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摘要:为确保桥梁结构的运营安全,应加快推进危旧桥加固与改造工作,并充分运用新技术、新工艺、新材料和新设备,不断改善桥梁养护管理手段,提高危旧桥加固与改造技术水平。管养单位应充分重视公路旧桥的管理工作,并加大资金投入,使其保持良好的工作状态,确保公路运输的安全。本文探讨了公路桥梁的养护与维修加固。
关键词:公路;桥梁;养护;维修加固
中图分类号:X734文献标识码: A 文章编号:
养护好公路桥梁是每个公路工程技术人员和养护人员的职责。养护人员应不断更新知识, 不断学习国内外养护先进技术,采取行之有效、科学合理的养护方法为公路建养。按交通部《公路桥梁养护管理工作制度》 对桥梁进行经常性、规范性的养护和定期性检查, 用最有效的方式减少桥梁病害, 为交通事业的发展做出新的贡献
一、公路桥梁的养护与维修加固的重要性
据有关资料介绍,目前我国危桥数量约4000 座13 万m, 虽然改建了一部分危橋旧桥,但仍有相当大数量危桥还在使用中;载重荷载标准低的情况也相当严重,全国大中型桥梁,荷载标准为10 级以下约占8. 6%,有11 万m,而超重车、集装车、大吨位车的出现更加重了桥梁的负荷,加快了桥梁的损坏;据调查及车速调查资料显示,干线以上汽车绝对数增长230%,支线以上汽车绝对数增长40%,根据统计,混合车拥有量平均每年按13%左右的速度递增;相当数量的桥梁, 尤其是早期修建的桥梁,由于资金短缺,设计、施工标准低,加上技术管理薄弱,施工质量不能保证这些桥梁使用寿命,有些很快就变成危桥; 由于桥梁管护不善、大自然风霜雨雪的侵蚀以及环境污染的日益加重,造成桥梁自身老化破损, 衰老加快,寿命缩短。公路桥梁技术标准低、通行能力差,使桥梁往往会成为管理交通运输的“瓶颈”。桥梁一旦建成通车, 其结构性能会随时间而不断衰减,若不加强养护, 定期检测,适当采取措施加固维修、提载升级,其结构性能的衰减趋势将更甚。如何养护管理好现有桥梁, 保持桥梁的完好工作状态,延长其使用寿命, 是各级公路管理等部门需重视的问题。
二、公路桥梁常见病害成因
路桥的主要病害主要有3 个方面:
(1)使用状态。梁体主要受拉区在荷载作用下开裂或原有裂缝有扩张趋势,钢筋应力较大,结构使用状态出现问题,但梁本身受拉区未破损,受拉筋未损失,结构的极限强度并未减小;(2)极限状态。梁体主要受拉区在荷载作用下,截面应力较小,梁体在荷载作用下没有开裂或原有裂缝稳定,没有新的扩张,结构的使用状态没有问题;但梁体由于被撞而造成钢筋或预应力钢丝断裂,使梁体现有配筋与原设计相比减少,结构的极限强度降低;
(3)其他状况。如钢筋混凝土桥梁的混凝土剥落、蜂窝、漏筋、麻面、空洞、磨损、锈蚀、老化、锥坡沉降开裂等。
三、公路桥梁维修加固的主要办法
1、塞缝灌浆
塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂。结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,黏结性好;环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。塞缝灌浆的通常做法是:先用1:1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留直径约6~8mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为0.6~1.0m,缝小处孔距为0.4~0.6m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝,凡大于0.2mm的裂缝都要留孔灌浆,孔距一般为0.25~0.30m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,通过试载及使用观察,效果较好。
2、上部结构改建
在调查研究旧桥的基础上,经过技术、经济比较,采用充分利用原桥进行拼宽,利用桥台将拱式结构改为板式结构的加固方法,使其满足超限运输要求。
(1) 拼宽原桥
对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁,以确保超限运输安全。
(2)利用原桥台改拱式结构为板式结构
对于小跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此办法。
3、旧桥下部结构加固
桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小,水流不大的石拱桥,我们采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。
4、旧桥基础加固
桥梁基础特别是天然地基上的浅基础,由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁。桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降,引起桥台开裂等。针对以上病害,我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接冲刷桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺15号片石混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为30cm,铺砌两端设置截水墙,截水墙的深度为1m,宽度为0.6m。采用该法共加固桥涵8座。对于桥梁上游河床变迁、水流改道,洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道。
5、桥面铺装层的加固
桥面铺装层开裂或剥离等病害,对于钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀,减弱桥梁的横向整体性;对于石拱桥,由于桥面雨水下渗,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出现渗水现象等;同时由于桥面铺装层的破损,引起桥面平整度差,车辆通行时,使桥梁产生震动,对桥梁产生不利影响,同时又加重了桥面铺装层的病害。根据桥梁的具体情况,采用不同的加固方法,对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻,使用年限短,且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害,在不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥青碎石层的方案。
综上所述,通过对桥梁的维修加固,不仅消除使用上的安全隐患,还可延长桥梁的使用年限,以少量的资金投入,带来较好的经济社会效益。桥梁维修加固技术的科学性、实践性、技术性较强,也是交通工程中的重要课题,需要在实践中不断探索积累经验,分析后期使用效果,判断加固方法的科学性、适用性和针对性。
参考文献:
[1] 龚益波.公路桥梁养护管理中的问题及应对措施[J]. 科技资讯. 2012(06)
[2] 李捷,童浩.高速公路桥梁养护管理中有关技术问题的探讨[J]. 科技创新导报. 2012(20)
[3] 朴占华.松花江大桥耐久性评估及养护对策分析[J]. 科技创新与生产力. 2012(08)
[4] 杨修志. 路桥管养应用技术[M]. 济南: 山东友谊出版社,2012.
关键词:公路;桥梁;养护;维修加固
中图分类号:X734文献标识码: A 文章编号:
养护好公路桥梁是每个公路工程技术人员和养护人员的职责。养护人员应不断更新知识, 不断学习国内外养护先进技术,采取行之有效、科学合理的养护方法为公路建养。按交通部《公路桥梁养护管理工作制度》 对桥梁进行经常性、规范性的养护和定期性检查, 用最有效的方式减少桥梁病害, 为交通事业的发展做出新的贡献
一、公路桥梁的养护与维修加固的重要性
据有关资料介绍,目前我国危桥数量约4000 座13 万m, 虽然改建了一部分危橋旧桥,但仍有相当大数量危桥还在使用中;载重荷载标准低的情况也相当严重,全国大中型桥梁,荷载标准为10 级以下约占8. 6%,有11 万m,而超重车、集装车、大吨位车的出现更加重了桥梁的负荷,加快了桥梁的损坏;据调查及车速调查资料显示,干线以上汽车绝对数增长230%,支线以上汽车绝对数增长40%,根据统计,混合车拥有量平均每年按13%左右的速度递增;相当数量的桥梁, 尤其是早期修建的桥梁,由于资金短缺,设计、施工标准低,加上技术管理薄弱,施工质量不能保证这些桥梁使用寿命,有些很快就变成危桥; 由于桥梁管护不善、大自然风霜雨雪的侵蚀以及环境污染的日益加重,造成桥梁自身老化破损, 衰老加快,寿命缩短。公路桥梁技术标准低、通行能力差,使桥梁往往会成为管理交通运输的“瓶颈”。桥梁一旦建成通车, 其结构性能会随时间而不断衰减,若不加强养护, 定期检测,适当采取措施加固维修、提载升级,其结构性能的衰减趋势将更甚。如何养护管理好现有桥梁, 保持桥梁的完好工作状态,延长其使用寿命, 是各级公路管理等部门需重视的问题。
二、公路桥梁常见病害成因
路桥的主要病害主要有3 个方面:
(1)使用状态。梁体主要受拉区在荷载作用下开裂或原有裂缝有扩张趋势,钢筋应力较大,结构使用状态出现问题,但梁本身受拉区未破损,受拉筋未损失,结构的极限强度并未减小;(2)极限状态。梁体主要受拉区在荷载作用下,截面应力较小,梁体在荷载作用下没有开裂或原有裂缝稳定,没有新的扩张,结构的使用状态没有问题;但梁体由于被撞而造成钢筋或预应力钢丝断裂,使梁体现有配筋与原设计相比减少,结构的极限强度降低;
(3)其他状况。如钢筋混凝土桥梁的混凝土剥落、蜂窝、漏筋、麻面、空洞、磨损、锈蚀、老化、锥坡沉降开裂等。
三、公路桥梁维修加固的主要办法
1、塞缝灌浆
塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂。结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,黏结性好;环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。塞缝灌浆的通常做法是:先用1:1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留直径约6~8mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为0.6~1.0m,缝小处孔距为0.4~0.6m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝,凡大于0.2mm的裂缝都要留孔灌浆,孔距一般为0.25~0.30m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,通过试载及使用观察,效果较好。
2、上部结构改建
在调查研究旧桥的基础上,经过技术、经济比较,采用充分利用原桥进行拼宽,利用桥台将拱式结构改为板式结构的加固方法,使其满足超限运输要求。
(1) 拼宽原桥
对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁,以确保超限运输安全。
(2)利用原桥台改拱式结构为板式结构
对于小跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此办法。
3、旧桥下部结构加固
桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小,水流不大的石拱桥,我们采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。
4、旧桥基础加固
桥梁基础特别是天然地基上的浅基础,由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁。桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降,引起桥台开裂等。针对以上病害,我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接冲刷桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺15号片石混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为30cm,铺砌两端设置截水墙,截水墙的深度为1m,宽度为0.6m。采用该法共加固桥涵8座。对于桥梁上游河床变迁、水流改道,洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道。
5、桥面铺装层的加固
桥面铺装层开裂或剥离等病害,对于钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀,减弱桥梁的横向整体性;对于石拱桥,由于桥面雨水下渗,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出现渗水现象等;同时由于桥面铺装层的破损,引起桥面平整度差,车辆通行时,使桥梁产生震动,对桥梁产生不利影响,同时又加重了桥面铺装层的病害。根据桥梁的具体情况,采用不同的加固方法,对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻,使用年限短,且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害,在不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥青碎石层的方案。
综上所述,通过对桥梁的维修加固,不仅消除使用上的安全隐患,还可延长桥梁的使用年限,以少量的资金投入,带来较好的经济社会效益。桥梁维修加固技术的科学性、实践性、技术性较强,也是交通工程中的重要课题,需要在实践中不断探索积累经验,分析后期使用效果,判断加固方法的科学性、适用性和针对性。
参考文献:
[1] 龚益波.公路桥梁养护管理中的问题及应对措施[J]. 科技资讯. 2012(06)
[2] 李捷,童浩.高速公路桥梁养护管理中有关技术问题的探讨[J]. 科技创新导报. 2012(20)
[3] 朴占华.松花江大桥耐久性评估及养护对策分析[J]. 科技创新与生产力. 2012(08)
[4] 杨修志. 路桥管养应用技术[M]. 济南: 山东友谊出版社,2012.