曾明華
(廣東晶通公路工程建設(shè)集團(tuán)有限公司,廣東 廣州 515041)
高速公路建成通車后,便進(jìn)入營(yíng)運(yùn)養(yǎng)護(hù)期,由于承受外界自然條件和行車荷載等條件影響,在一定時(shí)期內(nèi)個(gè)別橋涵或多或少地存在少量的結(jié)構(gòu)病害,在這些結(jié)構(gòu)病害中,有些病害倘若發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、處理不到位,將對(duì)橋梁的安全營(yíng)運(yùn)帶來(lái)潛在的危險(xiǎn)。因此,作為工程養(yǎng)護(hù)技術(shù)人員,在日常的管養(yǎng)工作中,必須在思想上先給予充分地重視,重視橋梁的日常保護(hù),加強(qiáng)日常巡視,以便能及時(shí)查找問(wèn)題,并作出必要的處治。為了能在橋涵養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展過(guò)程中把橋涵病害的日常巡視工作做得更好,把檢查工作做得更細(xì),本人將結(jié)合自身崗位實(shí)踐,從工程管理的角度出發(fā),把對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)加固的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行搜集整理,特形成本文,以便內(nèi)業(yè)同行日后在從事橋涵管養(yǎng)工作時(shí)能起到一定的參考價(jià)值。
隨著近年來(lái)載重汽車噸位的不斷增大,我們?cè)谶M(jìn)行橋梁日常養(yǎng)護(hù)工作中發(fā)現(xiàn),許多公路經(jīng)過(guò)多年?duì)I運(yùn)之后,個(gè)別橋涵陸續(xù)出現(xiàn)了混凝土開(kāi)裂、風(fēng)化露筋、鋼筋銹蝕等嚴(yán)重病害,有些橋涵的實(shí)際承載力明顯下降,嚴(yán)重地影響到路上行車安全,急需對(duì)發(fā)生病害的橋涵進(jìn)行加固處理。首先,先讓我們來(lái)了解一下,這些常見(jiàn)病害,主要是如何在后期造成的。
產(chǎn)生此類病害的原因是多方面的,主要有以下幾點(diǎn):
在橋涵建設(shè)施工時(shí),存在質(zhì)量問(wèn)題,橋涵結(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)層厚度不夠,混凝土震搗不密實(shí),經(jīng)常年使用,表層混凝土容易風(fēng)化脫落,形成露筋。
橋涵防水層開(kāi)裂失效,雨水不斷滲入與蓋板混凝土的主要成分硅酸鈣發(fā)生水化反應(yīng),形成游離鈣、硅酸和氫氧根,在毛細(xì)壓作用下混凝土中的鹽份被水帶出淤積于混凝土表面,進(jìn)一步與空氣中的二氧化碳反應(yīng)在混凝土表面結(jié)晶形成白色硬塊,最后形成堿蝕。在這個(gè)過(guò)程中,如果結(jié)構(gòu)存在裂縫,就會(huì)引起鋼筋的銹脹,出現(xiàn)鋼筋銹蝕的情況。
沿每地區(qū)空氣中和土質(zhì)中都含有一定的氯鹽成分,鹽水滲入到結(jié)構(gòu)混凝土的縫隙里,引起堿骨料反應(yīng)發(fā)生鹽腐蝕,加速了混凝土的離析。
橋涵建成通車后,由于受各種因素影響,一些工程部位,或受力薄弱的地方,往往會(huì)提前出現(xiàn)某種病害,如裂縫、支座變形老化、鋼筋露筋、不均勻沉降等。由于以上大部分病害的出現(xiàn)頻率偏高,因此,在以往的養(yǎng)護(hù)加固方式中,對(duì)于這幾類病害的處理加固早已有著許多現(xiàn)成的可取經(jīng)驗(yàn),然而,隨著后期現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展,在新材料、新技術(shù)的大力推廣下,仍然涌現(xiàn)了不少新工藝,新做法,給橋梁病害的處治加固提供了很多便利和效率。
在橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生病害后,需要采取措施進(jìn)行加固維修或者更換。橋梁加固工程一般應(yīng)遵循以下工作程序:
結(jié)構(gòu)可靠性鑒定→加固方案確定→加固設(shè)計(jì)→施丁組織設(shè)計(jì)→施工→驗(yàn)收。
結(jié)構(gòu)可靠性鑒定,主要是對(duì)病害結(jié)構(gòu)的病 情診斷。加固方案好比處方,加固設(shè)計(jì)是現(xiàn)行規(guī)范及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加固方案的深化過(guò)程。加固施工是對(duì)被加固結(jié)構(gòu)按加固設(shè)計(jì)進(jìn)行加固的施工過(guò)程,對(duì)于大型結(jié)構(gòu)加固,為確保質(zhì)量和安全,施工前應(yīng)編制施工組織設(shè)計(jì)。
針對(duì)橋梁存在的病害類型,不同的病害,其處治措施則不盡相同,下面,就讓我們對(duì)部分病害類型的處治加固方式進(jìn)行詳細(xì)介紹吧。
裂縫修補(bǔ)的目的在于恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的防水性和耐久性,主要技術(shù)有:
4.1.1 表面處理法,在微裂縫的表面涂抹填料及防水材料,以提高其防水性和耐久性。對(duì)于寬度發(fā)生變化的裂縫,要設(shè)法使用有伸縮性的材料。
4.1.2 注漿法,在裂縫中注入樹(shù)脂或水泥類材料,以提高其防水性及耐久性。主要注漿材料是環(huán)氧樹(shù)脂,多采用低壓低速注入法。環(huán)氧樹(shù)脂注入法與鋼釘并用,可以增強(qiáng)裂縫部位的整體性,是一種防止裂縫繼續(xù)發(fā)展的好辦法。
4.1.3 充填法,這是一種適合于修補(bǔ)較寬裂縫的方法,具體做法是沿裂縫鑿一條深槽,然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種粘結(jié)材料,如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹(shù)脂硅、瀝青及各種化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑等。
4.1.4 表面噴涂法,噴漿修補(bǔ)是一種在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面,噴射一層密實(shí)而且粘度高的水泥砂漿保護(hù)層,來(lái)封閉裂縫的修補(bǔ)方法。噴漿前,需要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去,再用水沖洗清潔,并在開(kāi)始噴漿之前把基層濕潤(rùn),然后再開(kāi)始噴漿。
4.1.5 粘結(jié)鋼板封閉法,當(dāng)鋼筋硂構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時(shí),可對(duì)裂縫先進(jìn)行處理之后,再在裂縫處粘結(jié)鋼板,并用膨脹螺栓對(duì)鋼板加壓。鋼板粘結(jié)方向應(yīng)和裂縫方向垂直。
本文以最常見(jiàn)的橋梁結(jié)構(gòu)形式的上部結(jié)構(gòu)及其常見(jiàn)的加固方法進(jìn)行說(shuō)明。
梁式橋上部結(jié)構(gòu)加固增強(qiáng)技術(shù)主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、增設(shè)縱梁加固法。
加大截面加固法采用增大構(gòu)件的截面面積,根據(jù)荷載大小和凈空條件不同,可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。
外部粘貼加固法系用型鋼、玻璃鋼等材料通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂等粘合劑粘貼在結(jié)構(gòu)外部,以提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。適用于構(gòu)件尺寸受限制但又必須大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的場(chǎng)合,必須保證粘和劑的質(zhì)量外部預(yù)應(yīng)力加固法指運(yùn)用預(yù)應(yīng)力原理,在增設(shè)的構(gòu)件或原有構(gòu)件上施加一定初始應(yīng)力的一種加固方法。采用對(duì)受拉區(qū)施加預(yù)加壓力,可以抵消部分自重應(yīng)力,起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。
改變結(jié)構(gòu)體系加固法通過(guò)增設(shè)支撐或橋墩,把簡(jiǎn)支變?yōu)檫B續(xù)、在梁下增設(shè)如鋼架等加勁梁或疊合梁,以減小梁內(nèi)控制截面峰值彎矩,提高承載能力的一種加固方法。
增設(shè)縱梁加固法在橋梁墩、臺(tái)基礎(chǔ)穩(wěn)定,并具有足夠承載能力的情況下,可采用增設(shè)承載能力高和剛度大的新縱梁,這些新梁與舊梁連接在一起共同受力。由于應(yīng)運(yùn)中的車輛荷載在新增主梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布,使原梁中所受荷載得以減少,加固后的橋梁承載能力和剛度得以提高。當(dāng)增設(shè)的縱梁位于主梁的一側(cè)或兩側(cè)時(shí),兼有拓寬的作用。此法適用于梁體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)完好,而承載能力不能滿足要求的場(chǎng)合。
伸縮縫破壞主要由于以下原因造成的:一是交通量的增大,特別是重型車輛的不斷增多,對(duì)橋梁伸縮縫的車輛沖擊力明顯加大;二是設(shè)計(jì)方面的原因,如橋面板剛度不足,伸縮量計(jì)算不準(zhǔn)確等;三是施工方面的原因,如在伸縮縫的施工中未嚴(yán)格按伸縮裝置的施工工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安裝工序進(jìn)行施工。針對(duì)這一問(wèn)題,我們建議對(duì)安裝混凝土破壞的予以維修,橡膠止水帶破損的更換;同時(shí),建議加強(qiáng)對(duì)伸縮裝置的日常管理、維護(hù)。異型鋼伸縮縫橡膠條破壞主要是由于橡膠老化引起的,縫內(nèi)殘留物不及時(shí)清理,也是橡膠條破壞的原因之一。伸縮縫安裝導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂、破損是由于交通量大、超載車輛多及安裝混凝土表面與瀝青路面銜接不良造成。
總之,在橋梁的日常管養(yǎng)中,我們必須樹(shù)立一種正確的管理理念,即對(duì)于每一種經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)的類型病害,都應(yīng)該對(duì)其先記錄備案,并定期觀察、跟蹤各種病害的發(fā)展情況,以便在制訂或選用技術(shù)處治方案時(shí)能提供真實(shí)可靠的病情病因,只有這樣,才會(huì)讓制訂出來(lái)的技術(shù)措施更具針對(duì)性、更具科學(xué)性。
[1]公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè).科大電子出版社,2004年.
[2]管頻,王運(yùn)周,公路橋涵與隧道養(yǎng)護(hù)[J].人民交通出版社,2009年1月.