張家興
(巴彥淖爾市交通運輸項目前期服務中心,內蒙古巴彥淖爾 015000)
在道路橋梁的日常使用過程中,因為受到外界因素影響,會出現一些病害。為了確保道路橋梁的安全運營,并確保其使用壽命,就要強化道路橋梁質量,處理常見病害,有效管理在施工過程中以及在日常運營中的維修和保養(yǎng)工作,排查存在的問題,從而將安全隱患降到最低。
道路橋梁中常見的病害類型較多,具有不同的特征,卻都有很大的危害性,不但增加了安全事故的發(fā)生概率,還會降低道路橋梁的服役壽命,甚至導致難以估計的損失。道路橋梁的病害可分為結構性病害和功能性病害[1]。其中,結構性病害難以被及時發(fā)現,因此必須進行仔細排查,在發(fā)現病害之后,安排維護人員進行修補,以減少病害對道路橋梁的破壞;功能性病害往往是由建筑結構的破壞或與之有關的失效造成的,而這些破壞又是維護人員所不能解決的,其產生的原因有設計不合理、操作不規(guī)范、技術水平不高、缺乏維護保養(yǎng)。
為此,必須對維護人員經常進行培訓,加強施工技術宣傳,并安排維護人員進行常規(guī)維護,將常見的各類病害降到最低。
道路橋梁的病害會影響道路橋梁的穩(wěn)定性及其使用壽命,因此,要從管理、建設兩個層面入手,根據相關規(guī)范,對建設過程中的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)督,對道路橋梁建設過程中出現的問題進行跟蹤監(jiān)測,以延長道路橋梁的使用年限。施工人員要仔細檢查一切潛在的安全風險,分析和調查已有的病害,然后再根據這些問題進行有針對性的施工設計。在實施過程中,應該對它們進行定期檢查,防止各種病害的產生,把病害扼殺在搖籃之中,降低危險事故的發(fā)生率,切實保證過路車輛的安全性。
2.1.1 病害表現及產生的影響
出現路面路基的不均勻沉降是因為路面的承載力有限。
第一,路面是一種剛性結構,雖然沒有沉陷,但是在地基上會產生容許的變形,并且在橋墩的連接處會產生差異的沉陷,從而導致臺階的產生。當數量達到一定時,在車輛的運行過程中就會發(fā)生一些晃動,就會對施工過程中的運行安全造成影響。由于施工現場的限制,一些大型機械很難在路基背面進行良好的施工。
第二,由于施工者的疏忽,可能造成路基背面不夠堅固,或是用于建筑的碎石、灰土等材料滲透性較差,使其對路基后段的整體強度造成影響,在車輛行駛通過時,會產生一定程度的沉降,從而產生橋頭跳車的情況。隨著高程的增加,橋面的走道、道路的線形要求也隨之提高,在施工過程中極易產生變形、沉降,從而導致橋臺基礎的坍塌。在這種情況下,可以用砂或土進行填平,并進行適當的壓實。接著,對整個路面進行灌漿,開挖土方,鋪裝設備和懸掛式軌道梁可能產生振動,導致鋪裝厚度不均勻,造成路基以及路面沉降,這使得車輛不能良好的行駛[2]。
第三,道路橋梁的地面一旦發(fā)生較大、較深的沉降,將嚴重影響道路橋梁的正常通行,甚至引發(fā)交通事故。如果道路交通管理部門不能及時發(fā)現并給出正確指導,會使過往車輛產生劇烈的顛簸,甚至造成車輛側翻等事故,對車輛和司機的安全造成威脅。不均勻沉降產生的表面原因是路面受力過大,而從本質上講,路面路基沉降主要是由于施工工藝和施工技術不達標所致。
2.1.2 施工處理技術
在工程實踐中,針對不同類型的不均勻沉降可以采用不同的加固處理技術。若不均勻沉降病害是由軟土地基造成時,在具體施工過程中,可添加一定量的水泥漿,以提高其強度,從而更好地改善軟土地基的問題;還可以對原有地基進行換土,以降低原有地基的不穩(wěn)定性,從根本上避免并減少不均勻沉降病害發(fā)生的可能性,從而全面保障道路橋梁的安全穩(wěn)定。若因路面積水而產生不均勻沉降,則需結合道路橋梁的具體條件,確定最優(yōu)排水方案,為了避免水的積聚和滲入給道路橋梁的穩(wěn)定性造成不利影響,必須及時排除積水[3]。在國外,對于道路橋梁過渡段的不均勻沉降病害,通常采用加筋或加筋網等方法進行治理,并取得很好的效果。
2.2.1 病害表現及產生原因
車轍問題是道路橋梁中較為普遍的一種病害,它對道路橋梁的行駛舒適性有很大的影響。車轍問題可分為三類:壓實性、失穩(wěn)性和磨損性。壓實性車轍多是由于道路橋梁本身存在結構缺陷,或是由于壓應力超出路面的承載能力。失穩(wěn)性車轍是由于外界環(huán)境的改變,使瀝青的黏稠度降低,再加上汽車的載荷,使路面產生不穩(wěn)定的車轍。磨損性車轍則是由于車輪與道路之間的摩擦所致,在國內并不多見。
2.2.2 施工處理技術
針對車轍產生的原因,應采取如下措施:首先,在施工時,要注意道路橋梁的構造,不僅要注意平整度,還要注意壓實;其次,在施工時,可對瀝青進行改性,提高其各項性能;最后,在道路橋梁建設結束后,相關部門應加大檢查和監(jiān)管力度,特別是對貨車的超限進行嚴格檢查。
2.3.1 病害表現及產生原因
鋼筋和混凝土是道路橋梁的主要建筑材料。鋼筋在長時間的使用中會發(fā)生腐蝕、銹化等現象,導致鋼筋發(fā)生膨脹,受力面積增大,相應地就會承受更多的壓力,當壓力超過鋼筋本身的承載能力時,就會出現斷裂等現象,最后導致路面開裂或斷裂,從而影響設施設備的使用安全,縮短道路橋梁的使用壽命[4]。此外,如果沒有妥善保管,混凝土就會發(fā)生碳化現象,碳化后,會形成氣泡,使得沒有被排出的氧氣、二氧化碳等氣體進入鋼筋內部,造成鋼筋銹蝕,從而影響鋼筋結構的穩(wěn)定性。
2.3.2 施工處理技術
在使用鋼筋前,要對鋼筋材料進行全面、仔細的檢測,并對易被腐蝕的鋼筋采取相應的防銹處理措施。除此之外,還需要加強對鋼筋材料的保管,選擇合適的環(huán)境,避免鋼筋材料受到外界環(huán)境因素的影響,導致其使用性能下降,以保證其可以滿足道路橋梁的建設需要,從而將鋼筋銹蝕病害的發(fā)生概率降到最低。
為了防止混凝土出現碳化現象,必須對混凝土材料進行嚴格的質量控制,并進行嚴格檢測。為了保證混凝土中的堿度和水熱化特性,可采用試驗法來確定其摻和比。
2.4.1 病害表現及產生原因
道路橋梁工程工序復雜、工期長、涉及范圍廣,且投入使用后會長期承受很大的重力和壓力,導致路面出現裂縫。造成道路橋梁鋪裝層裂縫的原因是車輛在地面上的自重和輪軌與路面的摩擦力。另外,施工環(huán)境不好、施工程序和施工工藝不完善,也會造成道路橋梁路面裂縫。
2.4.2 施工處理技術
在對道路橋梁路面裂縫進行治理前,要對裂縫的長度、寬度、產生原因進行分析,進而制訂出科學、合理的處理技術。在道路橋梁施工中,對于0.2cm 以下的裂縫可采用表層修補法,清除裂縫后可直接用環(huán)氧抑制劑或其他專用材料進行充填,在修補期間,每5~10min 用刷子刷洗一次。
充填完畢后,讓它自然干透。表層修補法是目前道路橋梁中應用最廣泛的一種施工工藝,該工藝技術費用低廉、適用面廣,主要用于不太深的或平坦的裂縫,其基本不會對道路橋梁的承載力造成過大的影響,修補起來相對容易[5]。當裂縫超過0.2cm 時,可采用加壓抽氣的方法。該方法的基本原理是,在裂隙中合理保留出口,形成一個封閉的孔洞,然后在孔洞中注入泥漿,使其充填。
縫封后應作壓力氣體泄漏試驗,并應在封縫膠水或灰漿達到一定強度后作壓力氣體泄漏試驗。具體的處理方法是沿著縫隙抹上一層肥皂水,再由注漿口注入壓縮空氣,凡是有滲漏的地方都要進行修補和封堵,直到沒有滲漏為止。使用一定數量的水泥砂漿或環(huán)氧樹脂等,可使混凝土裂縫得到加強。
通過對瀝青混合料進行養(yǎng)護,可以改善瀝青混合料的養(yǎng)護效果,提高瀝青混合料的質量,增強瀝青混合料的穩(wěn)定性與安全性。除此之外,還可利用泄壓機對道路橋梁裂縫進行修補,其主要做法是向大裂縫處注入一定數量的環(huán)氧樹脂或水泥砂漿,使之與路面及裂縫緊密結合,成為一個堅固的整體,從而增強道路橋梁的安全性與穩(wěn)定性。
某國道改建工程的目的是將原國道改建為一級路橋工程,其安全等級為一級,采用了1×65m 的垮橋組成,橋寬24.56m,橋長74.4m,該橋的上半部分為簡支鋼箱梁,下半部分為扶壁平臺,橋臺部分為鉆孔灌注樁基礎,使用的是C40 混凝土。但在使用過程中,該橋橋臺出現了病害,現結合該橋工程實例,對道路橋梁中常見病害的施工處理技術在施工中的應用進行探討。
3.2.1 不均勻沉降
該項目在前期工作中,選取一組參照點,對橋臺進行沉降觀測,并根據周圍環(huán)境對其進行修正,其中半圓頭鋼筋的位置應控制在0.5~0.8m 之間,采用高精度水平儀,對地面、管道等進行沉降觀測,并根據觀測結果制作出一幅曲線散點圖,以便進一步分析。為實現基礎混凝土面層的排水功能和保證安全性,可采用壓漿加固方法,通過注入水泥漿液,利用其滲透性和可塑性,填充裂縫、毛細孔隙,固化后形成堅實填充體,提高整體強度和穩(wěn)定性。為更好地保證道路沉降區(qū)的施工質量,有關人員必須對好的施工組織給予高度重視。一是組織結構的科學性和合理性;一個好的施工組織,能夠及時發(fā)現在施工過程中出現的一些不必要的問題。從而能夠很好地保證各個施工環(huán)節(jié)嚴格按照規(guī)范要求和設計目標進行,從而能夠更好地提高施工效率。因此,在施工時,有關人員必須對橋面下沉部位進行準確把握。每一種施工組織方案都要經過充分論證,最終確定出一種切實可行的組織方案。然而,在高架橋沉陷區(qū)的施工,涉及的因素很多,因此,在施工過程中,應考慮到具體的管理措施。
3.2.2 鋼筋的腐蝕
在具體施工過程中,為降低鋼筋的腐蝕,該項目按照實際需要選擇了適當屬性的鋼材,即具有較高耐腐蝕性能的鋼材。在鋼筋的構造上,采用防水、抗氧化的方法,外加一層牢固的保護層,對鋼筋的構造起到保護作用。同時,為了確保道路橋梁的安全性和可靠性,還需要進行日常維護和定期檢測。日常維護包括定期清潔和外觀檢查以及及時采取修復措施,清潔可防止灰塵和污垢積聚,外觀檢查可發(fā)現腐蝕、裂縫或銹跡等問題,對于發(fā)現的問題區(qū)域,應及時進行修復,如刷涂防腐劑或填補裂縫等。定期利用無損檢測技術對鋼筋進行全面檢查,如果發(fā)現嚴重腐蝕或斷裂的鋼筋,需要進行更換;對于輕微腐蝕或損壞的鋼筋,可以考慮修復措施,如局部修補或加固。通過這些維護和檢測措施,可以及時發(fā)現并處理問題,避免問題進一步擴大,確保道路橋梁結構的安全性和可靠性,延長其使用壽命。
3.2.3 裂縫處理
混凝土結構在長期服役過程中,不可避免地要承受外力的作用。為此,該項目擬針對不能滲透的裂紋及寬度小于0.2mm 的裂紋,采取先清除裂紋表面雜質及粉塵,再用丙酮預處理的表層修補法。之后,每5min 涂補一次,以改善裂縫的處理效果。首先,按照表層修補法,對其進行表面修補,保留裂紋兩端;其次,將環(huán)氧樹脂自下而上壓入縫隙內,直至上端松開為止;最后,封堵兩端表面后再進行修補。在此基礎上,對處置區(qū)的混凝土強度及裂縫處治的整體性進行檢驗,從而避免裂縫的進一步擴大。
3.2.4 無縫式伸縮縫的處理
無縫式伸縮縫處理主要采用黏性的材料,以保證在縫隙等部位具有較好的彈力。這種施工方法可以提高道路橋梁的抗震性能,減少外部因素對道路橋梁的影響,延長道路橋梁的使用壽命。
道路橋梁工程是我國現代化建設的重要組成部分。分析道路橋梁工程的常見病害特點及施工處理的必要性,對路面路基的不均勻沉降、車轍病害、鋼筋銹蝕和混凝土碳化以及裂縫的病害表現及產生原因,并根據實際工程概況對不均勻沉降、鋼筋的腐蝕、裂縫處理、伸縮縫的處理等技術進行了逐一分析。而在城市公路橋梁建設中,施工技術又是一項比較復雜的工作。針對這一現狀,我國城建部門正在積極探索利用新型建筑技術來延長城建工程的生命周期,節(jié)約城建資金??茖W的養(yǎng)護能讓我國道路橋梁的使用壽命得到較大程度的增長,讓我國的交通運輸行業(yè)能夠穩(wěn)定、健康的發(fā)展,從而為城鎮(zhèn)化發(fā)展和人民的美好生活提供保障。