摘 要:作為一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō),交通對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有舉足輕重的影響。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)橋梁建設(shè)已取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,但就各個(gè)方面的施工實(shí)例分析來(lái)看,在橋梁設(shè)計(jì)以及施工方面依然還存在著一定的缺陷,這方面的問(wèn)題導(dǎo)致橋梁的質(zhì)量可能有安全隱患。因此,本文就橋梁結(jié)構(gòu)損壞的原因分析及治理辦法提出了一些建議。
關(guān)鍵詞:橋梁結(jié)構(gòu);原因;治理方法
橋梁是道路運(yùn)輸體系中至關(guān)重要的組成部分,對(duì)民眾的生產(chǎn)生活都起著至關(guān)重要的影響,同時(shí)它也起到了區(qū)域跨越的作用,而如果說(shuō)這部分重要環(huán)節(jié)無(wú)法承受來(lái)自運(yùn)輸車輛的荷載,那么就有可能存在安全隱患,這樣的安全隱患不僅對(duì)國(guó)家的物力、財(cái)力造成浪費(fèi),也有可能對(duì)百姓的人身安全產(chǎn)生影響。
1 橋梁結(jié)構(gòu)損壞的原因
1.1 橋面承載量過(guò)大。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展;各行各業(yè)都呈現(xiàn)出一派欣欣向榮的景象,特別是公路建設(shè)方面。所有的國(guó)家干線、縣、鄉(xiāng)村道路都在大量增加,因而隨之而來(lái)的交通設(shè)施也日益增多,特別是大噸位的公路運(yùn)輸車的增加,大大地加重了公路的負(fù)荷,導(dǎo)致路況下降?;炷恋母稍锸湛s和溫度應(yīng)力,混凝土的碳化反應(yīng),鋼筋銹蝕發(fā)生的膨脹力也使混凝土產(chǎn)生裂縫,使橋梁產(chǎn)生不正常變形,從而發(fā)生混凝土開(kāi)裂、剝落、鋼筋裸露、銹蝕等現(xiàn)象,甚至損壞。
1.2 地基土質(zhì)軟。修建在軟土地基上的橋臺(tái),因地基土質(zhì)軟弱,連接橋梁的路堤填土過(guò)高使得橋臺(tái)產(chǎn)生過(guò)大的沉陷、位移、傾斜,嚴(yán)重的發(fā)生下臥軟土層的剪切滑移,使橋臺(tái)連同路堤一起滑動(dòng)倒塌。橋墩基礎(chǔ)若設(shè)置在同樣軟弱地基上,也會(huì)因?yàn)榈鼗痪鶆虺两祷虼蠓w沉降而產(chǎn)生變形。
1.3 墩臺(tái)修建在砂礫河床上。修建在砂礫河床上的墩臺(tái),如果基礎(chǔ)埋置太淺。洪水發(fā)生時(shí)基礎(chǔ)底下的砂礫被沖空,使橋梁基礎(chǔ)被架空甚至損壞、倒塌。
1.4 洪水的沖擊。季節(jié)性洪水的沖擊,使臺(tái)身產(chǎn)生磨耗;特別是輕型空腹橋墩,因沖刷嚴(yán)重,磨耗會(huì)加劇。
1.5 地震的原因。地震時(shí)的特殊水平力作用,加上座機(jī)能降低或基礎(chǔ)地殼作用產(chǎn)生振動(dòng)和位移,從而使墩臺(tái)身發(fā)生豎直方向的龜裂、斷裂。
2 超載對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的損壞以及治理方法
2.1 超載造成橋梁破壞的形態(tài)。如果說(shuō)不針對(duì)橋梁上的超載車輛采取完善的措施進(jìn)行控制,那么就必然引發(fā)橋梁受損的情況出現(xiàn)。而當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)病害后,車輛行駛所呈現(xiàn)出的效率、性能也就會(huì)受到影響,并且長(zhǎng)此以往,橋梁的結(jié)構(gòu)性能降低、開(kāi)裂的現(xiàn)象會(huì)越發(fā)的嚴(yán)重。僅僅以最為常見(jiàn)的組合式橋梁作為案例倆看那,由于其中的橫截面主要是通過(guò)多梁形式組成,那么其中所呈現(xiàn)出的破壞現(xiàn)象也就多是橫向聯(lián)合結(jié)構(gòu)被破壞。在橋面上,由于結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞加劇了主梁的撓度,重車道位囂會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的車轍,行車平順性降低。橋面鋪裝沿主梁的鉸縫產(chǎn)生縱向的裂縫。由于橋梁上部結(jié)構(gòu)的各主梁間橫向聯(lián)結(jié)主要靠鉸縫及混凝土鋪裝層實(shí)現(xiàn),上述病害將導(dǎo)致橫向聯(lián)結(jié)完全失效。這樣,橋梁橫截面上的主梁之間無(wú)法相互傳力,重車道上的荷載將完全作用于輪下一條單獨(dú)的主梁上,而橫截面上其他梁沒(méi)有分擔(dān),因此,橋梁的整體承載能降低。
2.2 重車通行情況調(diào)查方法。為了分析重載車輛對(duì)橋梁的破壞形態(tài)并進(jìn)行維修加固,應(yīng)首先摸清重載交通的情況。具體做法為:對(duì)路線進(jìn)行一定時(shí)期的交通流觀測(cè),并對(duì)重車稱重,記錄重車的車型、軸重、全車重,以及橫向輪距、車廂全寬、軸間距、車長(zhǎng)等,然后按照車重、車型進(jìn)行分類匯總和分析,根據(jù)其載重量大小及在重車中所占比例大小等情況選擇最具代表性的幾種車型,按實(shí)測(cè)車重及軸重進(jìn)行平均,得到重載車輛荷載的抽象力學(xué)模型,類似于規(guī)范中設(shè)計(jì)荷載車隊(duì)中的主車、重車車輛荷載模型,給出總重、車輛縱橫向尺寸、單軸重、軸距、橫向輪距等數(shù)據(jù)。
2.3 重車荷載對(duì)各類橋梁的影響分析。對(duì)于斜交橋來(lái)說(shuō),重車對(duì)橋梁的影響略小于同等跨徑的正橋,因?yàn)檐囕v荷載通過(guò)斜橋時(shí)車輛的兩排輪胎不能同時(shí)作用于最不利位置,所以與同跨正交橋相比,其截面內(nèi)力略小。對(duì)于中小跨徑橋梁,隨著跨徑的減小,恒載內(nèi)力所占比例變小,活載內(nèi)力所占比例變大,所以活載增大對(duì)橋梁內(nèi)力的整體影響也變大,也就是說(shuō)重車在小跨徑橋上的荷載效應(yīng)較大,造成的破壞較嚴(yán)重。另外,因?yàn)闃蛄憾?,跨徑小,縱向僅能上1輛莆車,因而縱向車距造成的影響不大,最大活載內(nèi)力的大小由重車的主軸重量決定。
2.4 超載破壞橋梁的加固與維修。超過(guò)承載能力運(yùn)營(yíng)的橋梁會(huì)因病害的出現(xiàn)承載能力降低,而在重載作用下,承載能力降低會(huì)更進(jìn)一步加重橋梁的結(jié)構(gòu)破壞。因此對(duì)于重載交通下的橋梁應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)加固處理或采取限載措施,防患于未然,以免造成較大損失。對(duì)于如前所述的病害應(yīng)通過(guò)提高承載能力的方法來(lái)根治,從根本上解決問(wèn)題。對(duì)于橋面鋪裝及鉸縫的破壞要進(jìn)行維修補(bǔ)強(qiáng),以加強(qiáng)橫向聯(lián)結(jié),提高橋梁的整體承載能力。具體做法如下:首先銑刨橋面鋪裝,鑿除水泥混凝土鋪裝及鉸縫的松散結(jié)構(gòu),然后在主梁的頂面鉆孔,用環(huán)氧砂漿或其他粘合劑植入一定長(zhǎng)度的豎向短鋼筋,該鋼筋伸入鋪裝層,與橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)綁扎在一起,起到層間抗剪傳力作用,使橋面鋪裝與主梁聯(lián)為一體,鋪裝層有效參與主梁受力。沿鉸縫邊緣也植入短鋼筋,并且交互搭接,以加強(qiáng)鉸縫橫向傳力。水泥混凝土橋面鋪裝的厚度應(yīng)該增大,如有高方面的限制可考慮取消或減薄瀝青鋪裝層。但如果仍設(shè)置瀝青鋪裝,應(yīng)保證其有一定的厚度,否則過(guò)薄的瀝青層在重車輪載下易破壞,影響行車平順。加大水泥鋪裝層的厚度??梢栽黾訕蛄旱臋M向剛度,加強(qiáng)橋梁上荷載的橫向分布,使重車道上的荷載能夠更多地分配給其他主梁承擔(dān),對(duì)于跨中已經(jīng)發(fā)生開(kāi)裂,剛度降低的重車道下的主梁,如果裂縫較大,不能閉合,破壞嚴(yán)重,應(yīng)更換新梁,如果裂縫分布均勻、細(xì)密,在除去橋面鋪裝二期恒載的情況下閉合較好,可用環(huán)氧砂漿對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)彌合,并在梁底貼炭纖維布,進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),提高剛度和承載能力重新使用。
2.5 重載交通下橋梁的運(yùn)營(yíng)管理。對(duì)于超載嚴(yán)重的車輛必須限制通行,以保證橋梁的安全。在收費(fèi)公路上,還可以實(shí)行按車重收費(fèi),提高重車的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),讓超載運(yùn)輸不再有利可圖,促使車主自覺(jué)減少汽車的載重量。對(duì)于大跨橋梁,要限制車輛通行的縱向間距,嚴(yán)格禁止車輛在長(zhǎng)大橋上停留,以求減小橋跨上布置的車輛荷載數(shù)目。對(duì)于車況較差的重車不允許上橋,防止因事故在橋上拋錨。當(dāng)堵車發(fā)生時(shí)要派專人看管疏導(dǎo),任何橋上停滿 80噸以上的重車,其后果都是不可想象的。還應(yīng)該限制橋上重車超車,使橫向只有一列車通過(guò)。車速也不宜過(guò)高,以減小車輛的沖擊力和制動(dòng)力。
3 結(jié)語(yǔ)
隨著經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展,現(xiàn)在對(duì)公路運(yùn)輸提出了越來(lái)越高的要求。對(duì)于橋梁損壞,在嚴(yán)令禁止超載的同時(shí),我們還應(yīng)該從技術(shù)上采取有效的措施,提高橋梁承載能力,適應(yīng)車輛荷載增長(zhǎng)的變化,以保證公路運(yùn)輸?shù)陌踩?、暢通。正如我們所熟知的理論,我們不能改變?guī)律,但我們可以認(rèn)識(shí)、把握、利用規(guī)律。在面對(duì)橋梁損壞這件事上也一樣,通過(guò)現(xiàn)象了解橋梁損壞的本質(zhì),改善自然條件,運(yùn)用科學(xué)技術(shù),我相信,在未來(lái),我們的技術(shù)終究可以解決這些問(wèn)題。
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作者簡(jiǎn)介:劉豐,身份證號(hào)碼:342921197910300030。