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市政道路桥梁工程常见病害及施工处理 李伟东
摘要:道路交通行业的快速发展为出行带来了便利,但随着时间的推移,道路桥梁也会出现一系列的病害,这就为出行安全造成了隐患。论文系统地阐述了道路桥梁所常见的病害,分析了病害产生的原因并提出了相应的加固措施。 关键词:道路桥梁;病害;加固方法 1引言
近年来,我国道路桥梁建设取得了突飞猛进的发展,随着时间的推移,道路桥梁不断地老化,普遍出现了一些病害问题,这些病害给行车的安全带来了隐患。近年来,道路桥梁病害而引发的交通安全事故屡见不鲜。因此对运营道路桥梁的养护加固逐步成为交通行业的重点工作之一,通过加固恢复桥梁的承载力,提高桥梁的安全性,延长使用寿命。 2道路桥梁常见的病害
病害对道路桥梁安全的影响程度是有所差异的,部分病害发展的初期仅仅是对桥梁的美观产生一定的影响;待病害不断地发展,直至较为严重时,就会影响桥梁的安全性和耐久性。根据桥梁的基本组成将桥梁的病害分为3大类,主要分为桥梁的下部结构病害、上部结构病害及桥面构造病害[1]。 2.1桥梁下部结构病害 2.1.1桥墩(台)病害
桥墩作为连接桥梁基础和上部结构的关键部分,支撑上部结构,传递荷载。桥墩病害主要划分为:蜂窝、麻面,剥落、掉角,空洞、孔洞,钢筋锈蚀,混凝土碳化、腐蚀,磨损,圬工砌体缺陷,位移,裂缝。桥台病害主要划分为:剥落,空洞、孔洞,磨损,混凝土碳化、腐蚀,圬工砌体缺陷,桥头跳车,台背排水,位移,裂缝。基础病害主要划分为:冲刷、掏空,剥落、露筋,冲蚀,河底铺砌损坏,沉降,滑移和倾斜,裂缝。桥墩(台)裂缝形式多样,不同类型的裂缝其产生的原因也略有差别,主要成因包括:超载、基础不均匀沉降、混凝土在浇筑的过程中接缝不良等。裂缝发展会造成结构钢筋的外露和锈蚀,钢筋性能下降,强度降低,降低结构承载力,影响结构耐久性。因此,桥墩裂缝必须要引起足够地重视,及时进行处理。桥梁下部结构的病害会直接影响到上部结构的稳定。桥墩(台)是保证桥梁耐久性的关键因素之一,若桥墩位移过大,出现了严重倾斜,对上部结构安全极为不利,甚至可能会造成桥梁倒塌。 2.2桥梁上部结构病害
混凝土梁式桥上部结构的病害主要包括:蜂窝、麻面,剥落、掉角,空洞、孔洞,混凝土保护层厚度,钢筋锈蚀,混凝土碳化,混凝土强度,跨中挠度,结构变位,预应力构件损伤(锚头、钢绞线、齿板等),裂缝。支座的病害主要包括:板式支座老化变质、开裂,板式支座缺陷,板式支座位置串动、脱空或剪切超限,盆式支座组件损坏,聚四氟乙烯滑板磨损,盆式支座位移、转角超限。 在桥梁施工完成后暴露在自然环境下,空气中的二氧化碳会与混凝土中的氢氧化钙发生化学反应,进而会使混凝土的酸度升高,对钢筋造成锈蚀,其强度降低,耐久性下降。上部结构的裂缝产生的原因较为复杂,会受到材料的影响,如水泥、骨料、混凝土的质量配比;还会受到使用环境、施工方式的影响;下部结构的位移对上部结构受力影响较大,例如,下部结构的不均匀沉降会直接改变上部结构的完整性以及受力状况。支座作为桥梁上下部位的连接点是重要的传力装置,支座组件的断裂、错位、脱空等病害会造成其受力不均匀,致使梁体产生过
大的附加内力,影响桥梁结构的使用寿命。 2.3桥面构造病害
桥面的结构主要分为:桥面铺装,伸缩装置,人行道,栏杆、护栏,防排水系统,照明、标志。桥面的铺装在破坏较轻的情况下会影响行车的舒适性,严重的情况会导致桥面的积水与跳车现象,甚至造成交通事故的发生。排水系统的堵塞会导致桥面的积水,降低桥面的摩擦系数,引起车辆的打滑,而且积水往往会沿着桥面的裂缝渗入,进一步加剧了裂缝的扩展,甚至透过桥面铺装防水层,渗入主梁结构,造成钢筋锈蚀,危及桥梁结构安全性及耐久性。伸缩缝的破损大多是由设计缺陷、材料不良、管理不善引起的,会导致车辆跳车,影响行车舒适性;伸缩缝损坏,容易造成渗水,会加剧支座的损坏,影响主梁及墩台耐久性。栏杆、护栏的病害主要为撞坏、缺失和破损,存在缺陷的栏杆、护栏会危及行车安全。 3道路桥梁的加固方法
桥梁加固设计方法包括增大截面加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维复合材料加固法、体外预应力加固法、改变结构体系加固法。加固方法种类较多,加固方式不同,产生的效果也就有所差异。加固方法都各有优缺点,针对不同的部位,不同的结果损伤,采取不同的加固措施。道路桥梁加固方案主要从经济性、社会影响、加固效果三个方面综合考量,进行技术方案比选。 3.1桥梁下部结构的加固 3.1.1 基础加固
当基础由于地基含水量变化、冲刷等原因导致承载能力不足时,可采用扩大基础、增补桩基等方式加固。当桩基础由于埋置深度不够,在洪水作用下,河道冲刷严重,导致桩基础外露,甚至混凝土剥落,钢筋产生锈蚀,常采用清除破损混凝土,钢筋除锈,然后进行钢筋混凝土套箍的方法进行加固。 3.1.2 墩柱加固
对于墩柱的非受力裂缝,可采用环氧树脂或水泥砂浆等进行裂缝封闭;对于受力裂缝,应根据裂缝发展趋势,采取增大截面加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维复合材料加固法、体外预应力加固法等。对于独柱墩桥梁偏载承载能力不足的问题,可采用增加墩柱、盖梁和支座的方式加固,增加桥梁整体抗倾覆能力。 3.1.3 盖梁加固
对于盖梁的非受力裂缝,可采用环氧树脂或水泥砂浆等进行裂缝封闭;对于受力裂缝,应根据裂缝发展趋势,采取粘贴钢板加固法、粘贴纤维复合材料加固法、体外预应力加固法等。 3.2道路桥梁上部的加固 3.2.1 主梁加固
对于主梁的非受力裂缝,可采用环氧树脂或水泥砂浆等进行裂缝封闭。对于受力裂缝,应根据裂缝特征,采取不同的加固措施。如主梁抗弯承载能力不足导致桥梁结构出现下挠后,可通过粘贴碳纤维布、粘贴钢板、体外施加预应力等方式增加结构抗弯承载能力,也可通过增加斜支撑、改为连续梁、增加纵梁等方式改变桥梁结构体系,提高桥梁结构安全储备。 3.2.2 支座
支座轻微病害可采用清扫、涂油、刷漆、锚固等进行日常养护。支座出现脱空、剪切过大、偏位等严重病害时,需要进行变位调整和更换。同时需要提高支座的质量,及时地对支座进行维护检修,及时清除支座周围的垃圾。 3.3桥面构造的养护措施
桥面铺装养护主要是通过局部的修补,如裂缝可先清理,然后注入裂缝胶或者水泥类的材料;空洞主要采用用凿除破损铺装,然后填料充填的方法,;麻面松散,可采用稀浆封层等方法。当伸缩缝出现损坏后,在查清原因基础上需要进行针对性清理、修补、替换。防撞墙等护栏出现损坏,应及时修补,尤其是缺失部分,及时恢复。 4结语
本文从道路桥梁的不同部位进行系统的分析,阐述了在道路桥梁下部、上部以及桥面结构常见的病害,并分析了产生这种病害的具体原因,最后针对不同部位提出了相应的加固方法,为工程中养护加固道路桥梁提供一定参考依据,增加桥梁的使用寿命,提高桥梁的安全性与行车的舒适性。 参考文献:
[1]张霞.混凝土桥梁预防性养护体系研究[D].西安:长安大学,2012.
[2]王长久,周欢.钢筋混凝土桥梁加固维修技术解析[J].交通世界,2018(35):131-132.
[3]王建会,庄严.钢筋混凝土桥梁加固维修技术探究[J].山东工业技术,2017(11):105.
[4]高国良.重载铁路混凝土梁常见病害分析及处理对策研究[J].铁道标准设计,2016,60(12):74-79.
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