橋涵維修加固工作的探討
2015-07-23
前言
由于使用期限、結(jié)構(gòu)材料以及自然環(huán)境等方面的影響，橋涵在其正常使用期限內(nèi)也會出現(xiàn)各種各樣的問題，如果不及時解決，會影響其安全性和耐久性，只有定期對其進(jìn)行維修加固工程，才能保證橋梁涵洞的正常工作狀態(tài)。
1.橋涵在施工以及使用過程中遇到的問題
橋涵的施工和使用對于其以后的壽命有很大的影響。如果施工過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題或者缺陷，將會留下很大的工程隱患，在施工過程中遇到的主要問題有：過度的追趕工期造成一些構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)上質(zhì)量問題。而且近年來，由于公路和橋梁上交通客流量的不斷增加，以及越來越多的超重車輛在公路上出現(xiàn)，如果此時公路橋涵年限又比較久遠(yuǎn)的話，則會對以后的使用造成很大的影響。例如：哈爾濱的陽明灘大橋的坍塌事故，就是由于貨車車輛超載，并且車輛同時處于橋面的偏心位置，導(dǎo)致橋梁的承載力不足，從而引起了工程事故。由此可見，合理的設(shè)計、規(guī)范的施工，以及正確的使用，才能保證橋梁在其設(shè)計使用年限內(nèi)能安全工作。從而節(jié)約材料，增加效益。
2.維修加固的意義
橋梁在建造和使用過程中，一定會受到雨雪、或者一些化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，并且要承受車輛的重復(fù)荷載，以及地震作用的振動作用，車輛超載，風(fēng)荷載的沖擊作用，再加上一些人為的主觀因素，從而導(dǎo)致橋梁某些部分出現(xiàn)不同程度的損傷和惡化。再者由于橋涵公路的不斷建設(shè)和發(fā)展，結(jié)構(gòu)物也在不斷增多，所以一些粗制濫造的質(zhì)量問題就容易出現(xiàn)，加上橋梁所采用材料的自身性能也會不斷退化，進(jìn)行維修加固從而提高結(jié)構(gòu)的安全性、適應(yīng)性和耐久性是非常有必要的。
2.1增加安全性、耐久性及人們的舒適度
橋涵結(jié)構(gòu)的安全性主要指其防止破壞和倒塌的能力，安全性是檢驗一項工程是否合格的質(zhì)量指標(biāo)。土建結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的使用壽命，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保證正常功能的一種能力，在橋涵出現(xiàn)問題后，或者有預(yù)兆危險性的時候，應(yīng)該及時的維修和加固，來增強(qiáng)安全性和耐久性。
橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和橋面的平整性對人們的舒適度有很大的影響。橋面過大的裂縫或者橋面過大的振動都會引起人們的驚慌和害怕以及心理上的不舒服。此時，進(jìn)行維修加固就顯得非常有必要。
2.2延長結(jié)構(gòu)物的使用壽命
在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大問題前，及時的維修加固，可以延長建筑結(jié)構(gòu)物的使用壽命。結(jié)構(gòu)某個部分的破壞，如果不加修理的話，就會延伸成為整個結(jié)構(gòu)物的坍塌。所以，應(yīng)該加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)物的檢測手段，加強(qiáng)檢測力度，及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，才能避免更多的問題出現(xiàn)。
2.3節(jié)約材料
橋涵的破壞很大一部分是由于組成結(jié)構(gòu)的材料老化或者破碎，從而退出工作。只有材料出現(xiàn)輕微破碎是及時采取加固措施，可以防止破破損部位的進(jìn)一步蔓延，從而達(dá)到節(jié)約材料的目的。對于一些橋面路面來說，交通運輸量比較大的路段，采用一些加固改造方法，而不用開挖路面或者更換板梁，節(jié)省了造價，避免了需要封閉部分路段來進(jìn)行大型整修的不便的間接的經(jīng)濟(jì)損失。
3.維修加固的一些措施簡介
從裂縫發(fā)展來看，以下加固方法均能有效地限制裂縫寬度增大,維修加固后正常使用荷載作用下涵板的裂縫寬度符合規(guī)范要求。從一些試驗表明，采用加固技術(shù)能快速修復(fù)受損涵板,涵板在補(bǔ)強(qiáng)后可繼續(xù)正常使用而無需替換。對于交通流量大的高速公路來說,采用一些加固改造的方法而無需開挖路面更換板梁,節(jié)省了工程造價,縮短了施工工期,免去了封閉部分交通帶來的不便和造成的間接損失。
3.1混凝土和鋼筋的防腐防銹
不論是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)還是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，以及鋼結(jié)構(gòu)，鋼筋都參與其中，但是鋼筋的特殊屬性，使其在發(fā)揮優(yōu)勢的同時，也遇到容易生銹、不耐火、在濕度較大時易生銹等缺點，所以研究鋼筋的防腐生銹就顯得非常有必要了。
對處于嚴(yán)重腐蝕環(huán)境下的混凝土橋梁，其混凝土表面可進(jìn)行防腐涂料的涂抹。對于防腐涂料的選擇，要結(jié)合橋梁所處環(huán)境的溫度、濕度以及養(yǎng)護(hù)條件來選擇。涂裝前應(yīng)使混凝土表面保持干燥、清潔。在混凝土表面處理合格后 4h 內(nèi)進(jìn)行施工。
對于鋼筋而言，在施工前應(yīng)對生銹鋼筋進(jìn)行除銹，缺陷處理后宜在修補(bǔ)范圍及周邊涂刷滲透型阻銹劑。由于混凝土包裹在鋼筋外側(cè)，所以相當(dāng)于保護(hù)層，可以一定程度上阻止鋼筋的生銹和腐蝕，但是，由于混凝土保護(hù)層厚度較小，所以導(dǎo)致鋼筋外露，此時要通過及時加固維修混凝土的保護(hù)層厚度或者在外露的鋼筋表面涂防腐涂料，才能保證鋼筋不會進(jìn)一步破壞，從而影響整個結(jié)構(gòu)的安全性。
3.2結(jié)構(gòu)裂縫的處理
在反復(fù)荷載作用下，結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)裂縫。出現(xiàn)裂縫后就得進(jìn)行封縫（灌縫）。此時封縫（灌縫）的材料質(zhì)量應(yīng)滿足設(shè)計要求且固化時間可以隨溫度變化調(diào)整。各組分配料應(yīng)準(zhǔn)確，攪拌均勻。灌縫材料的質(zhì)量應(yīng)滿足黏度小，滲透性、可灌性好等設(shè)計要求。表面無浮漿、油污等；膠泥涂抹要平整無小孔、氣泡。
3.3貼碳纖維帶加固法
貼碳纖維帶加固法是一種比較簡便的進(jìn)行加固改造的工藝，材料來源方便，并且便于操作。具體工藝就是：在粘貼碳纖維加固過程中,先用波形夾具固定一端碳帶,另一端可采用可靠機(jī)械方法拉伸碳帶,然后再固定此端。錨固過程中碳帶引入了提前施加預(yù)應(yīng)力效應(yīng), 有利于充分發(fā)揮碳帶抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)勢,使得加固更為有效。
用貼碳纖維帶加固后的涵板,在破壞前有碳纖維帶的起鼓、剝離、撕裂等較為明顯的破壞預(yù)兆,呈現(xiàn)延性破壞特征。粘貼鋼帶的板梁在破壞前出現(xiàn)粘貼面的剝離,并伴有聲響,壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞,呈現(xiàn)脆性破壞特征。用貼碳纖維帶加固后的涵板破壞征兆明顯，為后續(xù)的加固改造提供了很大的便利。并且可以直觀的觀察到隱患的存在，其優(yōu)點是相當(dāng)明顯的。
3.4鋼板加固法
用貼碳纖維帶加固和貼鋼帶進(jìn)行加固，其區(qū)別在于加固材料和施工工藝上。都屬于加固補(bǔ)強(qiáng)薄弱構(gòu)件，就是通過采用新材料，如鋼板，碳纖維帶等,增大構(gòu)件的截面尺寸。對于粘貼鋼帶加固而言,鋼帶可在設(shè)計的基礎(chǔ)上由工廠預(yù)制，縮短了工期，增加了精度,并且有利于現(xiàn)場施工。加固過程中,當(dāng)固定膨脹螺栓時若遇到鋼筋,可斜向鉆孔,斜向鉆孔并不影響鋼帶的固定效果。
3.5.植筋技術(shù)的應(yīng)用
在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)承載力不夠的問題時，可通過后期植入鋼筋的方法來進(jìn)行加固?？偟膩碚f，這種方法還是比較經(jīng)濟(jì)合理的，但是在植筋的過程中，不得鉆穿、損傷原梁預(yù)應(yīng)力鋼筋或普通鋼筋。植筋技術(shù)就是在混凝土表面鉆孔，然后通過增設(shè)外部預(yù)應(yīng)力鋼筋或者化學(xué)化學(xué)粘貼劑粘貼補(bǔ)強(qiáng)材料等補(bǔ)強(qiáng)措施對因通行重型車輛或有嚴(yán)重缺陷而不能滿足承載力要求的薄弱構(gòu)件進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),該法就是通過增加截面上的鋼筋數(shù)量，從而增大剛度該來提高原構(gòu)件的承載力?？偟膩碚f，該方法還是比較簡單可行和有效的的。
4.結(jié)語
通過正確的加固方法以及工程管理方法，能維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并延長其使用年限。在高速公路橋涵質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)高要求的今天，我們更要力求維修加固完成后結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量。因為需要加固的橋涵不僅針對施工中存在的質(zhì)量問題，而且包括大量早期修建的橋梁。對不同的部位進(jìn)行定期檢查，并依此維修加固，才能保證橋涵的正常運行。
