【摘要】橋梁作為交通運(yùn)輸?shù)臉屑~,直接影響著交通的流量和荷載。當(dāng)它投入使用一定時(shí)間后,往往由于設(shè)計(jì)的局限和施工的欠缺,使其難以適應(yīng)日益繁重的交通量,而且隨著運(yùn)輸設(shè)備的高速發(fā)展和車輪負(fù)載的不斷增長(zhǎng),使橋梁常常處于超負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài),從而逐步成為交通運(yùn)輸線上的“瓶頸”。為此,本文針對(duì)橋梁在處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)成為交通運(yùn)輸?shù)摹捌款i”這一難題,剖析橋梁缺陷成因,存在問題的部位和主要解決的問題,提出必要的技術(shù)方法和相關(guān)的新材料
【關(guān)鍵詞】公路橋梁 缺陷 交通運(yùn)輸
一、公路橋梁的常見缺陷表現(xiàn)
1.橋面鋪裝缺陷
1.1常見的橋面鋪裝病害有瀝青混凝土鋪裝層開裂、推移、坑槽唧漿、車轍、擁包等;
1.2連續(xù)橋面過早損壞:施工不規(guī)范、不認(rèn)真,造成連續(xù)橋面有縱向或橫向開裂,此類情況比較普遍;
1.3橋面混凝土縱向裂縫;
1)梁板安裝有關(guān);
2)支座不密貼、鉸縫填貫不密實(shí)等;
3)橋面混凝土質(zhì)量不好;
1.4復(fù)合橋面瀝青混凝土鋪裝過早損壞;
1)瀝青混凝土質(zhì)量不好;
2)橋面排水不暢;瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層內(nèi)長(zhǎng)期積水;
1.5橋面伸縮縫不與橋面同寬;
1.6鉸縫施工;
1)用高標(biāo)號(hào)砂漿填塞縫寬較窄的鉸縫下部;
2)用不低于梁板標(biāo)號(hào)的混凝土填灌鉸縫上部,并振搗密實(shí)、平整,其高度與梁板齊平;
3)在尚未澆筑橋面混凝土前,禁止汽車和筑路機(jī)械通過。
2.伸縮縫缺陷
在我國(guó),由于伸縮縫的應(yīng)用時(shí)間遲,沒有成熟的施工技術(shù)及經(jīng)驗(yàn),盲目認(rèn)為水對(duì)混凝土沒有多大危害,因此以前使用的伸縮縫基本上沒有防水性能,由伸縮縫處滲漏下的水往往流到梁端,再流到帽梁,對(duì)梁端和帽梁頂部混凝土產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。常見的伸縮縫病害有靠背混凝土破壞、抵?jǐn)n、離骨、型鋼斷裂等,橋面鋪裝和伸縮縫破損嚴(yán)重,橋面水滲入梁體,導(dǎo)致梁體縱向鋼筋銹蝕膨脹,底板沿縱向開裂;施工階段張拉預(yù)應(yīng)力過大,橫向主拉應(yīng)力過大所致;施工時(shí)空心板預(yù)制抽膠管時(shí)水沒有排凈,冬季凍脹造成板底開裂。
3.梁體混凝土裂縫缺陷
我國(guó)公路橋梁多采用混凝土結(jié)構(gòu),而裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)土結(jié)構(gòu)最常見的病害?;炷镣庥^質(zhì)量是混凝土密實(shí)的體現(xiàn),好的外觀質(zhì)量不能依靠事后的裝飾獲得,而須與追求混凝土的內(nèi)在質(zhì)量相統(tǒng)一。裂縫寬度到達(dá)一定程度后會(huì)加速該位置的鋼筋銹蝕,銹脹作用可能致使混凝土脫落,使更多鋼筋外露。同時(shí)會(huì)降低梁體的剛度,嚴(yán)重的會(huì)危及橋梁的使用??v向裂縫的存在加劇了鋼筋的銹蝕,影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。
4.上部結(jié)構(gòu)橫向聯(lián)系缺陷
常見的上部結(jié)構(gòu)橫向聯(lián)系病害有板梁鉸縫滲水、單梁受力,T梁橫隔板開裂破壞。
二、混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表層缺陷及產(chǎn)生原因
1).蜂窩:施工不當(dāng)所致,混凝土灌注中缺乏應(yīng)有的振搗,分層灌注時(shí)違反操作規(guī)程,運(yùn)輸時(shí)混凝土產(chǎn)生離析,模板縫隙不嚴(yán),水泥砂漿流失等。
2).露筋:施工質(zhì)量不好,如灌注時(shí)鋼筋保護(hù)層墊塊位移,鋼筋緊貼模板,保護(hù)層處混凝土漏振或振搗不實(shí)。
3).麻面:施工時(shí)采用模板表面不光滑,模板濕潤(rùn)又不夠,致使構(gòu)件表面混凝土內(nèi)的水份被吸去。
4).空洞:結(jié)構(gòu)上鋼筋布置過密,施工時(shí)混凝土被卡住,又未充分振搗就繼續(xù)灌注上層混凝土,此外,嚴(yán)重漏漿亦能產(chǎn)生空洞。
5).磨損:混凝土強(qiáng)度不足,表層細(xì)骨料太多,車輪磨損,高速水流沖刷,水流中又夾雜大量砂石等推移質(zhì)或冰凌等漂浮物。
6).銹蝕、老化、剝落:保護(hù)層太薄,結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫,雨水浸入,鋼筋銹蝕膨脹引起剝落,嚴(yán)寒地區(qū)冰凍及干濕交替循環(huán)作用,有侵蝕性水的化學(xué)侵蝕作用。
7).表層成塊脫落:外界作用。
三、混凝土構(gòu)件裂縫缺陷及產(chǎn)生原因
鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋常見裂縫有網(wǎng)狀裂縫、下緣受拉區(qū)的裂縫、腹板上的豎向裂縫、腹板上的斜向裂縫、運(yùn)梁不當(dāng)引起的上部裂縫、梁端上部裂縫、梁側(cè)水平裂縫、梁底縱向裂縫。
預(yù)應(yīng)力混凝土梁、懸臂梁和連接梁橋的常見裂縫有先張法梁梁端錨固處的裂縫、后張法梁梁端錨固處的裂縫、腹板收縮裂縫、懸臂梁剪切裂縫、懸臂箱梁錨固后接縫中的裂縫、底板裂縫、箱梁彎曲裂縫、連接梁彎曲裂縫、合攏澆筑段的裂縫、預(yù)應(yīng)力梁下翼緣的縱向裂縫。
構(gòu)件裂縫產(chǎn)生的主要原因有四方面:一是與材料性質(zhì)有關(guān)的因素,如水泥的反常凝固,混凝土的離析與泛漿,水泥的反常膨脹,骨料中含有泥土,使用了反應(yīng)性骨料或風(fēng)化巖、混凝土干燥收縮。二是與施工有關(guān)的因素,如混合料攪拌不均勻,攪拌時(shí)間過長(zhǎng),用泵壓送時(shí)水泥量及用水量的增加,灌注順序的差錯(cuò),灌注速度太快,振搗不充分,配筋混亂,保護(hù)層厚度不夠,施工縫處理不當(dāng),模板變形,漏漿,支架下沉,脫模過早,硬化前受振動(dòng)和荷載作用,初期養(yǎng)生中急劇干燥,養(yǎng)生初期凍害。三是與環(huán)境條件有關(guān)的因素,如周圍環(huán)境與濕度的變化,構(gòu)件內(nèi)外溫度的差異,反復(fù)凍融,內(nèi)部鋼筋銹蝕,因火災(zāi)而使混凝土表面受高溫熏烤,受鹽類的化學(xué)腐蝕。四是與構(gòu)造、外力有關(guān)的因素,如設(shè)計(jì)荷載以內(nèi)的荷載,設(shè)計(jì)荷載以外的荷載,以地震力為主的荷載,截面尺寸及鋼筋用量不足,結(jié)構(gòu)物不均勻下沉。
四、橋梁墩臺(tái)常見裂縫
1.墩臺(tái)網(wǎng)狀裂縫(由于混凝土收縮干燥引起或混凝土內(nèi)部水化熱和外部氣溫的溫差及日氣溫變化影響和日照影響而產(chǎn)生的溫度拉應(yīng)力)。
2.從基礎(chǔ)向上發(fā)展至墩臺(tái)上部的裂縫(基礎(chǔ)松軟產(chǎn)生不均勻沉降造成)。
3.墩臺(tái)身的水平裂縫(多為混凝土貫注不良所引起)
4.翼墻和前墻斷裂的裂縫(往往由于墻間的填土不良。凍脹或基層承載力不足,引起下沉或外傾而產(chǎn)生開裂)。
5.由支承墊石從下向上發(fā)展的裂縫(主要是由于墩臺(tái)帽在支承墊石下未布置鋼筋所致或可能受到較大的沖擊力)。
6.橋墩墩帽順橋軸線橫貫墩帽的水平裂縫(主要是局部應(yīng)力所致,因梁和活載的作用力集中地通過支座傳至橋墩,使其周圍墩頂其他部位產(chǎn)生拉應(yīng)力)。
7.雙柱式橋墩下承臺(tái)的豎向裂縫(由于樁基下沉不均勻或局部應(yīng)力所致)。
8.支承相鄰不等高的墩蓋梁、雉墻上的豎向裂縫(由于局部應(yīng)力所致)。
9.墩臺(tái)蓋梁自上而下的垂直裂縫(樁基下沉不均勻而引起蓋梁上的不均勻受力)。
10.鑲面石突出的裂縫(由于鑲面石與墩臺(tái)連接不良所引起)。
五、公路橋梁的修復(fù)、加固措施和新材料
1.“壁可”法。采用橡膠管注入器,利用其持續(xù)的恒定壓力將樹脂材料自動(dòng)注入到縫中,注入材料粘度極低,可深入到寬僅0.02mm的細(xì)縫末端,恢復(fù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
2.修補(bǔ)路面裂縫、坑洼、麻面。采用不同粘度的樹脂材料對(duì)各種寬度的裂縫進(jìn)行灌注,可立即開放交通。對(duì)坑洼、麻面采用樹脂砂漿鏝抹,材料柔韌、耐磨、抗滑,與鋪層結(jié)合牢固。
3.路面防滑鋪裝方法。在彎道、交叉路口等重要路段鋪設(shè)樹脂砂漿,可取得優(yōu)異的防滑效果,保證行車安全。
4.隧道、涵尚不滲漏水的治理方法。摒棄傳統(tǒng)的堵水思想,采取引導(dǎo)的方法,對(duì)接縫、裂縫、襯砌面滲水均有對(duì)策。
5.橋梁結(jié)構(gòu)的維修、加固方法。采用鋼板貼合、增設(shè)桁梁等方法恢復(fù)或提高構(gòu)件強(qiáng)度,增加承載力。對(duì)砼構(gòu)件的肅落、缺損,用聚合物改性材料修補(bǔ),以防鋼筋銹蝕或進(jìn)一步損壞,美化外觀。
六、結(jié)語
隨著我國(guó)高速公路事業(yè)的繼續(xù)蓬勃發(fā)展以及多數(shù)高速公路逐漸進(jìn)行養(yǎng)護(hù)階段,公路橋梁維修加固施工會(huì)變得越發(fā)的重要,這不僅關(guān)系到交通運(yùn)輸安全,也關(guān)系到國(guó)家人民的利益,作為一名橋梁施工人員,在進(jìn)行橋梁維修加固施工過程中,應(yīng)充分結(jié)合橋梁病害情況,選擇合理的維修加固措施,確保橋梁使用安全,使我國(guó)橋梁建設(shè)真正步入“建養(yǎng)并重”的可持續(xù)發(fā)展道路。