者錨跨梁的中部等位置出現(xiàn)裂縫。主梁的裂縫變形一般是由于超過橋梁荷載的大型車輛經(jīng)過所產(chǎn)生的，裂縫在遇到雨水時會加大雨水到橋梁內(nèi)部混凝土和鋼筋的腐蝕，對橋梁的結(jié)構(gòu)安全留下安全隱患。
三、道路橋梁結(jié)構(gòu)病害的加固方式
1、加大截面橫面積
加大截面橫面積，即外包混凝土加固法，通過增加混凝土結(jié)構(gòu)的橫截面積來增加其荷載能力，起到加固處理的作用。加大橫截面積可以通過增加主梁的梁肋的寬度和高度以及加厚橋面板來實現(xiàn)。加大橫截面積來進行道橋結(jié)構(gòu)的加固的方法，具有工藝簡單、加固效果好、適應(yīng)性強和施工技術(shù)成熟等優(yōu)點，在實際的工作中運用廣泛。
2、橋面鋪裝加固法
重新澆筑混凝土面板、局部的鑿補修復(fù)和橋面補強層加固是橋面鋪裝加固的主要三種形式。重新澆筑混凝土面板加固法是指將原有的行車道鋪裝全部拆除，進行重新的澆筑施工。這種加固方法主要適用于道路橋梁病害較為嚴重或者預(yù)期的施工未達到要求的效果的情況；局部鑿補修復(fù)法是指當橋面出現(xiàn)碎裂、脫落等病害時，對出現(xiàn)病害的區(qū)域進行加固處理。首先是對破損面進行鑿毛，清除脫落的松散物，鑿毛的深度要達到露出骨料的要求，然后對修補處進行浸濕和采用不同型號的水泥砂漿進行涂刷，以增加混凝土之間的凝聚力；橋面補強層加固法的方法主要是在原有橋面的基礎(chǔ)上重新加鋪一層鋼筋混凝土，不但可以起到對裂縫、剝離等病害的加固修補，還可以加高梁板的高度，改善橋梁結(jié)構(gòu)的荷載分布，增強其抗彎能力，從而提高橋梁的荷載能力。
3、碳纖維增強塑料加固法
碳纖維增強塑料具有很高的強度，利用專用的樹脂將碳纖維黏貼于橋梁結(jié)構(gòu)的受拉表面，碳纖維與混凝土結(jié)構(gòu)一起，起到承受荷載的作用，分擔了混凝土的鋼筋應(yīng)力，從而起到對道橋的加固處理效果。碳纖維增強塑料加固法具有耐腐蝕、抗疲勞性能良好，可更加受力情況進行多層或者多角度的加固，加固不會對橋梁的原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害，也不會增加橫截面接和自重等，是較為理想的道路橋梁加固處理技術(shù)。但黏貼樹脂對溫度較為敏感，在超過60℃的溫度中會出現(xiàn)軟化情況，強度降低，因此在陽光直射和橋面溫度可能過高的地方不宜采用樹脂作為粘貼劑。
總結(jié)：
道路橋梁由于在施工中留下的隱患和長期的使用，會產(chǎn)生一系列的結(jié)構(gòu)病害。作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，在管理和維護中對常見的道路橋梁結(jié)構(gòu)病害進行研究，掌握各種加固處理技術(shù)，才能在實際的工作中及時的對道路橋梁病害進行加固處理，保證交通的安全。
