程通
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改革開放以來,中國經(jīng)濟發(fā)展迅速,公路橋梁建設(shè)投入了更多的費用。隨著交通硬件設(shè)施與時俱進(jìn),人們的生活水平得到了很大的提高,在高速公路上私家車上路數(shù)量也在不斷增加。我國公路橋梁通行量多、壓力大,存在很大的安全弊端。因此,對現(xiàn)代公路橋梁進(jìn)行加固勢在必行。在現(xiàn)代公路建設(shè)中,橋梁加固施工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,對提高公路橋梁的整體結(jié)構(gòu)性能和質(zhì)量起到了重要作用。
現(xiàn)代道路建設(shè)中,橋梁加固工程和維護(hù)技術(shù)是近兩年發(fā)展的新技術(shù)之一,但該技術(shù)在21世紀(jì)道路橋梁建設(shè)中增長最快,創(chuàng)新效率最高,運用范圍最廣。目前,對于我國公路舊橋進(jìn)行加固維護(hù)或技術(shù)改造,不僅可以大大促進(jìn)現(xiàn)代交通服務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展,還可以帶來社會效益和經(jīng)濟效益的有效提高。然而,由于現(xiàn)階段道路橋梁加固技術(shù)施工工藝比較復(fù)雜和繁瑣,研究橋梁的加固維護(hù)課題已成為世界各國普遍關(guān)注的問題。加固技術(shù)不僅是施工建筑企業(yè)完成交付商品任務(wù)的基礎(chǔ),而且是降低成本,時效性,質(zhì)量保證率必須要做到萬無一失。但是要遵循科學(xué)、合理、有效的方法和程序,只有這樣才能達(dá)到經(jīng)濟性、施工安全、技術(shù)可行的標(biāo)準(zhǔn)。
“加強現(xiàn)代道路橋梁最重要的是新橋與舊橋的融合,以及它們之間可能存在的空隙中的承載力”。到目前為止,我們還沒有找到更好的方法來解決新橋和舊橋之間的銜接問題。這個問題如果得到改善,將對許多現(xiàn)代道路橋梁加固設(shè)計和維修具有非常重要的參考意義。
橋梁是高速公路的一部分,因此對于橋梁進(jìn)行加固維護(hù),是確保高速公路能夠正常通行的必要條件。與此同時,在實際組織規(guī)劃和設(shè)計規(guī)劃管理中,提高現(xiàn)場施工人員的壓迫感和使命感,提高單體建設(shè)水平,提高效率。另外,加固施工技術(shù)普及推廣到各項工程,滿足建筑設(shè)計,交通設(shè)施的需求。
如今,中國加大建設(shè)海陸空等各種現(xiàn)代交通基礎(chǔ)設(shè)施力度。加固工程時間緊,任務(wù)重,另外需要一次性達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水平。在我們決定開始加固和維護(hù)之前,我們需要調(diào)查和分析舊橋的老化和不可比擬的舊橋的問題。在掌握舊橋的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)后,現(xiàn)代公路橋梁是根據(jù)實際情況進(jìn)行的。因此,只有加大施工監(jiān)管,提高加固施工水平,形成大范圍的標(biāo)準(zhǔn)化工作方式,才能輕松滿足水穩(wěn)定的施工要求。要加固現(xiàn)代公路橋梁,首先要符合以下原則:一是拓寬橋梁,實現(xiàn)新橋與舊橋的銜接;其次,我們必須高度重視新橋和舊橋之間的差距與所受的壓力;第三,如何拓展現(xiàn)代公路橋梁的設(shè)計可以結(jié)合自己的自身情況自由選擇;第四,基礎(chǔ)設(shè)施也需要定期驗證和調(diào)查,一旦發(fā)現(xiàn)問題,采取糾正措施;第五,位置的定期檢查問題,日益嚴(yán)重的風(fēng)化問題,改進(jìn)加強或更換材料的方式;第六,及時處理橋面積水。
對于目前橋梁使用情況來說,橋面鋪裝混凝土受損會產(chǎn)生不同程度的坑現(xiàn)象,嚴(yán)重影響車輛正常運行。造成這類病害行駛原因主要是:第一,橋面防水層施工達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步加劇瀝青混凝土路面層和水泥混凝土的橋面板防水層和粘結(jié)層之間粘結(jié)不良;第二,建設(shè)質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。橋梁瀝青混凝土在施工的部分地區(qū)被壓實,造成混凝土孔隙度過大,雨水容易堆積。受車輛荷載力影響,骨料脫落,最終致使局部橋面發(fā)展到松動狀態(tài),發(fā)展到坑槽;第三,部分車輛超載運行會加重車道路面的病害情況,嚴(yán)重?fù)p害橋面的鋪裝層,無法保障車輛行駛的安全。
城市道路施工不斷加快,促使道路橋梁施工進(jìn)度不斷向前。一些道路橋梁工程為了趕進(jìn)度,再加上迫切希望盡快通車,施工車開通后不久會發(fā)生橋頭跳車的現(xiàn)象,這不僅會直接影響車輛的駕駛舒適體驗,還會對車輛的駕駛安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。同時,車輛超速運行會對橋頭產(chǎn)生較大影響,伸縮縫裝置會被破壞,再加上偷工減料只圖速度無視質(zhì)量,橋梁隨著時間長,刮風(fēng)下雨的腐蝕容易使整體坍塌,重則危及到人的生命,這一弊端務(wù)必要引起重視。那么造成這種病害的主要原因是:第一,施工過程中,沒有對橋頭路堤和錐度周圍的基礎(chǔ)進(jìn)行很好的有效處理,填土下沉的作用導(dǎo)致橋頭跳車現(xiàn)象;第二,施工中不能妥善處理路面的壓縮程度,導(dǎo)致填土下沉,最終發(fā)生橋頭跳車現(xiàn)象;第三,由于外部減重因素,路面雨水滲透導(dǎo)致沖積軟化,持續(xù)水土流失,最終導(dǎo)致橋頭路基沉降,橋頭跳車現(xiàn)象的產(chǎn)生。
在早期,人們在道路施工時大部分都使用板式橡膠拉伸裝置。這種膨脹節(jié)類型的設(shè)計不合理,沖擊阻力性能也相對較差,橡膠容易老化。另外,螺栓容易生銹。橋梁受到車輛的大負(fù)載作用時,可能會發(fā)生不同程度的破壞現(xiàn)象。同時,如果靠背混凝土和伸縮縫的梁體之間的連接不穩(wěn)定,如果橋梁受到更大的負(fù)載作用,那么可能會發(fā)生靠背混凝土脫離骨骼的現(xiàn)象。發(fā)生這種現(xiàn)象的原因是,伸縮縫所在處的梁段內(nèi)置的預(yù)埋鋼筋焊接質(zhì)量和伸縮縫錨固鋼筋本身的焊接質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致焊接點的數(shù)量和焊接長度嚴(yán)重不足。這使得伸縮縫難以與梁體融為一體。這時,如果再給車輛施加過多的貨物重力,使車輛因受到重力的影響,從而加大對橋面的壓力,那么很容易導(dǎo)致局部焊接開口,最終導(dǎo)致骨骼分離。嚴(yán)重時會損壞混凝土,造成坑槽。
橋梁伸縮縫一旦失去防水功能或連續(xù)接縫先開裂,可能會發(fā)生雨水滲進(jìn)橋面的現(xiàn)象。而且,滲進(jìn)的雨水繼續(xù)沿著梁段的相對縫隙不斷滲透。瀝青混凝土紫色本身具有漏水功能,如果排水溝堵塞,容易出現(xiàn)排水不暢的現(xiàn)象,導(dǎo)致雨水長時間停留在地面上,并使雨水沿橋面鋪裝層逐漸滲透,最終造成有縫隙位置產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。時間長,橋面漏水加重了對橋面建筑的腐蝕性,再加上人車來回行走的壓力,橋面根本承受不了超大負(fù)載。另外,板梁式銨接縫混凝土易受水侵蝕破壞,長期車輛負(fù)載使單梁承受不了過多重量,對整個橋梁的安全問題有很大影響。
外加固技術(shù)是一種成熟的加固方法,主要是在梁的外側(cè)(或箱內(nèi)側(cè))設(shè)置具有一定防腐功能的預(yù)應(yīng)力筋,然后對梁施加預(yù)應(yīng)力,形成預(yù)應(yīng)力加固體系。這種強化技術(shù)的優(yōu)勢顯著,強化效果更好,可以全面提高舊橋的裝載能力,通常可以提高30%到40%的承載力。另外,可以最大限度地減少結(jié)構(gòu)的裂縫和其他變形。所使用設(shè)備比較方便,投入的人力物力財力也比較少,并且可以在加固橋梁的同時不限制車輛的通行,原橋結(jié)構(gòu)損失較小,經(jīng)濟效益顯著。所以這種加固方法,無論是臨時的方法還是永久的加固方法都可以滿足,可謂一舉兩得。
碳纖維增強技術(shù)碳纖維也可以稱為強化復(fù)合材料,具有相當(dāng)大的物理力學(xué)性能。拉伸強度約為普通鋼筋的10倍以上,彈性系數(shù)接近普通鋼筋,該材料具有耐堿、酸、鹽和大氣腐蝕的功能。施工完成后,無需維護(hù),可應(yīng)用于多種形狀的混凝土結(jié)構(gòu),不受施工時面積大小的限制,粘貼碳纖維加固技術(shù)主要是在混凝土結(jié)構(gòu)的拉伸邊緣和薄弱部位粘貼加固材料,促使其與結(jié)構(gòu)一起形成完整的整體,從而完全代替需要添加的鋼筋,最終起到提高梁體整體承載能力的重要作用。
鋼板粘貼這種加固技術(shù)目前是建筑工程中新興的一種技術(shù),與時俱進(jìn),具有很多優(yōu)勢和先進(jìn)性。主要用于舊橋加固,靈活便捷,輕巧耐用。即在橋梁結(jié)構(gòu)上粘貼鋼板或鋼帶。與碳纖維加固方法相比,自重有相當(dāng)大的增加趨勢,但在剪切、扭轉(zhuǎn)和整體剛度方面也有很大的提高。其優(yōu)勢是:第一,不需要破壞現(xiàn)有的橋梁結(jié)構(gòu),保持原型并且不發(fā)生損壞;第二,幾乎不需要增加現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的大??;第三,工程質(zhì)量要求高,但不需要高級專業(yè)技術(shù)人員操作;第四,建設(shè)周期短,對于追求進(jìn)度的項目比較適用;第五,幾乎沒有必要改變具有歷史價值的建筑的設(shè)計特點。
對于多跨簡支梁橋的連續(xù)梁方法,通過在橋的兩端放置鋼筋來承受負(fù)彎矩,最后將簡支梁全部連接起來,轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁。即使此時橋受到活載荷作用,也可以根據(jù)連續(xù)梁計算兩個負(fù)彎矩。一般來說,可以使用鋼筋混凝土或鋼制作八字支撐,不需要在兩個支撐之間設(shè)置托梁或設(shè)置托梁。另外,對于支架的特定設(shè)置位置來說,通常通過梁截面能承受的彎矩和剪切力來決定的。
總之,道路橋梁工程建設(shè)對我國國民經(jīng)濟水平的全面提高、促進(jìn)地區(qū)間經(jīng)濟溝通、緩解日益擁擠的交通運輸壓力等發(fā)揮極大的作用。因為加固橋梁的技術(shù)運用范圍比較廣,本文只分析了常見的梁橋和拱橋的加固方法。所以,大力研究路橋加固工程技術(shù),為路橋安全運行提供前提條件和自身基礎(chǔ)。在現(xiàn)實加固處理中,要根據(jù)具體選擇什么加固措施,確保橋梁的自身條件、病害類型等綜合比較,從而不斷完善方案的合理性和實用性。