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        淺談公路橋梁病害起因、檢修與加固

        2015-11-25 08:23:44江蘇現(xiàn)代工程檢測(cè)有限公司江蘇南京210049
        江西建材 2015年23期
        關(guān)鍵詞:構(gòu)件病害公路

        ■李 倩 ■江蘇現(xiàn)代工程檢測(cè)有限公司,江蘇 南京 210049

        隨著社會(huì)發(fā)展,我國(guó)交通運(yùn)輸量也出現(xiàn)了大幅度的增長(zhǎng),行車密度和車輛載重日益增加,再加上大量的重型車輛,對(duì)公路橋梁的壓力越來越大。而且很大一部分的橋梁已經(jīng)在超負(fù)荷使用,這些都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全隱患。由于資金緊缺,在選擇維修與加固方法時(shí),都是采用投資比較少,施工期比較短但能有效的緩解當(dāng)前運(yùn)輸緊張問題的方法。所以,橋梁病害的檢測(cè)與分析是應(yīng)該被重視起來。

        1 公路橋梁病害產(chǎn)生的原因

        1.1 歷史遺留問題

        橋梁建設(shè)已有一定歷史,有些部分是在前期設(shè)計(jì)的,其關(guān)鍵受力設(shè)計(jì)技術(shù)水平?jīng)]有達(dá)到最優(yōu)化條件,在后期使用中容易出現(xiàn)病害問題。比如梁式橋病害較多,特別是支座等受力較多部位常常因?yàn)榛A(chǔ)地基沉陷或使用時(shí)間過長(zhǎng)而導(dǎo)致支座變形開裂危險(xiǎn),引發(fā)裂縫、側(cè)向外傾等現(xiàn)象;部分橋梁多造于七十年代,在設(shè)計(jì)上結(jié)構(gòu)剛度往往達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)需要,無法滿足當(dāng)前荷載總量,容易在擠壓中變形、塌陷;還有系桿拱橋等其他類型的橋梁各有各的不足,又承受著下雪時(shí)低溫的冷凍,溫度升高時(shí)的加熱作用等自然力影響,病害程度不斷加劇,嚴(yán)重影響著橋梁的穩(wěn)定性。

        1.2 維護(hù)工作不到位

        公路橋梁在使用的過程中,是完全暴露在自然環(huán)境中的,他們每天會(huì)承受各種外力的影響,比如大自然中強(qiáng)烈的陽光照曬,大風(fēng)刮吹等等都在不斷侵蝕著橋柱還有橋面,讓他們表面的水泥等基礎(chǔ)材料慢慢變質(zhì)松散,這樣橋梁本身的承受力也在不斷減弱。特別是一些大型的重壓車從上面經(jīng)過也會(huì)擠壓路面,對(duì)橋體產(chǎn)生壓力。在一定的時(shí)間后,橋梁的一些承受點(diǎn)會(huì)因?yàn)檫@些影響出現(xiàn)大面積的裂縫問題,這些縫隙如果不及時(shí)維修,就必然會(huì)不斷增大,到了嚴(yán)重程度,可能就會(huì)引起坍塌或裂開等方面的事故,留下各種病害隱患。如果不及時(shí)進(jìn)行修護(hù)處理的化,慢慢積累到一定的程度,橋梁就根本無法使用了。因此,再這樣人力和自然力的影響下,橋梁本身就出在不斷的損耗過程中,無法保證公路橋梁的安全使用。

        2 公路橋梁病害的檢修

        2.1 鋼筋混凝土構(gòu)件的檢測(cè)

        橋梁的基本組成是混凝土材料,其中得到普遍應(yīng)用的有鋼筋混凝土構(gòu)件,通常在材料性能,幾何尺寸等方面存在很大波動(dòng),都有一些固有的老問題存在,諸如材料的強(qiáng)度很不夠,尺寸存在一定的偏差,蜂窩麻面,保護(hù)層未能達(dá)到應(yīng)有的厚度,有露筋等情況出現(xiàn),且因?yàn)闃?gòu)件材料原本就存在一定的特性。在使用的過程中,鋼筋混凝土構(gòu)件經(jīng)常會(huì)有開裂的情況出現(xiàn);混凝土?xí)l(fā)生腐蝕或者凍融的情況,還會(huì)存在鋼筋銹蝕等損傷??偨Y(jié)鋼筋混凝土構(gòu)件的檢測(cè)內(nèi)容,主要有局部環(huán)境、材料和構(gòu)件的力學(xué)性能、構(gòu)件缺陷和損傷、變形和偏差與構(gòu)造。(1)施工偏差:施工偏差主要針對(duì)的是混凝土構(gòu)件的尺寸與位置,指的是其實(shí)際情況與設(shè)計(jì)之間存在的差異。偏差太大將促使建筑物的使用功能降低,或者造成更大的附加內(nèi)力,進(jìn)而促使結(jié)構(gòu)的承載能力降低。(2)缺焰:“這包括了外觀與內(nèi)部?jī)刹糠值娜毕荨保?]。其中內(nèi)部缺陷的檢測(cè)方法包括超聲脈沖或地下雷達(dá)檢測(cè)法,通常是以前一種方法為主。

        2.2 裂縫檢測(cè)

        (1)“無線電檢測(cè)”[2]。公路橋梁路面及路基面臨著一定強(qiáng)度壓力,當(dāng)施工操作不規(guī)范,溫度控制不合理以及承受系數(shù)被超過時(shí),就會(huì)出現(xiàn)裂縫、變形等問題,隨著時(shí)間的推移,裂縫還會(huì)不斷增多并且更加嚴(yán)重。而無線電檢測(cè)就可以接收到裂縫在擴(kuò)大過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力波,這樣設(shè)備檢測(cè)就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂縫的情況,并通過頻率變化來分析裂縫的嚴(yán)重程度,有效消除道路橋梁中裂縫隱患。在實(shí)際操作中主要是通過傳感器來接收信號(hào)的,并加以分析排查。

        (2)“光纖檢測(cè)”[3]。這種檢測(cè)技術(shù)相對(duì)應(yīng)用范圍擴(kuò)大很多,比如電壓、壓力等等,同時(shí)光纖傳感器產(chǎn)品種類多很多。因?yàn)樵诘缆窐蛄菏┕r(shí),一個(gè)地方出現(xiàn)了損傷,附近會(huì)連帶壓損,這樣就出現(xiàn)集中問題帶,處于一直擠占狀態(tài)中。這樣的狀態(tài)下,光纖傳感器就能接收到散射光波,分辨出缺陷所在區(qū)域,以及嚴(yán)重情況、壓損大小等等,最終判斷出施工問題。在技術(shù)上,光纖傳感器精度非常高,可以將誤差控制在零點(diǎn)幾毫米以內(nèi),具有極高的實(shí)用價(jià)值。

        總之,道路橋梁檢修技術(shù)雖取得一定的成就,但還需要不斷開發(fā),配合施工要求提高應(yīng)用率,真正發(fā)揮檢測(cè)的實(shí)際目的,達(dá)到防患于未然的效果。

        3 有效進(jìn)行加固的改造

        3.1 在修理中加固裂縫

        (1)材料填充法。對(duì)于出現(xiàn)的縫隙,我們常見的方法就是進(jìn)行選擇新的材料填充進(jìn)去,讓兩邊重新連接在一起,這里說的就是使用碳纖維進(jìn)行維修處理,讓橋變得更穩(wěn)固一些。在進(jìn)行這樣的工作之前,首先要觀察好裂縫的長(zhǎng)度、寬度等等,清理掉一些不必要的雜物,根據(jù)要求制定好修理的方案。選擇這個(gè)材料進(jìn)行修補(bǔ),一面是因?yàn)樗旧硎蔷哂械目估ο鄬?duì)較高,方便聯(lián)合兩個(gè)縫邊,這個(gè)特點(diǎn)也就是相當(dāng)于在兩個(gè)人中間拉上了一條彈力帶,這樣把橋梁變成一個(gè)整體,增加了承受力,達(dá)到支撐公路的目的。具體的操作方法就是直接粘貼在有裂縫的之間,或者是那些將要裂開的地方,增加粘合的力量。通過這個(gè)材料,把一個(gè)地方的形成一個(gè)完成的板塊,這樣整體的強(qiáng)度就提高了,更好維護(hù)公路的運(yùn)行和使用。

        (2)注入膠質(zhì)粘液。裂縫的產(chǎn)生有大的有小的,有深有淺,對(duì)于那些在可以控制的范圍內(nèi)的縫隙,直接就可以在表面封閉起來,常見的是采用封口膠。在操作的時(shí)候要注意做好相關(guān)的清潔工作,保證粘貼的時(shí)候表面沒有各種疙瘩的東西;還有那些看不清楚大小的裂縫就要做好灌漿處理了,這樣在液體慢慢填充的過程中,很多不清楚的隱藏縫隙都能填充好,進(jìn)行的時(shí)候一般是一段進(jìn)行擠壓,讓氣體慢慢排出,要處理好壓力的范圍,避免膠液大量流出來。

        3.2 改進(jìn)加固設(shè)計(jì)

        (1)梁式橋類施工要求。在對(duì)此主要進(jìn)行的是支座的加固和維修,具體步驟如下圖1 所示。結(jié)構(gòu)性補(bǔ)強(qiáng)一般通過增大構(gòu)件截面、粘貼補(bǔ)強(qiáng)材料、改變結(jié)構(gòu)體系等方法來實(shí)現(xiàn),注意做好對(duì)稱性施工,保持受力均衡。

        圖1

        (2)橋梁上部結(jié)構(gòu)加固。在橋梁上部結(jié)構(gòu)也就是主梁部分,可以在應(yīng)力集中區(qū)進(jìn)行局部加固的處理,從而使結(jié)構(gòu)的受力性能得到改善、結(jié)構(gòu)變形得到有效控制,而結(jié)構(gòu)的自重也得以減輕。這樣最終結(jié)構(gòu)整體的使用要求都能得到滿足。例如“鋼纖維混凝土作用不但在于使橋梁的結(jié)構(gòu)性能更好、外觀更美,”[4]而且好促使上部結(jié)構(gòu)的材料用量大大減少了,這就可以相應(yīng)地減少下部的墩臺(tái)數(shù)量。

        4 結(jié)束語

        近年來的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)告訴我們,公路交通是一項(xiàng)有效推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的手段,同時(shí),它的自身也會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,是很大的發(fā)展?jié)摿ΑR虼?,了解公路橋梁病害的起因,提高檢修技術(shù),做好各方面的加固施工是很有必要的。以便施工成本得以降低、經(jīng)濟(jì)效益得以提高。

        [1]李國(guó)元,施峰濤,劉漢拾.粘貼鋼板法橋梁加固技術(shù)與施工工藝研究[J].商品儲(chǔ)運(yùn)與養(yǎng)護(hù),2008,(3):87-88.

        [2]劉正光.香港公路橋梁維修及保養(yǎng)工程合約——引用公私伙伴關(guān)系(PPP)協(xié)議的經(jīng)驗(yàn)[J].科技進(jìn)步與對(duì)策.2009,(21).

        [3]塞雁.長(zhǎng)路漫漫待求索重整舊橋看今朝——2001 年全國(guó)公路橋梁維修與加固技術(shù)研討會(huì)側(cè)記[J].中國(guó)公路.2002,(06).

        [4]李常見.道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用探討[J].黑龍江科技信息,2012,39(18):271-272.

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