【道路桥梁结构病害与加固的论述】桥梁上部结构病害及常用的加固方法

时间：2019-05-19 03:32:16　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　【摘要】本文主要探讨了道路桥梁结构病害及加固流程和技术分析。近年来我国交通事业发展迅速，在给人们带来便利的同时，也引发了路桥病害问题。本文一方面探讨了常见的道路桥梁结构病害，并提出了相应的加固流程对策。
　　【关键词】道路桥梁结构；病害；加固；技术
　　
　　近年来我国经济快速发展，人们对出行的需求越来越多，由此也带动着我国交通事业的快速发展，私人汽车数量的不断增加。与此同时城市道路供给与运输需求的矛盾也日益尖锐，不少城市的道路桥梁已经很难满足日益增加的运输需求，出现超负荷疲劳运作的现象，加之部分车辆存在超载，道路桥梁病害问题时有发生。路桥病害的发生不仅缩短了其使用寿命，给国家和人民带来巨大的经济损失，还为交通运输安全埋下了隐患，近年来由于路桥坍塌造成的事故也时有发生。因此，笔者认为有必要就道路桥梁结构的常见病害及加固流程等问题进行探讨，加强各方对这一问题的了解和认识，提高路桥结构病害的防治效率，提升道路交通安全系数。
　　一、常见的道路桥梁结构病害
　　1、路桥地基的不均匀沉降引发的病害地基不均匀沉降是引发路桥病害的最主要原因之一，地基不均匀沉降会使得路桥面各部位受力不均，从而导致裂缝的出现，严重时甚至会导致桥面的塌陷和桥梁的损毁。
　　2、桥面铺装层出现裂缝通常桥面铺装层出现裂缝有三方面的原因：其一是施工中周围温度变化不均导致的裂缝。目前，我国道路桥梁的铺装层多采用半刚性结构，这种结构虽然能够提升铺装层的强度、密实度以及压实度，但也使得铺装层承重面对温度变化过于敏感，南方温差比较小影响不明显，但在北方由于温差较大，路桥面温度不均引发裂缝比较常见。其二是车辆行驶的影响，车辆行驶中往往会有急刹车现象，还有部分汽车存在超载问题，在这两种情况的持续作用下，路桥面长期受到磨损和挤压，最终很可能出现裂缝。其三是施工中混凝土配料的不合理性，因为目前路桥面主要以水泥混凝土为原材料，混凝土的配比必须根据实际施工需要进行配置，因此一旦施工人员没有真实掌握初凝期锯缝时间，混凝土配比失误时就很容易在竣工通车后产生裂缝。以上裂缝在长期作用下会逐步加宽加深，并最终导致路桥面出现凹陷和坑槽。
　　3、粱端头局部破损粱端头破损是路桥结构中组容易出现的破损，且比较难修复，其破损主要表现为梁端头伸缩缝的损坏和变形。通常导致梁端头局部破损的原因有以下三个：其一，设计之初计算失误，工程设计师在对路桥进行设计时对于粱端缺乏严谨，对其伸缩量的计算失误，在这样的情况下梁端经过车辆反复碾压极容易破损，并导致伸缩装置的失灵。其二，施工人员施工失误，现实施工中，施工人员应该重点对梁端伸缩缝进行施工，稍微出现闪失都容易导致日后问题的出现。其三，养护工作不足，在养护缺失的前提下很容易导致伸缩装置损坏，特别是容易导致“伸缩缝跳车”，不仅降低了行车人员行车过程中的舒适度，还增加了对桥梁的冲击力，破坏了桥梁整体结构，缩短桥梁的使用寿命。
　　4、剥蚀剥蚀是自然力和人为因素共同作用的结果，通常表现为公路桥梁表面出现蜂窝面、起皮甚至整体性剥落。剥蚀不仅影响公路桥梁结构的外观形态和整体美观，还会导致钢筋裸露，加速道路桥梁钢筋的锈蚀速率。
　　5、混凝土的碳化混凝土碳化主要是自然因素造成的，因为空气中二氧化碳会与混凝土中的氢氧化钙发生化学反应形成碳酸钙，导致混凝土碳化，碳化的混凝土PH值会不断下降，而包裹在混凝土中的钢筋一般不做表面防腐处理，PH值过低的混凝土不仅起不到保护钢筋的作用，还会对钢筋造成腐蚀，这不仅大大缩短了桥梁的使用寿命，还可能引发安全事故。
　　二、桥梁加固增强技术
　　桥梁的增强改造可以分为裂缝修补和对桥梁结构的加固增强，下面介绍其特点及其适用的场合。
　　（一）裂缝修补技术
　　裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性，主要技术有：
　　1．表面处理法，在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。对于宽度发生变化的裂缝，要设法使用有伸缩性的材料。
　　2．注浆法，在裂缝中注入树脂或水泥类材料，以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂，多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用，可以增强裂缝部位的整体性，是一种防止裂缝继续发展的好办法。
　　3．充填法，这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。
　　4．表面喷涂法，喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层，来封闭裂缝的修补方法。喷浆前，需要把结构表面的剥离部分除去，再用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆。
　　5．粘结钢板封闭法,当钢筋构件产生主拉应力裂缝时，可对裂缝先进行处理之后，再在裂缝处粘结钢板，并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。
　　（二）桥梁加固增强技术
　　本文以最常见的桥梁结构形式的上部结构及其常见的加固方法进行说明。
　　梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法。
　　加大截面加固法采用增大构件的截面面积，根据荷载大小和净空条件不同，可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。
　　外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部，以提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合，必须保证粘和剂的质量。
　　外部预应力加固法指运用预应力原理，在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力，可以抵消部分自重应力，起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。
　　改变结构体系加固法通过增设支撑或桥墩，把简支变为连续、在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁，以减小梁内控制截面峰值弯矩，提高承载能力的一种加固方法。
　　增设纵梁加固法在桥梁墩、台基础稳定，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁，这些新梁与旧梁连接在一起共同受力。由于应运中的车辆荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，使原梁中所受荷载得以减少，加固后的桥梁承载能力和刚度得以提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时，兼有拓宽的作用。此法适用于梁体结构基础完好，而承载能力不能满足要求的场合。
　　（三）桥梁结构加固新技术——锚喷
　　随着施喷机具的发展以及速凝剂的采用，人们把喷射与锚杆、钢筋网等配合起来使用，促进了锚喷技术的完善。实践证明，锚喷技术完全可以应用于桥梁上部结构的加固增强。
　　喷射硅的性能喷射硅在工艺材料及结构等方面与普通现浇硅相比有许多优点。施工中需加入速凝剂，因而又具有快凝、早期强度高的特点；锚喷技术不用或只用侧向模板，其运输、浇注、捣固合并为一道工序、设备简单、占地面积小、施工机械化程度高、速度快、效率高、节省劳动力；可设计性强，即按照加固整治的实际需要可在拱腹下施喷形成各种结构类型；不中断交通。
　　参考文献
　　[1]王铁梦.建筑物的裂缝控制[M].上海:上海科学技术出版社，1987．
　　[2]蔡开明.施工阶段钢筋混凝土裂缝的控制[J].陕西建筑，2000，（3）．

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