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摘要:本文主要简述了市政路桥施工中存在的病害种类,以及对桥梁病害产生的因素进行分析,并探讨了市政路桥加固改造方法及要点。
关键词:市政路桥;加固改造;设计要点
一、市政路桥施工中存在的病害种类
(一)裂缝
裂缝作为市政路桥里最常见的一种病害,由于在建设施工中钢筋混凝土的使用存在着一定的质量问题,又随着使用年限的不断增加,从而使路桥的承载力不断下降,裂缝现象不断出现并严重威胁着整个路桥建设的使用情况,发生路桥裂缝的原因有很多,所以在进行检查时必须针对裂缝的成因进行补救,只有这样才能更好的解决路桥裂缝问题,延长路桥的使用寿命,更好的促进城市交通建设的发展。
(二)混凝土出现碳化及钢筋锈蚀
混凝土出现碳化以及钢筋锈蚀是建筑路桥中又一常见的病害,这种现象的影响主要是降低了路面混凝土耐久性的使用时间,缩短了路桥的使用寿命,并不会造成严重的危险事故,但随着时间的蔓延,这种裂缝也将逐渐增大,对于路桥的建筑结构产生一定的影响,最终威胁人们的生命财产安全。所以,要在病害之初进行维修处理,只有这样才能将危险降低,保障其安全。
(三)混凝土中产生气泡和细小的小孔
这种裂缝现象的产生主要是由于在路桥建筑在施工过程中,由于搅拌不均匀而导致后期在使用过程中出现的内部气泡以及间隙的出现,进而导致内部出现渗透的现象,这种现象的产生将直接影响混凝土的使用情况,降低桥梁的整体质量,对于桥梁的使用产生一定的质量威胁。
(四)剥蚀的出现
随着人们生活水平的逐渐提高,私家车的大量出现大大加大了路桥使用的承载力,车辆的逐渐增多加大了对于路桥路面的摩擦,再加上自然环境的变化,雨雪等天气的出现更是加剧了桥梁的老化,部分路面由于车承载力的加剧,最终影响混凝土的使用,严重的将出现蜂窝孔、露石、脱落等现象,从而对结构造成影响。
(五)地基地势有明显下降的痕迹
承载力的使用将大大影响路面桥梁的支撑力,长时间受到外力自然灾害的侵蚀,将改变桥梁路面的结构,地基地势在车辆的影响下出现严重的下降情况,最终导致桥墩支柱逐渐下沉,进而影响路桥的使用。
二、桥梁病害产生的因素分析
桥梁出现病害现象是无法避免的,首先,在施工过程中对施工技术以及施工材料的使用疏忽就会造成病害的产生;其次,路桥建成之后一直处于不断被使用的状态,这就导致并加速了路桥的疲劳磨损以及老化断裂,进而影响了路桥桥梁的使用质量。以下将就桥梁病害的产生因素进行分析。
(一)内部原因。
由于混凝土自身具有凝固性,在其凝固时容易产生气孔、微细管道、起泡等现象出现。导致自然界中的雨水及一些具有腐蚀作用的物质通过起泡等因素的条件导致渗透现象的出现,使路桥结构中的钢筋出现腐蚀,混凝土出现裂缝,导致桥体的强度及耐久性有所降低。
(二)外部原因。
由于外部力量超过桥梁负载引起桥体结构疲劳、裂缝、破坏等,以及施工时方法不正确引起的结构裂缝、混凝土结构损伤等。
(三)裂缝原因
1)由于外载荷引起的裂缝。结构性裂缝主要是指由外载荷引起的裂缝,这种裂缝出现的原因、分布及雷锋宽度等都与路桥承受的外部负载有关。此类裂缝的主线主要说明路桥结构的承载力度不足以职称其桥面的负重,需要尽早得到解决。2)由变形引起的裂缝非结构裂缝。非结构性裂缝是由桥体结构变形引起,如外界温差较大、混凝土收缩等引起的桥体自身结构发生变形时,在桥体结构内部会产生内应力,当应力达到一定程度时,就会引起混凝土出现裂缝,但随着裂纹的出现,内应力也就得到释放。这两种裂缝所产生的危害大不相同,所以在检测时一定要找出其裂缝产生的原因,方便对加固方案的合理设计。
三、市政路桥加固改造方法及要点
(一)路面加固法
1、局部修复
通常在桥面局部出现破损的情况下采用局部修补的方式进行处理,采用铁锹对桥面混凝土层有松动的位置进行凿除的方法进行改善,直到凿至钢筋露出即可。在利用清水对其断面进行清洗,待清洗干净洗后,使用水泥标号相同的材料对桥面进行修补,当养护期结束以后即可恢复通行。在采用该方法时,应注意局部破损的实际情况,若裂缝深度较深,采用托松结构清除的方法,直到钢筋露出为止。若深度相对较浅,应采用直接修补即可。
2、混凝土的重新浇筑
通常在桥面破裂或损坏面积相对较大且破损程度较为严重的情况下采用该方法。该现象的产生都是由于混凝土施工质量不好或施工不当所造成的。当采用其他方法无法对其病害进行彻底改善时,则必须运用混凝土重新浇筑。在进行施工修复的过程中,首先应对桥面破坏或存在的危害进行拆除,并清除干净,其次进行适量的钢筋网铺筑,最后即可进行混凝土的从新浇筑。在使用该方法的过程中,首先应掌握桥面的设计强度,运用钢筋及水泥标号完全相同的材料进行施工,促使桥面重新浇筑以后的强度与承受力与原桥面的设计标准达到统一。
3、桥面补强层的加固
通常情况下,对于使用时间相对较长的老桥,其桥面则会有许多裂缝、剥离等损坏现象出现,该情况下不仅无法进行局部处理方法,也不能采取对原有桥面的重新浇筑。因此,桥面补强层的加固方式则是最为有效的,在原有桥面上,进行混凝土或钢筋混凝土补强层的重新加铺,不仅能够实现大面积裂缝及剥离等现象的改善,而且还能使桥面的强度及承载能力得到有效提升。在该方法的使用过程中,应对车流量及路面的实际承载力进行考虑,从而对补强厚度及材料进行确定。
(三)加大截面加固法
加大截面法,也称为外包混凝土加固法,是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。这种加固方法要求被加固的桥梁下部结构能够承受更多的自重,能够提供更高的承载力。通常情况下,以加厚桥面板或加大主梁的梁肋宽度为主。
(四)碳纤维粘贴法
利用碳纤维来加固桥梁的构件:首先用有粘结性的材料把碳纤维有序地粘贴在构件的表面,达到防止构件发生变形的目的并提高构件具备的承载能力与极限强度。在桥梁的加固运用过程中,可在混凝土桥梁的底板或者顶面上实施粘贴,用来提高混凝土桥梁的刚度及其截面的强度。也可在桥梁腹板上实施粘贴,用来提高桥梁的抗剪强度。钢碳纤维粘贴法对结构抗剪与抗弯加固的效果比较明显,但是对于结构的静刚度产生的影响并不大。其具体施工的工艺有:处理好混凝土的表面,涂敷一些基底树脂然后整平;刮涂整平的胶并对胶表面进行砂光处理;滚刷要用的粘结剂以保证其可以粘结到碳纤维;对己经贴好的碳纤维进行压面处理;实施表面整饰,比如涂抹砂浆等。
(五)抗震加固的技术
可能作为震前加固的技术,可以提出防止桥梁构造的脱落、冲刷、液化及其他基本的施工方法,如下部结构的形式、材料及主筋的减少等方法。可以针对不同的震害情况提出相对应的加固措施:对于上部结构和桥梁脱落震害采用隔离或者消减震害,可以在支座和桥梁主体同墩台之间的连接处加大结构柔性与阻尼以降低桥梁对地震的反应,利用在地震的强烈作用下桥墩发生的弹塑性形变来削减地震的能量,从而达到降低震害的目的。在梁端、铰和桥梁伸缩缝等上部的接缝处使用挡块、拉杆、连梁的装置或增加其支撑面的宽度等其他措施,来防止落梁的震害发生。对于支座和支撑连接部位产生的震害,目前采用的做法是加大支撑面的宽度并在相邻的简支梁之间添加安装纵向的约束装置,或加大支撑面的宽度。下部结构的震害,应通过延性设计和能力设计,提高结构的抗剪强度与抗弯延性,防止因桥墩的弯曲或剪切发生震害。当前桥墩的加固技术主要有:加大混凝土截面的加固方法、外包钢板的加固方法、钢筋混凝土的碳纤维加固方法等等。对于无筋的混凝土桥梁结构而言,可能会产生脆性的破坏,所以需要结构上抗震加固的对策。因此,可以实施混凝土的衬套和钢板的衬套方法,把衬套同现有的桥墩相结合形成一个完整的整体。
(六)提高桥梁承力能力
采取外加钢板的方法可以大大增加桥梁的抗力,也不会过多增加桥梁的横截面。但是由于加固钢板的加工成形比较有难度,而且钢板加装需要支护设备,另外在后期的使用中,对钢板的维修和保养工作量很大,所以这种方法不会大面积使用。加装钢筋主要是对桥梁的表面进行二次加装,将钢筋固定在桥梁的表面,可以大大增加公路桥梁的抗弯性,而且不会过多增加公路桥梁的自身重量。这种方法的缺点不大,主要是会对桥梁的外观造成一定程度的影响。所以这种方法不经常使用在城市桥梁中。
总结
总之,桥梁的加固技术是一项系统性的工程。设计人员在设计桥梁结构时,要结合我国的实际情况合理利用先进的管理经验与设计方法。就桥梁的加固技术而言,要注意各种技术之间的有效运用和合理搭配。以构件和结构的标准化来降低劳动的强度并保证人身安全十分重要,所以,在桥梁的结构设计与施工中每个环节都必须严格地按照规范与操作工艺进行,以保证工程的质量,最大程度地发挥桥梁的使用寿命。
参考文献:
[1]关于市政路桥加固改造设计要点的探讨_傅洪尧
[2]关于市政路桥加固改造设计要点的探讨_张慧
[3]浅谈市政路桥加固改造设计中的要点_彭辉
[4]浅析路桥加固改造设计中的要点分析_李小敬