(甘肅省隴南公路局,甘肅 隴南 746000)
公路橋梁是公路的重要組成部分,是保證道路全線貫通的咽喉。加強危舊橋梁維修加固或重建方案的評估與審核,對提高公路通行能力和服務(wù)水平具有決定性的意義。同時,也是反映公路養(yǎng)護中長期規(guī)劃和綜合效益的重要因素。
公路橋梁簡支空心板梁由多片預(yù)制拼裝或現(xiàn)澆而成,具有外形簡單、梁高小,易制作、質(zhì)量輕、架設(shè)或現(xiàn)澆工藝簡單方便等優(yōu)點。預(yù)制安裝空心板梁的缺點是板與板聯(lián)結(jié)為鉸縫連接,容易形成單板受力,造成整體受力性能低下。
空心板裂縫依據(jù)裂縫是否會快速誘發(fā)板體的結(jié)構(gòu)性破壞,劃分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生說明空心板結(jié)構(gòu)的強度和剛度不足,其分布規(guī)律、寬度達到或超過規(guī)范規(guī)定的容許值,在行車荷載作用下若進一步發(fā)展,將嚴重危及橋梁運營安全,結(jié)構(gòu)補強或拆除重建是處治結(jié)構(gòu)性裂縫的可靠措施。非結(jié)構(gòu)性裂縫分布不規(guī)律,且對空心板結(jié)構(gòu)的強度和剛度影響不明顯,裂縫寬度尚在規(guī)范允許的范圍之內(nèi),施工缺陷、材料質(zhì)量和溫度應(yīng)力是誘發(fā)非結(jié)構(gòu)性裂縫的主要原因。非結(jié)構(gòu)性裂縫對橋梁結(jié)構(gòu)安全的負面影響微弱,但其長期的累積效應(yīng)仍舊不容忽視,填充和封閉裂縫仍是必要的。
簡支梁橋結(jié)構(gòu)裂縫主要包括:干燥收縮裂縫、塑性收縮裂縫、自身收縮裂縫、安定性裂縫、溫差裂縫等。依據(jù)裂縫走向分為:橫向裂縫、縱向接縫、豎向裂縫、斜向裂縫、網(wǎng)狀裂縫等。
簡支空心板梁裂縫的防治原則是:早發(fā)現(xiàn)、早處治,根據(jù)裂縫形成的類型制定相應(yīng)的維修施工技術(shù)方案。如甘肅省隴南公路局G247線K514+836茆水河橋,其上部結(jié)構(gòu)(7m~13m)為現(xiàn)澆空心板、加寬部位為預(yù)制安裝空心板,下部為多柱式框架橋臺、多柱式墩,橋?qū)?2m,橋梁全長95.04m。經(jīng)長期觀察,該橋病害主要有:板底縱向裂縫、水蝕、泛堿;橋面鋪裝破損、滲水。
1.由于橋面鋪裝未設(shè)置防水層和泄水孔設(shè)置不當,使該橋排水不暢,全橋兩側(cè)邊板滲水、滯水嚴重,使邊板、次中板長期處于過濕狀態(tài),經(jīng)過冬季凍結(jié)、春季消融的反復(fù)作用而形成季節(jié)性溫度裂縫。
2.滲水與鋼筋發(fā)生化學、物理作用形成鋼筋銹蝕膨脹,引起板底混凝土膨脹形成裂縫。
3.梁板混凝土保護層不足和長期受荷引起的梁(板)受拉區(qū)的彎曲裂縫在梁(板)的底面,這類裂縫也會沿著與主筋垂直方向發(fā)生,裂縫寬度一般在0.03mm~0.25mm之間。
4.由于部分超載車輛通過橋梁,且橋梁橫向聯(lián)結(jié)不夠緊密,造成單板或局部受力,產(chǎn)生板底裂縫。
5.橋梁底河床上長期堆棄生活、建筑垃圾,垃圾發(fā)酵產(chǎn)生氨、硫化物等不確定污染排放物,使梁板長期處于惡劣環(huán)境中,造成梁板混凝土劣化、碳化嚴重、強度降低,形成不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫等病害。
1.拆除舊橋面鋪裝,重做防水層,將原瀝青混凝土橋面鋪裝,改為鋼筋混凝土橋面鋪裝,并完善排水系統(tǒng)。
2.對存在滲水的梁板,先期進行板底打孔,安裝10mm PE排水管。預(yù)先排除板內(nèi)滯水,使梁板處于干燥狀態(tài),為后期封縫注膠做好準備。對板底銹蝕鋼筋部位預(yù)先鑿除混凝土,使鋼筋外露,并用FH-FX361型混凝土遷移型阻銹劑進行除銹和生成防銹膜,5h~8h后進行后續(xù)環(huán)氧樹脂砂漿修復(fù)板底。為了阻止鋼筋銹蝕的蔓延,在涂裝前,必須將已經(jīng)存在的銹跡徹底清除。
3.根據(jù)現(xiàn)場檢測裂縫寬度采用以下措施進行裂縫處治。
(1)裂縫寬度bk<0.15mm,以膠輥粘裂縫封閉膠涂刷混凝土裂縫表面,封閉裂縫;
(2)裂縫寬度在bk≥0.15mm,高壓將裂縫膠注入混凝土裂縫內(nèi),等膠液固化后,粘結(jié)裂縫兩側(cè)從而增強混凝土結(jié)構(gòu)的整體性。
(3)混凝土裂縫修補材料為FH-EH裂縫封堵膠,其主要特點為高強粘結(jié)力、無收縮,保證高錨固安全,適合潮濕環(huán)境。
4.對梁板混凝土保護層不足和長期受荷引起的梁(板)受拉區(qū)的彎曲裂縫,以鋼絲刷打磨、處理混凝土表面,高壓水沖洗表面附著物,待充分干燥后,以樹脂封閉、填充混凝土表面氣孔,用修補材料涂裝表面,粘貼GF布,以增強梁板抗彎強度。
1.鑿除板縫之間的混凝土,對板聯(lián)結(jié)面進行鑿毛處理,采用環(huán)氧樹脂砂漿對鉸縫下緣進行封閉,澆筑環(huán)氧樹脂小石子混凝土,并在鉸縫相鄰的板頂面以10cm~15cm為間距,打孔、植入門型筋,植筋注膠時必須使孔內(nèi)膠液飽滿,植筋24h后方可進行下一工序。完成門型筋平面搭接,必要時采用單面焊接,提高受力效果。
2.將鑿毛空心板表面清洗干凈后,布設(shè)雙層橋面鋪裝鋼筋網(wǎng),澆筑混凝土以提升空心板整體受力性能?;炷脸跏紡姸冗_到后,對橋面鋪裝層進行刻槽,處理鋪裝混凝土缺陷后,將橋面清理干凈再實施防水涂裝層施工,以確保防水層質(zhì)量,防止雨水下滲造成新的水損壞。
茆水河橋空心板經(jīng)過維修加固后,整體受力得到了明顯的提升。板體裂縫經(jīng)注膠封閉后,無發(fā)展趨勢,橋面通行能力有了較大改觀,達到了維修加固預(yù)期的效果。
1.公路橋梁養(yǎng)護堅持“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的原則,以橋面養(yǎng)護為中心,承重部件為重點,加強全面養(yǎng)護。
2.養(yǎng)護單位應(yīng)堅持橋梁安全養(yǎng)護“十項制度”,定期安排養(yǎng)護作業(yè)人員對橋梁逐座進行巡查、檢查并做好記錄,通過經(jīng)常性檢查、定期檢查和特殊檢查等方法對橋梁健康進行監(jiān)測,并強化日常養(yǎng)護。
3.在推廣橋梁數(shù)字化管理的基礎(chǔ)上,進一步完善橋梁技術(shù)檔案管理制度,加強技術(shù)數(shù)據(jù)的動態(tài)管理,確保技術(shù)檔案真實、完整且具有延續(xù)性,同時實現(xiàn)橋梁檔案網(wǎng)絡(luò)遠程共享。
4.依據(jù)相關(guān)法律法規(guī),建立以公路橋梁養(yǎng)護部門牽頭,路政、交警、運管等涉路部門聯(lián)合治理超限車輛的長期、長效體制,有效避免違法車輛對橋梁造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷。
5.積極培養(yǎng)專業(yè)化橋梁病害處置隊伍,加強機械化養(yǎng)護和快速維修的能力,采用快速、便捷、耐久技術(shù)實施預(yù)防性養(yǎng)護,確保橋梁處于良好的狀態(tài)。
橋梁簡支梁板病害的成因不同,需針對病害類型采用相應(yīng)的維修措施。具體的空心板橋梁裂縫,要根據(jù)橋梁地理位置環(huán)境、橋梁服役時間、是否是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)、施工工藝水平等具體分析,以期在實踐中減緩梁體裂縫對橋梁安全產(chǎn)生的不利影響,有效延長其安全使用年限。