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摘要:在工程项目建设过程中,钢筋以及混凝土得到了广泛的应用,在目前梁式桥梁工程项目建设过程中,这两种材料的混合应用水准以及应用方法也得到了很大的改善。但是,在具体开展桥梁工程项目建设的过程中,我们也需要注意装配式混凝土以及钢筋的使用方法,由于受到各种内外在因素的影响,使得梁式桥梁建设面临很多缺陷和不足。因此要结合问题成因,立足当前处置质量病害和桥梁加固的实际发展情况,逐步改进加固设计的方案与策略。鉴于此,本文就装配式钢筋混凝土梁式桥梁的病害及加固设计展开探讨,以期为相关工作起到参考作用。
关键词:混凝土;桥梁;病害;加固
1.梁式桥梁施工发生病害的具体原因所在
1.1规划设计不合理
对于桥梁的设计者来说,并非仅仅是依靠经验和自身固有的设计方法就可以应对各个不同种类桥梁的设计工作的,而往往在设计工作中,设计人员并没有全面的做好调查工作,对于具体的桥梁类型和结构特点了解的并不是十分清晰,对于一些具体的要求和小细节更是直接忽略掉,这一方面是因为设计人员本身并没有重视这些关键性的问题,不注重听取各方的意见和建议,自身也没有认真做好调研准备工作,只依靠自己的工作经验和原有的设计理念来完成设计工作任务,用“复制”“粘贴”来形容可能过于夸张,但是很多设计细节和问题存在的普遍性是较为明显的。另一方面则是因为设计工作者本身的设计能力和构思水平就较为薄弱,很多设计环节都是照搬教科书,而实际上与现实需求难以相符,这就会给后续的施工建设带来很多困惑和麻烦,也是设计缺陷所引发的质量病害的主要原因之一。设计工作应该起到的引领性和指导性的关键作用,而以目前以钢筋与混凝土为主要结构的梁式桥梁项目的发展现状来看,设计者的总体水平和能力还需要进一步提升。
1.2施工质量欠佳
施工问题主要集中在施工设备、施工人员的实施水准和建筑材料等方面。施工设备的不完善,导致达不到施工要求。施工人员专业能力有限,导致对设计师的设计理解不够透彻,导致设计实施留下一些安全隐患。施工过程包括桥梁的建造过程、使用过程以及拆除过程,每一个环节的细小错误,都可能埋下安全隐患。而施工材料,易受施工地的环境因素影响,部分建筑材料性能发生变化,从而达不到施工要求。类似材料引起桥梁出现病害的例子不在少数,以比利时的一座焊接式钢系梁桥为例,由于建桥的钢材中含有毒元素,导致材料厚度过大不合格,后期使用中发生脆断的悲剧,桥体也相继报废。而早期关于桥体出现事故的报道中,尤其是钢筋混凝土桥梁,因混凝土长期收缩徐变,导致后期桥体报废的事件不在少数。因此,材料的选择,在前期的设计中要尤为谨慎。
2.施工准备
首先,预制横向长方体混凝土块体,下图1为该块体截面图。从下图中可以看出整个结构部分是对称设计的,同时在横轴上设计了两个对称的圆孔,即图中的2所在位置。横向块提到预制应该按照设计要求,以及工程的实际情况来进行确定,同时结合实际情况来确定预制数量,避免在工程中出现数量过多造成严重浪费的情况。其次,除了需要根据工程的实际情况制作上面的横向块体之外,还应该预制出纵向块体,其也属于钢筋混凝土结构,详见图2所示。从上面两图中可以看出,横、纵块体相似度较高,也就是一侧完全相同,但是另一侧略有不同,并且同时都要对称的圆孔。在工程中,比较二者的功能可以发现存在一定的差异性,所以在实际施工中应该根据桥梁工程的实际情况来选择哪种形式。
最后,应该对钢筋结构进行预制,两侧都要有螺纹,还要根据要求配置符合标准要求的螺母。钢筋长度应该保持与桥台设计尺寸相一致。墩台顶部的螺母凹槽应该预先留出,然后在部分纵向块体圆形通孔上设计凹槽结构形式,保证其与预先留出的凹槽尺寸完全相同。
3.装配式钢筋混凝土梁式桥梁的加固设计
3.1大型结构件加固举措
部分桥梁由于修建时间较长,早期选取的材料、设计等都决定其承载能力较差,不能满足现今的需求,拆除重建耗时耗力,所以采取大构件截面加固,截面加固法有不同类型,适用于不同情况下的桥梁截面加固。比如:厚桥截面法采用凿除原桥桥面铺装的方式,再于原桥桥面浇筑一层新的钢筋混凝土补强层,这种方式适用于承载能力不足而出现病害的钢筋混凝土桥梁,同时提高其抗弯刚度;喷锚加固法适用于钢筋混凝土桥梁的裂缝病害,此种病害出现原因主要是设计方面,比如桥截面面积过小,使下缘主拉应力超过容许值。积过小,使下缘主拉应力超过容许值。
3.2粘贴加固技术
此种加固方法的重点在于加固材料的使用,常用的加固材料有钢板、钢筋、碳纤维布三种。加固方法具有操作简单,占有空间小,不减少桥下净空,施工工期短,消耗材料少等优点,同时还能保护桥梁的钢筋,控制裂缝与挠度。但粘贴加固对病害桥梁有一定要求,比如梁体混凝土强度、桥体表面平整度、清洁度等。例如,上海杨高路六里桥曾采用粘钢加固技术对桥梁进行加固;一些重型机械厂,常常需要运送特殊的器械,经过桥体时易超重,加之很多桥梁修建时宽度或高度不大,需要重新加固。但桥梁下部空间完全满足车辆通行需要,所以只需加固桥梁,采取纤维复合材料加固法即可。
3.3加辅助构件加固
加辅助构件加固包括两种,即增加纵梁或横梁加固桥体。装配式钢筋混凝土桥梁的缺点之一,就是横向整体性较差,因而承载能力较低。对于装配式钢筋混凝土桥梁,使用加辅助构件加固时,只需增加横梁,加强各纵梁之间的横向联系,提高桥梁的承载能力。这种增加辅助构件用以加固的方法,设计人员还要确保其各种构件以正确的加配方式融入整个桥梁的结构体系之中,针对主要问题所在,确保构件数量满足加固施工需求,处理好横梁与纵梁之间的关系,确保相应的指标参数精准,要提前做好计算工作,保持整个桥梁结构的安全性与稳固性。
结语
虽然桥梁加固技术日益纯熟,但是不管是设计界还是工程界,都理应不断的学习理论知识以及实践经验,最大程度上保证我们的桥梁安全。在当前梁式桥梁的建设中,我们要将理论应用于实践,并在实际的设计工作中加以创新,合理应用结构形态设计的各种理论,找出设计方案中的优缺点,结合实际情况加以改进和优化。如此才能进一步提升桥梁的承载能力,防范各类安全隐患和风险的发生,逐步提高我国桥梁建造技术水平,确保工程质量达到规定要求,还要确保交通安全。
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