胡开建 祝孝成 田中旭
【摘要】在我国改革开放以来,经济得到快速发展,为了适应生产力的发展,交通事业也在飞速地发展着,桥梁事业也因此得到重视。在近几十年来,桥梁技术的发展推动了大跨度桥梁的发展,人民对桥梁的安全性以及耐用性也提出了更高的要求,因此需要做好公路桥梁的检测养护和加固工作。
【关键词】公路桥梁;检测;养护;加固
1、我国公路桥梁存在的突出问题
1.1分别从技术与管理两个层面分析其原因,总结出应吸取的教训,主要包括超载引起的桥梁事故,设计、施工差错引起的桥梁事故,养护不及时(拉吊索结构、单梁受力)引起的桥梁事故,设计理论不完善(独柱墩结构桥梁事故),水害造成的桥梁事故,风灾害造成的桥梁事故,撞击(车辆、船舶)造成的桥梁事故。
1.2重大安全事故频发、社会影响巨大。超限、超载;拉吊索失效;单板受力、横向整体性差;独柱墩桥梁倾覆垮塌;独柱墩桥梁倾覆垮塌;大跨径预应力混凝土箱梁下挠、开裂;结构耐久性问题;粘贴钢板加固:粘贴纤维复合材料加固、增大构件截面加固、体外预应力加固、改变结构体系加固、更换疲劳构件加固、增加桩基加固、抛石防护基础、地基压浆加固。
1.3公路旧桥检测
承载能力评价、加固设计、加固设计咨询和加固施工领域、同时承担新建大桥、特大桥梁的工可、设计、设计咨询、专项桥梁工程质量检验评定指南、施工期的监控技术服务、桥梁养护管理技术和桥梁加固产品、材料的开发研制工作
2、桥梁检测及损伤评价的方法
桥梁检测的内容一般随着桥梁位置、结构形式和所有材料不同而异,常规检测内容包括:a)外观检查,即桥梁构造的集合尺寸、结构的裂缝和附属病害进行检查与测量,要求可以定量地反映当前桥梁结构状况;b)材料检测,即主要指桥梁结构无损和微损检测,在钢筋混凝土结构中,是钢筋与混凝土的相关检测,比如保护层厚度、即钢筋外露锈蚀程度等;c)通过桥梁结构试验对桥梁结构物工作状态进行直接测试。
橋梁损伤评价方法有:a)采用理论计算分析进行评估;b)根据相关的规范对桥梁目前存在的缺陷和病害进行综合评定,并分出等级;c)通过现场的荷载试验进行评定。
3、桥梁养护及加固方法
3.1 桥梁的上部承重结构维修加固的方法
(1)粘钢加固法。粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其他薄弱部位,使钢板与加固混凝土结构形成整体,以提高构件的抗弯、抗剪能力,提高原结构的刚度,限制裂缝的开展,改善钢筋与混凝土的应力状态。当粘贴钢板拟提高梁的抗弯强度时,钢板粘贴在梁的底面。此时将钢板和混凝土作为整体考虑,对钢板与混凝土的局部剪切强度进行控制设计;当拟提高梁的抗剪强度时,钢板可粘贴在构件侧面,并与原构件内抗剪钢筋方向一致。粘贴钢板补强加固的合理设计应控制在钢板发生屈服之前,以保证混凝土不出现剪切破坏。 (2)桥面补强层加固法。桥面补强层加固法是通过在梁顶(桥面)上加铺一层钢筋混凝土层,使其与原有主梁形成整体,从而增大主梁有效高度和抗压截面,增加桥面整体刚度,提高桥梁承载能力的一种常用且有效的方法。为了减小补强层增加的恒载,常将原有桥面铺装层凿除,而且能使新老结合良好,共同受力。 (3)增大梁截面积加固法。钢筋混凝土简支梁桥上部结构往往由于原结构或由于施工质量不佳等原因导致在长期运营过程中出现裂缝等现象从而使结构的承载能力降低,通常采用增大构件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。这种方法是增大梁底面或侧面的尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度和抗弯强度,从而提高桥梁的承载力。该法广泛用于梁桥及拱桥拱肋的加固。 (4)锚喷混凝土加固法。该法是借助高速喷射机械,将新混凝土混合材料连续地喷射到已锚钢筋网的受喷面上,凝结硬化而形成钢筋混凝土,从而增大桥梁的受力断面,增加补强钢筋,加强结构的整体性,使其能承受更大的外荷载作用。这种锚喷加固法主要用于拱式桥梁,施工工艺简单而且加固效果好。
3.2桥梁的下部结构维修加固的方法
(1)扩大基础加固法。由于桥梁的基础承担着桥梁的全部自重及桥面上的可变作用,因而桥梁基础的加固成为桥梁加固工程中的重点。对于原基础为扩大基础的桥梁,如果因基础的病害导致基础承载力不足、基础产生沉降或不均匀沉降、基础产生滑移和倾斜、基础局部掏空或损坏的情况下,可采用扩大桥梁基础底面积的加固方法进行加固,该方法因受力明确、施工简单、造价低廉而在实际加固工程中广泛采用。 (2)增补桩基加固法。在桩式基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩,并扩大原承台,以此提高基础承载力、增加基础稳定性,这种方法的优点在于不需要抽水筑坝等水下施工作业。 (3)桥墩套箍加固法。对于桩柱式桥梁,当桥墩由于基础冲刷严重、埋置深度不够,施工质量控制不严等因素导致墩台露筋及破损时,一般可对受损的墩台采用钢筋混凝土套箍进行补强加固。套箍可以沿墩台身或桩身外侧布设,做成圈梁形式。
3.3桥梁附属构筑物维修的方法
(1)桥面铺装的维修。桥面铺装指的是为保护桥面板和分布车轮的集中荷载,用沥青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料铺筑在桥面板上的保护层。其作用是保护桥面板防止车轮或履带直接磨耗面层,保护主梁免受雨水侵蚀,并借以分散车轮的集中荷载。桥面铺装的病害主要为原铺装层过薄、铺装中未设钢筋网或含筋量过小、铺装与桥板间存在夹层、混凝土浇筑不密实引起的。桥面铺装主要有沥青混凝土和水泥混凝土铺装两种形式。对于沥青混凝土铺装病害形式,可以采用灌缝和挖补等日常手段进行维修,而对于水泥混凝土铺装的病害形式除采用上述修补方式处理外,最有效的就是对其进行彻底翻修。 (2)桥面伸缩缝的维修。桥面伸缩缝主要由传力支承体系和位移控制体系组成,它的主要功能是将车辆垂直和水平荷载通过支承结构传递到梁体,并适应桥梁纵横位移的变化和梁端翘曲发生的转角变化。由于它设置在梁端构造比较薄弱的部位,直接承担车辆反复荷载作用,又大多暴露在大自然中,受到各种自然环境的影响。加之其装置的性能及连接件等不尽完善,因而可以说伸缩缝是易损坏,难修补的部位,经常会发生各种不同程度的缺陷。桥面伸缩缝的损坏,不仅影响着桥梁的正常使用,而且增大了养护维修的工程量,造成了一定的经济损失和不良社会影响,因此,必须对桥面伸缩缝进行经常性的维修整治,以保证桥梁的正常使用。
结束语
公路桥梁的检测养护和加固是做好公路桥梁工作的一个非常重要的环节,这样可以加强桥梁的安全性和耐用性。但是在公路桥梁检测养护加固的的过程中需要运用先进的技术,合理的方法,只有这样才能更好的维持桥梁的正常使用。
参考文献
[1] 遆亚永. 公路桥梁伸缩装置病害分析及防治措施[A]. 河南省土木建筑学会2010年学术研讨会论文集[C], 2010 .
[2]张智勇,桥梁检测和加固技术应用研究[J].公路,2010
[3]徐晓佩,浅谈桥梁的维修与加固技术[M],中国学术期刊网,2011
[4]刘长喜,周志祥,唐中波. 某拱桥吊杆更换工程技术研究[A]. 全国既有桥梁加固、改造与评价学术会议论文集[C], 2012