道路橋梁結(jié)構(gòu)加固技術(shù)解讀
2015-06-11
1道路橋梁加固的重要性
1.1在道路橋梁使用期間內(nèi)，任何橋梁都會(huì)成為舊橋。早期修建的橋梁，由于當(dāng)時(shí)人們對(duì)鋪裝功能、病害認(rèn)識(shí)有限，往往存在配筋偏小，鋼筋直徑過(guò)細(xì)，鋪裝與承載構(gòu)件的界面連續(xù)不牢靠等問(wèn)題。由于橋梁是建在大地上的特殊產(chǎn)品，不僅受自然環(huán)境的影響（如大氣腐蝕、溫度、濕度變化等），而且還受到使用環(huán)境的影響，難以避免產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。這使橋梁的維修、養(yǎng)護(hù)、加固、改造已成為必然。
1.2從經(jīng)濟(jì)上分析，橋梁加固可以節(jié)省大量投資，收到良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施，不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費(fèi)用；而且對(duì)現(xiàn)有交通運(yùn)輸影響有的甚至可以在不中斷交通的情況下完成，早期設(shè)計(jì)施工的高速公的橋梁在長(zhǎng)期大交通量、重荷載的運(yùn)營(yíng)情況下大部分出現(xiàn)了病害；同時(shí)也恢復(fù)和提高了舊橋的承載能力及通行能力，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，滿足現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)男枨蟆?br />
1.3同時(shí)橋梁的改造和加固，不僅可以提高道路橋梁的通行能力和服務(wù)水平，而且在更大程度上能夠消除交通安全隱患。從發(fā)展中分析，舊的道路橋梁加固有利于促進(jìn)橋梁建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。既滿足現(xiàn)代人的需求以不損害后代人滿足需求的能力，使經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。
2常見(jiàn)的道路橋梁結(jié)構(gòu)病害
2.1 路橋地基的不均勻沉降引發(fā)的病害。地基不均勻沉降是引發(fā)路橋病害的最主要原因之一，地基不均勻沉降會(huì)使得路橋面各部位受力不均，從而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致橋面的塌陷和橋梁的損毀。因此必須予以高度重視，通常地基出現(xiàn)不規(guī)則沉降主要有三方面的原因。（1）施工前勘探和設(shè)計(jì)的不科學(xué)。通常一個(gè)項(xiàng)目施工前都必須進(jìn)行實(shí)地的地質(zhì)勘探，并提出工程地質(zhì)報(bào)告真實(shí)反應(yīng)地段的地質(zhì)情況，在此基礎(chǔ)上再有工程設(shè)計(jì)師進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，作出設(shè)計(jì)圖，這兩項(xiàng)工作是緊密相連，缺一不可的，對(duì)于實(shí)際施工起到了基礎(chǔ)性的作用，因此，一旦這兩項(xiàng)工作沒(méi)做到位，就很可能導(dǎo)致后期施工地基不穩(wěn)，出現(xiàn)不均勻沉降。（2）施工過(guò)程中的不規(guī)范，工程施工是工程建設(shè)的主體工序，因此必須在每一環(huán)予以重視，如果在施工環(huán)節(jié)中出現(xiàn)管理不善，偷工減料，甚至偏離工程設(shè)計(jì)初衷，則很大程度上影響了工程質(zhì)量，也就無(wú)法保證地基的穩(wěn)固。（3）周圍環(huán)境的影響，由于一個(gè)地區(qū)可能有數(shù)個(gè)工程在施工，當(dāng)周圍工程打樁深挖不合理時(shí)，則很可能影響到本工程地基的穩(wěn)固，從而導(dǎo)致地基的不均勻沉降。
2.2 橋面鋪裝層出現(xiàn)裂縫。通常橋面鋪裝層出現(xiàn)裂縫有三方面的原因：（1）施工中周圍溫度變化不均導(dǎo)致的裂縫。目前，我國(guó)道路橋梁的鋪裝層多采用半剛性結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)雖然能夠提升鋪裝層的強(qiáng)度、密實(shí)度以及壓實(shí)度，但也使得鋪裝層承重面對(duì)溫度變化過(guò)于敏感，南方溫差比較小影響不明顯，但在北方由于溫差較大，路橋面溫度不均引發(fā)裂縫比較常見(jiàn)。（2）車輛行駛的影響，車輛行駛中往往會(huì)有急剎車現(xiàn)象，還有部分汽車存在超載問(wèn)題，在這兩種情況的持續(xù)作用下，路橋面長(zhǎng)期受到磨損和擠壓，最終很可能出現(xiàn)裂縫。（3）施工中混凝土配料的不合理性，因?yàn)槟壳奥窐蛎嬷饕运嗷炷翞樵牧希炷恋呐浔缺仨毟鶕?jù)實(shí)際施工需要進(jìn)行配置，因此一旦施工人員沒(méi)有真實(shí)掌握初凝期鋸縫時(shí)間，混凝土配比失誤時(shí)就很容易在竣工通車后產(chǎn)生裂縫。以上裂縫在長(zhǎng)期作用下會(huì)逐步加寬加深，并最終導(dǎo)致路橋面出現(xiàn)凹陷和坑槽。
2.3 粱端頭局部破損。粱端頭破損是路橋結(jié)構(gòu)中組容易出現(xiàn)的破損，且比較難修復(fù)，其破損主要表現(xiàn)為梁端頭伸縮縫的損壞和變形。通常導(dǎo)致梁端頭局部破損的原因有以下三個(gè)：（1）設(shè)計(jì)之初計(jì)算失誤，工程設(shè)計(jì)師在對(duì)路橋進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于粱端缺乏嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)其伸縮量的計(jì)算失誤，在這樣的情況下梁端經(jīng)過(guò)車輛反復(fù)碾壓極容易破損，并導(dǎo)致伸縮裝置的失靈。（2）施工人員施工失誤，現(xiàn)實(shí)施工中，施工人員應(yīng)該重點(diǎn)對(duì)梁端伸縮縫進(jìn)行施工，稍微出現(xiàn)閃失都容易導(dǎo)致日后問(wèn)題的出現(xiàn)。（3）養(yǎng)護(hù)工作不足，在養(yǎng)護(hù)缺失的前提下很容易導(dǎo)致伸縮裝置損壞，特別是容易導(dǎo)致“伸縮縫跳車”，不僅降低了行車人員行車過(guò)程中的舒適度，還增加了對(duì)橋梁的沖擊力，破壞了橋梁整體結(jié)構(gòu)，縮短橋梁的使用壽命。
2.4 剝蝕。剝蝕是自然力和人為因素共同作用的結(jié)果，通常表現(xiàn)為道路橋梁表面出現(xiàn)蜂窩面、起皮甚至整體性剝落。剝蝕不僅影響道路橋梁結(jié)構(gòu)的外觀形態(tài)和整體美觀，還會(huì)導(dǎo)致鋼筋裸露，加速道路橋梁鋼筋的銹蝕速率。
2.5 混凝土的碳化。混凝土碳化主要是自然因素造成的，因?yàn)榭諝庵卸趸紩?huì)與混凝土中的氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成碳酸鈣，導(dǎo)致混凝土碳化，碳化的混凝土PH值會(huì)不斷下降，而包裹在混凝土中的鋼筋一般不做表面防腐處理，PH值過(guò)低的混凝土不僅起不到保護(hù)鋼筋的作用，還會(huì)對(duì)鋼筋造成腐蝕，這不僅大大縮短了橋梁的使用壽命，還可能引發(fā)安全事故。
3道路橋梁加固的方法
3.1橋面鋪裝加固法。（1）局部修復(fù)鑿補(bǔ)法。將水泥混凝土鋪裝層的表面鑿毛，深度以使骨料露出為準(zhǔn)；用清水沖洗干凈斷面并充分潤(rùn)濕，涂刷上同標(biāo)號(hào)的水泥砂漿（或其他粘結(jié)材料），最后在橋梁承載能力容許范圍內(nèi)，鋪筑一層1～5cm厚的水泥混凝土鋪裝層。（2）重新澆筑混凝土面板。橋面板的破裂和其他損壞特別嚴(yán)重，混凝土質(zhì)量或施工狀況特別不良，且無(wú)適用的修補(bǔ)方法時(shí)，就必須采用重新澆筑新的混凝土橋面板的措施，施工時(shí)，將原有的行車道鋪裝全部拆除，再將行車道表面清掃干凈，必要時(shí)鋪入適量短鋼筋，配置上1～2層鋼筋網(wǎng)，澆筑整體化混凝土。（3）橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法。即在舊有橋面上，重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)層，此方法既修補(bǔ)已出現(xiàn)裂縫、剝離等損壞的橋面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗彎能力，改善鉸結(jié)梁板的荷載橫向分布，從而提高橋梁的承載能力。（4）其他方法。如加鋪一層瀝青混凝土，采用混凝土粘結(jié)劑或環(huán)氧樹(shù)脂材料修補(bǔ)法，鋼纖維混土修補(bǔ)法，聚合物混凝土罩面法等。
3.2加大截面加固法。也稱為外包混凝土加固法，是用增大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積和配筋進(jìn)行加固的一種方法。加大截面加固法一般采用兩種方式：一種是加厚橋面板；另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，適用于較小跨徑的T梁橋或板橋的加固。采用此法加固后橋梁剛度明顯提高，承載能力也能取得較好的效果。但現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，加固后的建筑物凈空有一定減小。
3.3錨噴技術(shù)。對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固，可以采用錨噴技術(shù)來(lái)完成。在實(shí)施過(guò)程中，可以采用噴射硅，由于其和普通的現(xiàn)澆硅相比，有很多明顯的優(yōu)勢(shì)。噴射硅具有強(qiáng)度高及凝結(jié)速度快等優(yōu)點(diǎn)。除此之外，噴錨技術(shù)在施工中不需要模版，或者只用側(cè)向模版，可以對(duì)多項(xiàng)程序進(jìn)行合并，因此還有設(shè)備簡(jiǎn)單、機(jī)械化程度高、占地少以及工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。
3.4橋下部結(jié)構(gòu)加固法。橋臺(tái)特別是高度較大的橋臺(tái)，受行車荷載和土壓力作用，常見(jiàn)病害有橋臺(tái)開(kāi)裂、突起，翼墻外崩、開(kāi)裂、錯(cuò)位等。對(duì)于跨徑較小、水流不大的石拱橋，可采用在橋跨內(nèi)加鋼筋混凝土框架進(jìn)行加固。
4結(jié)束語(yǔ)
由于道路橋梁是基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，道路橋梁在實(shí)際中的作用越來(lái)越大，在道路橋梁施工時(shí)，不斷要注重質(zhì)量，在使用過(guò)程中還要定期進(jìn)行檢查維護(hù)，對(duì)產(chǎn)生的病害要及時(shí)進(jìn)行處理，使得道路橋梁更好的為人類和社會(huì)服務(wù)。
