文/彭永華 新疆北新路橋集團股份有限公司 新疆烏魯木齊 830011
橋梁工程下部結(jié)構(gòu)事故分析及防治措施
文/彭永華 新疆北新路橋集團股份有限公司新疆烏魯木齊830011
橋梁是道路路線遇到江河湖泊、山谷深溝及其他線路(公路或鐵路)等障礙時,為保證道路連續(xù)性而專門建造的人工構(gòu)造物,其作用既要保證橋面交通的運行,又要保證橋下流水的宣泄、船只的通航或車輛的通行,橋梁下部結(jié)構(gòu)作為整體結(jié)構(gòu)的直接承載體,對橋梁的施工安全和運營安全起著至關(guān)重要的作用。本文主要探析了橋梁下部結(jié)構(gòu)常見事故及防治措施,希望對提高橋梁下部結(jié)構(gòu)安全性起到一定的作用。
橋梁;下部結(jié)構(gòu);事故分析;防治措施
路橋作為交通運輸?shù)难屎?,在需要快速機動的現(xiàn)代社會占有非常重要的地位,因此,橋梁事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展不緊關(guān)系到國家交通事業(yè)的發(fā)展,而且對我國經(jīng)濟、國防建設(shè)都有重大的影響。橋梁下部結(jié)構(gòu)病害一直是橋梁建設(shè)與運營的巨大障礙,做好橋梁下部結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制,尋求科學(xué)合理的預(yù)防和治理措施對橋梁發(fā)展有著重大的意義。
橋梁下部結(jié)構(gòu)作為整體結(jié)構(gòu)的直接承載體,其主要病害形式有:
1.1支座
橋梁支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要結(jié)構(gòu)部件,它能將橋梁上部結(jié)構(gòu)的反力和變形(位移和轉(zhuǎn)角)可靠的傳遞給橋梁下部結(jié)構(gòu),從而使結(jié)構(gòu)的實際受力情況與計算的理論圖式相符合。在使用過程中,由于施工、材料老化及產(chǎn)品自身等原因,容易發(fā)生以下幾種病害:
⑴支座受力面不平整,使用過程中受力不均勻;⑵支座表面存在裂紋;⑶橡膠支座出現(xiàn)老化、變質(zhì)現(xiàn)象,導(dǎo)致梁跨喪失自由伸縮功能;⑷支座與鋼板焊縫質(zhì)量不合格,產(chǎn)生開裂;⑸填充砂漿強度不夠或受力不均勻?qū)е铝芽p;⑹支座墊石混凝土壓碎、開裂和脫落。
1.2蓋梁
蓋梁作為排架在墩柱頂部的橫梁,其作用主要是支承、分部和傳遞上部結(jié)構(gòu)的荷載。其常見病害形式主要有:防震擋塊開裂,梁體混凝土脫落,構(gòu)件開裂、露筋等。
⑴防震擋塊開裂
為防止梁體橫向位移,蓋梁兩側(cè)均設(shè)有防震擋塊,由于施工尺寸不規(guī)范,導(dǎo)致梁體與抗震擋塊空間有限,從而在架梁時和運營過程中梁體將擋塊擠壓開裂。
⑵混凝土脫落
由于施工不規(guī)范或后期養(yǎng)護不到位,橋梁伸縮縫和橋面連續(xù)縫處容易發(fā)生漏水,流水進入蓋梁后,干濕循環(huán)引起混凝土凍融破壞導(dǎo)致鋼筋銹脹,尤其是簡支梁板橋,其滲水比高達30%。
⑶構(gòu)件開裂、露筋
隨著重載交通量的日益增加,當(dāng)蓋梁承受的豎向荷載超過自身允許值時,就會導(dǎo)致蓋梁產(chǎn)生裂縫,如果橋面有滲水,流水進入裂縫后,導(dǎo)致裂縫加速發(fā)展,當(dāng)裂縫發(fā)展到鋼筋時,由于水的存在導(dǎo)致鋼筋銹蝕后體積增大,將鋼筋混凝土保護層漲裂脫落,造成露筋現(xiàn)象發(fā)生。
1.3橋墩
橋墩是在兩孔及兩孔以上的橋梁中除兩端與路堤銜接的橋臺外其余的中間支撐結(jié)構(gòu),是橋梁主要的支撐物,主要有頂帽和墩身組成。由于橋墩位于橋梁上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)之間,容易受到上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎(chǔ)缺陷的影響,其損壞形式可分為:開裂,鋼筋銹蝕,墩身混凝土脫落、露筋等。
⑴開裂
墩身混凝土產(chǎn)生開裂,一是由于混凝土澆筑完成以后,養(yǎng)護措施不到位,二是上部傳遞的豎向荷載超出墩身所能承受的允許范圍,產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。
⑵鋼筋銹蝕
橋墩混凝土一旦出現(xiàn)裂縫,流水進入以后,水分的熱脹冷縮作用會造成裂縫的進一步發(fā)展,當(dāng)裂縫發(fā)展到一定程度,鋼筋露出以后,就會在水的作用下產(chǎn)生銹蝕。
⑶墩身混凝土脫落、露筋
鋼筋銹蝕后體積變大,會將混凝土保護層漲裂,導(dǎo)致混凝土脫落,從而造成露筋現(xiàn)象的發(fā)生。
1.4橋臺
橋臺是位于橋梁兩端,支承橋梁上部結(jié)構(gòu)支承上部結(jié)構(gòu)并和路堤銜接的建筑物,其主要病害是臺背的土壓力和基礎(chǔ)周圍路基填土,導(dǎo)致地基應(yīng)力和變形增大,從而引起橋臺后仰和前移。臺背回填應(yīng)以透水性良好的材料填筑,并應(yīng)加強地表排水,防止雨水滲入,在嚴(yán)寒地區(qū),為防止填土凍害,對填料及施工質(zhì)量更應(yīng)從嚴(yán)要求。
1.5墩臺基礎(chǔ)
基礎(chǔ)類型根據(jù)其埋深劃分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ),淺基礎(chǔ)以擴大基礎(chǔ)和箱型基礎(chǔ)為主,深基礎(chǔ)多以樁基與沉井為主,其作用是承受上部荷載,并將此荷載及本身重量傳遞到地基上。
墩臺基礎(chǔ)一般容易產(chǎn)生的病害有基礎(chǔ)的沉降、傾斜和滑移,甚至因結(jié)構(gòu)的異常應(yīng)力所導(dǎo)致的開裂。淺基礎(chǔ)由于埋深較淺,容易受到水流沖刷和凍害的影響。
引起橋梁下部結(jié)構(gòu)病害因素較多,下部結(jié)構(gòu)病害問題非常廣泛,只有從設(shè)計、施工到運營管理階段都采取科學(xué)有效的措施,才能順利完成橋梁建設(shè)工程存在的使命和任務(wù)。
2.1設(shè)計階段
橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計對工程質(zhì)量、造價、工期及使用影響重大,直接關(guān)系到施工安全和后期的運營安全,設(shè)計時應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件和荷載情況合理選擇結(jié)構(gòu)形式,并對關(guān)鍵問題進行細(xì)致研究,確保設(shè)計階段和施工階段能夠完全保證目標(biāo)工程后期的運營安全。設(shè)計時還應(yīng)考慮目標(biāo)的可實施性,充分考慮施工工藝、順序和施工荷載對結(jié)構(gòu)性能的影響,保證施工安全。
2.2施工階段
施工時綜合考慮工程情況,應(yīng)從施工材料和施工隊伍兩個方面做好控制,施工材料和施工隊伍均應(yīng)以招投標(biāo)的方式進行選擇。材料供應(yīng)前,應(yīng)嚴(yán)格審核生產(chǎn)廠家的資質(zhì),產(chǎn)品三證,材料進場后對原材進行取樣復(fù)檢,確認(rèn)合格后,方可使用,并對進場材料做好保護。施工隊伍需審查其企業(yè)資質(zhì),履約情況及工作經(jīng)驗,施工人員必須持證上崗,人員進場后對其進行專業(yè)化培訓(xùn),打造專業(yè)的施工隊伍,施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行‘三檢制度’,層層把關(guān),確保施工質(zhì)量。
2.3運營階段
下部結(jié)構(gòu)完工后,經(jīng)檢驗合格后才可進入下道工序的施工,橋梁整體工程完成以后,運營過程中應(yīng)形成各方聯(lián)動、齊抓共管,加強對車輛超載現(xiàn)象的控制,尤其是貨運方面,嚴(yán)格禁止超載車輛上橋,加強道路交通管理,確保橋梁運營安全。
2.4養(yǎng)護階段
橋梁工程建設(shè)消耗大量的人力、財力,如果后期不注意維護保養(yǎng)工作,很有可能就會影響到橋梁正常功能的使用,因此,應(yīng)加強對橋梁的日常維護工作,通過日常檢查,及時發(fā)現(xiàn)并解決問題,對于不可避免的病害,還應(yīng)采取合理的措施進行加固維修,防患于未然,保證橋梁安全。
面對新工藝、新挑戰(zhàn),原有的橋梁建設(shè)正面對歷史的考驗,當(dāng)代建設(shè)者肩負(fù)著光榮而又艱巨的任務(wù),為明天創(chuàng)造歷史。
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