王永岳
(廣東省長大公路工程有限公司)
目前我國的路橋工程正處于快速發(fā)展的階段,各地的交通網(wǎng)絡(luò)離不開路橋的建設(shè),在建設(shè)過程中需要注意其經(jīng)濟(jì)性與安全性。現(xiàn)階段路橋工程存在著很多病害問題,如設(shè)計(jì)初期的缺陷或是橋梁的老化等問題。在此情況下,必須不斷加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)病害的控制工作,使施工過程中的每一個環(huán)節(jié)既科學(xué)又合理,從而確保路橋的安全性,維護(hù)其可靠性,以保障國民人身安全,同時為提升我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。
在工程的設(shè)計(jì)階段,若選擇混凝土作為主要的材料,就容易產(chǎn)生引起結(jié)構(gòu)病害的隱患。因?yàn)榛炷林写嬖诳紫逗蜌馀?,這二者的存在容易使氧化物擴(kuò)散開來,從而加速混凝土氧化與侵蝕的情況。但一般在設(shè)計(jì)與施工的過程中,多使用強(qiáng)度較低的等級混凝土與漿砌石來作為施工的基礎(chǔ)材料,事實(shí)上加劇了病害情況的發(fā)生。
部分路橋工程的修建時間偏早,由于當(dāng)時的設(shè)計(jì)與施工水平較低,建成的路橋所具備的荷載能力相對偏低。加上近年來居民汽車持有量快速增長,使部分路橋?qū)嶋H所承擔(dān)的荷載量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)的預(yù)期情況,并呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢。長期下來,造成了路橋的運(yùn)行超出負(fù)荷,引發(fā)出了各種類型的結(jié)構(gòu)性病害。
路橋的持久能力與承重能力受到地基硬度和深度的直接影響,若路橋基礎(chǔ)埋置的深度不夠就容易引發(fā)路橋病害。此外,其基礎(chǔ)多修建在多年的凍土或是季節(jié)凍土中最大凍土層以上的部分,這些土層在受到施工干擾后,自身的承載能力與在天然環(huán)境下相比會下降很多。
通常橋梁工程的施工都在夏季進(jìn)行,因?yàn)樵谙募臼┕r,基坑相對來說是敞開的。但在夏季,凍土將會受到暴曬,從而釋放出水化熱,對當(dāng)?shù)靥烊恢脖辉斐梢欢ǖ钠茐?,另外,橋梁基礎(chǔ)又具有較大的熱傳導(dǎo),會造成凍土的天然穩(wěn)定狀態(tài)受到破壞,從而導(dǎo)致多年凍土出現(xiàn)下沉或是上限退化的現(xiàn)象。在多年的運(yùn)行使用后,凍土的熱融出現(xiàn)退化的現(xiàn)象,地基也會出現(xiàn)下沉情況。此外,隨著季節(jié)交替,氣溫不斷變化,就會出現(xiàn)入冬凍起、來年春天又融化下沉的現(xiàn)象,由此不斷地進(jìn)行凍融循環(huán),便對路橋造成了結(jié)構(gòu)病害。
一般來說,若路橋的投入使用時間超過十年以上,其行駛表面容易出現(xiàn)各種程度的損壞,從而威脅到來往車輛的行駛安全。通常路橋表面的不平整多表現(xiàn)為表面開裂、路面大面積破損與坑注不平等情況。其中,車輛超載問題是造成路橋表面損害的一個重要因素,該問題會使橋梁路面的承載力增加,使得路橋的表面遭到破壞。目前路橋施工時采用的施工材料多為T型鋼,這種材料若長時間受到收縮徐變和超強(qiáng)荷載等因素的影響,就非常容易使路橋出現(xiàn)嚴(yán)重的變形等現(xiàn)象。另外,若橋梁的填縫處長期受到車輪的磨損,加之有關(guān)部門沒有定期對其表面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修,其表面容易出現(xiàn)槽溝的現(xiàn)象,也會導(dǎo)致路橋的路面不平整。
我國的路橋工程多采用半剛性結(jié)構(gòu),這種材質(zhì)的結(jié)構(gòu)對于氣溫的要求較高,也就是說氣溫的變化容易對其造成影響。在溫差較大的地區(qū)進(jìn)行路橋施工時,由于溫度變化較大,就容易導(dǎo)致路橋面鋪裝層出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。另外,目前路橋工程選擇的路面材料多為水泥混凝土,若在施工過程中出現(xiàn)不合理的混凝土配比配料的情況,或是操作人員沒有準(zhǔn)確地把握好初凝期的鋸縫時間,就容易在路橋通車不久之后出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。
若長期受到荷載作用的影響,橋梁的橋頭就容易出現(xiàn)剛度不夠的情況,導(dǎo)致橋梁與道路的銜接處常有沉降現(xiàn)象出現(xiàn),造成道路表面的不平整,因此容易發(fā)生橋頭跳車的情況,該情況的出現(xiàn)會大大減少路橋的使用壽命。此外,在車輛遇到橋頭跳車現(xiàn)象后,其行駛質(zhì)量與行駛速度都會在一定程度上受到影響,同時還會破壞駕駛員的駕駛心情,提高交通安全事故發(fā)生的概率。
所謂剝蝕,指的是剝落與侵蝕,是在自然力量與人為因素的共同作用下帶來的一種病害情況。路橋中的剝蝕現(xiàn)象一般表現(xiàn)為整體性剝落、蜂窩面、起皮等等。剝蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)容易使路橋里的鋼筋裸露出來,加快鋼筋的銹蝕速度,從而破壞路橋的使用性能,減少其使用壽命,另外還會影響到路橋的外觀形態(tài)和整體美觀。
路橋的裂縫影響著其使用壽命,可以采取以下方法進(jìn)行修復(fù):當(dāng)出現(xiàn)了一些比較細(xì)小的裂縫時,可以使用噴涂技術(shù),即使用防水性較強(qiáng)的材料對其進(jìn)行填充與修復(fù);當(dāng)出現(xiàn)了較大的裂縫時,就要使用延展性及伸縮性較好的材料進(jìn)行修復(fù)處理,需要采用填充技術(shù),即在裂縫的基礎(chǔ)上進(jìn)行挖槽施工,然后在挖好的溝槽中填入水泥或?yàn)r青等填充性材料,在澆筑過程中要保持低速低壓的方式來進(jìn)行施工。此外,還可以使用鋼板來修補(bǔ)裂縫,把樹脂與鋼釘結(jié)合起來用于粘結(jié)鋼板,在粘合鋼板完成后,需要使用膨脹螺栓來對橋梁進(jìn)行加壓固定,以確保修復(fù)的質(zhì)量。這種方法能有效地防止裂縫擴(kuò)大。
在路橋的施工過程中,由于受到地域限制,常出現(xiàn)彎曲部分,這種情況在橋梁工程中更易出現(xiàn)。為了使路橋的強(qiáng)度提高,一般會采用混凝土再澆筑的方式進(jìn)行加固,在施工過程中,施工人員應(yīng)先將道路橋面上的鋪裝層全部清理干凈,然后用混凝土對其表面進(jìn)行二次澆筑,從而達(dá)到加固的效果。通過混凝土再澆筑的方式,不僅能提高彎曲部位的高度,同時還可以加大彎曲部位的厚度,進(jìn)而增強(qiáng)橋梁的抗剪切能力,達(dá)到加固彎曲部位的目的。
錨噴技術(shù)在近年來不斷發(fā)展,在我國路橋施工中已得到廣泛應(yīng)用,具體用于路橋的支護(hù)巖體橋梁結(jié)構(gòu)及其加固工程當(dāng)中,主要是利用鋼筋網(wǎng)以及噴射錨桿來操作的。如果在施工的材料里加入速凝劑,就能使材料快速凝結(jié),從而保證路面的強(qiáng)度。該項(xiàng)技術(shù)的使用可以保障路橋施工的質(zhì)量。此外,在使用該技術(shù)的過程中,可以結(jié)合混凝土的澆筑以及材料的運(yùn)用,減少路橋的加固施工程序,使得工程的加固設(shè)計(jì)與操作更加簡單化,進(jìn)而保證施工效率。
預(yù)應(yīng)力加固方法主要針對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件。在預(yù)應(yīng)力和外加荷載共同作用下,拉桿內(nèi)部產(chǎn)生軸向力。在外力作用下,外部荷載對橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響明顯減小,可以有效地提高斜截面的抗彎承載力和抗剪承載力。不僅如此,通過有效的傳遞這一壓力,可以全面加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體性能,從而有效的抑制混凝土裂縫的進(jìn)一步發(fā)展。鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋的支撐桿完成后,將與加固構(gòu)件緊密相連,形成外部負(fù)荷的雙重作用下,預(yù)應(yīng)力超靜定結(jié)構(gòu)的系統(tǒng),產(chǎn)生的軸向力由桿通過節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到固件,從而改變截面內(nèi)力特性。
近年來路橋的病害問題愈發(fā)嚴(yán)重,是引發(fā)交通事故的重要原因之一。為了保障人民的交通安全,在工程的設(shè)計(jì)與施工階段,必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;在建成之后,必須加強(qiáng)對路橋工程的管理,及時發(fā)現(xiàn)并分析病害情況,同時采取有效的處理措施,減少甚至杜絕這些病害帶來的安全隱患。另一方面,要定時對路橋進(jìn)行檢查與維修,保障其使用壽命,提高安全性,這樣才能更好地維護(hù)人民的人身安全。
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