公路桥梁工程常见病害与处理技术

发表时间:2020/8/19   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:于冬梅
[导读] 摘要:公路桥梁工程建设质量是保障车辆通行的关键,在过去的几十年中,我们地区为发展公路网建设,在各级公路上修建了数百座的各类桥梁工程。
        抚顺县交通运输事业发展服务中心  辽宁抚顺  113006
        摘要:公路桥梁工程建设质量是保障车辆通行的关键,在过去的几十年中,我们地区为发展公路网建设,在各级公路上修建了数百座的各类桥梁工程。通过几十年的运行,很多桥梁出现了病害,影响了正常运行,处理好这些桥梁病害,保证公路桥梁的运行能力势在必行。本文简要分析了做好公路桥梁工程常见病害处理和预防工作的重要意义,并对常见桥梁工程的病害原因进行了简要的分析,阐述了道路桥梁工程常见病害的施工处理技术。
        关键词:公路桥梁工程、常见病害、处理技术
        前言
        我们抚顺市位于辽宁东部,大部分县区为山岭重丘区地形,山多、沟多、河流多,所以在各级公路上修建的桥梁也多。这些桥梁大多修建于上个世纪八、九十年代,由于受当时建设费用的限制,所以设计标准和施工质量要求都未达到现在通行荷载和交通流量的要求。加之受到车辆荷载的反复作用,以及受到自然环境的干扰,例如强降水、冰冻等,导致一些桥梁出现墩台身沉陷、砼梁板严重裂缝等病害。这些病害如不及时修补和改善,严重影响该线路的通行安全,所以必须采取技术措施加以处理。
        一、公路桥梁工程常见病害处理的意义
        1.增强桥梁工程结构稳定性与可靠性
        桥梁工程如果发生梁板裂缝或墩台身沉陷现象,对于桥梁工程外观的影响仅是次要的,其对桥梁整体结构的稳定性则会产生严重的影响,影响到整个桥梁工程的使用安全。因此,针对桥梁工程常出现的病害做好防护和及时处理,能够大大降低工程使用过程中不安全因素,确保车辆通行安全。针对桥梁工程已经出现的沉陷裂缝等常见问题,采取切实可行的技术措施对这些问题进行修复,增强桥梁工程结构稳定性与可靠性,是公路管养部门必须认真考虑的问题。
        2.抓好设计、施工阶段的控制与管理是延长公路桥梁使用寿命的关键
        每修建一个桥梁工程都要消耗大量的公路建设资金,在桥梁工程设计阶段,就会对桥梁的使用年限等进行确定,以确保所投入的资金达到预期效果。桥梁工程施工质量满足设计要求,其项目的使用期限才能达到设计年限。在项目施工过程中各级管理部门和施工单位要坚持“百年大计、质量第一”的原则,严格按照规范、按照设计进行施工质量控制,每一个环节都不能放松,这样所交付的产品才能有更长的使用寿命。
        其次,当桥梁交付使用后,相关的管养单位,也要尽职尽责做好管养工作。要经常性地对发现的运行中出现的问题进行及时地维护和处理,防止隐患的扩大,把问题消灭在萌芽之中。这样才能降低质量病害发生的概率,确保桥梁的各方面数据符合施工要求,实现延长公路桥梁使用寿命的目的。
        3.适时观测、检查、及时发现问题,更好满足车辆通行需要
        一旦桥梁出现墩台沉降、梁板破损问题,那么就会对桥梁的稳定性产生影响,过往车辆的安全程度也会大大下降,车辆在驶过桥梁时安全问题得不到保障。因此,针对桥梁出现的病害做好提前的预防和采取必要的措施,以及后期的处理修复措施,一方面能够保证桥梁结构的稳定性,另一方面能够确保桥梁有效行车荷载量符合相关要求,确保车辆通行的安全以及驾驶人的生命安全。
        二、公路桥梁工程中常见的病害
        1.当年修建的石拱桥的问题和病害
        抚顺地处山区,当时考虑利用当地的材料,修建了一定数量的石拱桥。由于当时的设计标准低,施工质量也不是很严格,所以一些拱桥经过若干年的通行之后,有的因墩台身基础埋置深度不足,经大水冲刷后出现基础下面淘空沉陷;有的拱桥出现拱顶沉落,拱圈开裂、漏水,有的拱圈因漏雨渗入墩台身造成墩台身拱圈冻害。
        2.梁板桥出现的病害
        2.1桥面铺装层砼损坏、网裂。造成这种损坏的主要原因是:铺装桥面砼前,梁板顶面清扫不干净,板顶面一些垃圾未清理,钢筋网钢筋数量不足,剪力键筋数量、高度不满足设计要求,桥面铺装砼强度不足,(或当时设计的砼强度就偏低)砼铺筑完成后养生不到位,造成砼网裂等。
        2.2伸缩缝损坏。伸缩缝损坏既包括设计方面的原因,也包括施工的原因。设计方面主要是选择的伸缩缝的型式不正确;更主要的是施工方面的原因,主要原因如下:1)梁板端间距过大,伸缩缝安装后下部悬空;2)梁板端伸缩缝预埋钢筋数量、尺寸不符合要求;3)伸缩缝(钢板件和橡胶条)本身质量不符合要求;4)施工时各部件安装不符合要求;5)伸缩缝安装完后两侧浇筑的水泥砼标号不足,浇筑完养生不到位。
        2.3梁板顶面或梁体裂缝、砼剥落裂缝在桥梁病害中较为普遍,顶板、翼板或腹板裂缝除了材料质量的因素之外,再就是梁板在行车荷载作用下,因弹性变形重复作用发生的裂缝。
        2.4墩台身断裂位移。墩台的损坏主要由桥梁地基埋置深度不足,经水流冲刷后造成的沉陷和位移。
        2.5桩基础经洪水冲刷后,墩柱与桩基连接处错位,上下部砼错开,钢筋露出。其原因是桩基施工时,偏位值较大,在接柱时,没采用砼过渡段消除偏差,致使基础与柱错开。
        三、公路桥梁工程常见病害的处理措施
        1.拱桥:病害中所述的这些拱桥现在已没有修复的价值和必要,所以这种类型的拱桥近几年的处理措施都是拆除重建。还有一些砼拱桥有修复的价值,在下面的2.1.3中再述。
        2.梁板桥
        2.1旧桥上部结构的加固
        2.1.1桥面铺装层的处理。凿除原砼铺装层,重新布设埋置剪力键钢筋,按新设计标准布设桥面铺装的纵、横向钢筋,重新浇筑铺装层水泥砼,加强铺装完成后的砼养生,要求用土工布覆盖保湿养生,不少于七天。
        2.1.2伸缩缝损坏。伸缩缝的处理方式,我地区都是采用凿除原有伸缩缝构件和伸缩缝砼,重新布设加固钢筋,更换新的伸缩缝构件,并浇筑两侧砼。伸缩缝砼浇筑完成后,要安排专人负责养生,砼强度未达到设计要求时,不允许通车。
        2.1.3梁板顶面和梁体裂缝
        1)增大截面和配筋加固法。当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时,通常采用增大构件截面、增大配筋、提高配筋率的加固方法。这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸、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。该方法是凿除破损的空心板顶板和翼板,加配或更换顶板与翼板的钢筋,重新浇筑顶板、翼板的砼。也有的改变原来的受力结构,将原来的简支梁板的端部砼凿除,加配钢筋,使之改变成连续结构连续梁板。
        2)外贴钢片或粘贴纤维加固法。当交通量增加,主梁出现承载力不足或出现严重腐蚀的情况时,梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。采用粘结剂及锚栓,将钢板或者纤维粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板或者纤维代替增设的补强钢筋,达到提高梁的承载力的目的。外贴钢片加固的优点是施工时间短,较少改变构件外形和使用空间,缺点是钢板锚固处理较难,只能用于截面规整部件粘贴,需作防锈处理。外贴纤维加固的优点是轻质高强,适应曲面形状构件的粘贴,耐腐蚀、耐潮湿,施工便捷。缺点是碳纤维延性不足,树脂传递剪力有限,易遭受火灾和人为破坏。
        3)对于少数可利用的砼拱圈的拱桥采用拱圈增设套拱加固法。在原主拱圈腹面下增设一层新拱圈,即紧贴原拱圈底面上,浇注或锚喷混凝土新拱圈,外形上就像是在原拱圈下套做一层新拱圈,然后再重新施做桥面系。我们做过一座拱桥按此方法的处理,经几年运行,效果较好。
        4)增加体外预应力加固法。体外预应力加固时通过增设体外预应力索对既有混凝土梁体主动施加外力,以改善原结构受力状况的加固方法。体外预应力索包括钢绞线、高强钢丝束、精扎螺纹钢筋,每种材料必须有防腐能力,且宜具有可更换性。转向装置可采用钢部件,现浇混凝土块体或附加钢锚箱结构,体外索的自由长度超过10m时应设置定位装置。本方法的优点是改变原结构内力分布,消除新加杆件的应变滞后现象并显著改善结构的使用功能。缺点是防护处理难,且费用较高。
        5)改变结构体系加固法。改变结构体系加固法是采用一定技术措施改变原结构受力体系,降低控制截面内力,提高桥梁结构整体承载能力的一种加固方法。2020年我县在县级公路台上线竖碑大桥上就采用将多孔简支板改为连续梁,并将原空心板梁体加固的方式加固旧桥。
       
        2.2旧桥下部结构的加固
        2.2.1我地区盖梁的加固的方法是加大盖梁断面,采用增加预应力、钢绞线和钢筋增强盖梁砼的强度。
        2.2.2墩柱的加固采用的是增大截面、增加钢筋网、在钢套管内灌注混凝土、或粘贴纤维复合材料或钢板等方法进行加固。
        2.2.3台身的加固采用的是外包钢筋混凝土套箍、更换台后填土、增设辅助挡墙、框架梁加注浆锚杆等方法。
        2.2.4基础采用的是增大基础底面积、对桩柱相接错台的处理方法是增大加粗桩头和墩柱相处的砼体积。
        2.2.5墩台基础冲刷过大,但尚未出现下沉的采用抛石、砌石防护、石笼防护、上游设导流坝、下流设拦砂坝等方法加固。
        2.3塞缝灌浆法。塞缝灌浆主要用于处理桥梁上、下部结构裂缝,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。塞缝灌浆,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等。这些灌浆的方法,在我县的几座小桥墩台及梁板裂缝中采用过一次,经观察,效果较好。
        结语
        公路桥梁因各种原因而出现的常见病害严重影响了桥梁的通行质量。对此,我们必须对公路桥梁发生病害做到能治理的要马上治理,治理不了的要拆除重建,绝不能给通行的车辆留下安全隐患。在公路桥梁病害处理方面,我们虽做了一些工作,但要把我地区所有的有病害的桥都处理好,还有很多的技术工作要做,我们还要对该项处理技术进行深入的研究和探讨,为我地区公路桥梁的通行安全服务。
        参考文献:
        [1]余炎新.道路桥梁工程施工处理技术与常见病害分析[J].中国住宅设施,2018(07):119-120。
        [2]马春艳.道路桥梁工程中常见病害防治措施[J].黑龙江科学,2018,9(13):78-79
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