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摘要:桥梁维修加固是确保桥梁处于良好使用状态,消除病害与安全威胁,适应公路扩建需要的重要举措。但桥梁病害复杂多样,不同病害的特点与危害也不尽相同,因此要制订对应的维修加固方案,采用适宜的施工技术。
关键词:公路桥梁;常见病害;养护维修技术
1 公路桥梁存在的主要病害
1.1 桥面铺装开裂
桥面是承受行车荷载的直接面,在公路桥梁使用过程中桥面铺装开裂主要表体现在混凝土路面上,呈现不规则的网状裂缝或者纵向裂缝,这对与公路桥梁正常使用带来一定威胁,直接影响车辆行驶的安全系数。造成这种问题出现的原因主要是由于桥面板刚度与实际条件存在差距或者部分路段路面大修加高未与桥面衔接顺适,在受到长期行车荷载作用下,逐渐出现变形问题,造成公路桥梁表面的裂缝现象。另外,在桥面施工的过程中,施工人员缺乏相关技术经验和施工能力,钢筋直径不符合要求、铺装与构件之间的联系不牢固,钢筋绑扎质量不过关,这都会直接造成桥面的质量问题。公路桥面出现开裂现象,具有一定的危害作用,首先,车辆在行车荷载作用下对铺装层形成更大病害威胁。其次,影响路面防水功能的正常发挥,如348国道(原分当线)谢花桥、二干渠桥、岩垱河桥、总干渠桥等桥梁裂缝处理不及时,雨水渗入到下面的主梁或者其他结构中,会造成钢筋内部的腐蚀,对整个桥梁整体造成严重影响。另外,铺装层出现开裂以后,影响公路桥梁最初的设计效果,不利于整体结构的安全保障。
1.2 支座病害
因橡胶支座具有结构简单、施工方便等优势,在桥梁中应用十分广泛。但也存在易开裂变形,耐久性较差等弊端。在道路桥梁的使用过程中,橡胶支座都有不同程度的损坏,包括开裂、垫板锈蚀与底部脱空。其中,开裂的原因为在动静荷载作用下,实际应力超出支座的抗压极限,产生非弹性形变和开裂。此外,施工中由于垫石和支座结合处没有达到要求,使支座受力不均,导致提前损坏。支座自身质量不合格也会引起开裂。
1.3 地基沉降不均
公路桥梁施工中,地基不均匀沉降所造成的结构病害是影响工程质量的一个重要原因,这种问题的出现对路桥结构稳定性造成严重影响,甚至引发后期使用过程中的裂缝等问题,严重的情况下还会造成沉降或坍塌事故。在对这方面进行研究发现,一些施工单位没有按照预期设计的施工技术流程和相关规定严格落实,对施工中存在的沉降问题没有及时发现,从而导致公路桥梁质量隐患,为后期的使用运行埋下不安全的种子,降低公路桥梁的使用寿命。
2 公路桥梁病害处理工作的原则
公路桥梁病害处理工作不是一个简单单结构的工作,而应该是一个复杂的工程项性措施。只有在正确原则的指导下,才能完成对于公路桥梁病害的处理,切实地起到维护与加固的效果,从而发挥公路桥梁的作用。首先公路桥梁在加固过程中都必须遵守经济适用的原则,在具体的施工过程既要考虑到公路桥梁的坚固性又要保证车辆通行的流畅性。同时需要注意的是所有的加固措施都不会是一劳永逸的,在加固后应该注意后期配套化的保养以及维护。维护既包括对公路桥梁本身的维护又包括对行驶车辆载重的限制,只有这样才能保证公路桥梁的长久运行。其次在公路桥梁加固施工的过程中必须保证施工建设单位拥有因地制宜、合理设计、科学施工的能力,能够在依据桥梁自身性质、所处环境、所存在的问题等多方面的具体要素的基础上,制定加固方案、施工方案以及验收使用方案等一系列指导性文件,并能始终如一地贯彻实行。
3 公路桥梁病害的防治措施
3.1 定期检测路桥情况
防治公路桥梁出现病害的措施之一就是定期检测,用科学仪器获取桥梁数据,由专家对桥梁结构的强度、刚度和稳定性进行评估,这样就可以及时发现存在的问题并采取修缮措施。目前浦东的市管公路桥梁,由专业检测单位3年内全覆盖检测一次。公路桥梁最常见的检测方法是无伤检测,即利用简单的机械对路面进行敲击、撞击和回弹等动作或者利用较复杂的机械对路面进行检测,如共振法、超声波探测法等方法。这样的检测方式不必破坏路面,简单易操作但是只能获得一些简单大概的数据,为了使检测结果更加真实客观,可以同时采用多种机械进行现场检测。如果无伤检测不能满足现有要求的话,检测人员应该进一步进行取样检测,即利用专业工具在结构采样部位取得一定量的试样,然后利用更精细更准确的仪器进行检测。
3.2 加固维修公路桥梁
3.2.1 预应力加固法
在公路桥梁工程项目的加固施工过程中,应合理加入预应力原理。在施工的过程中,应当通过对高强桥梁构件的合理运用,初始应力也应当合理有效地施加在原构件中,从而达到有效抵消部分自重应力的目的。在施工的过程中,为了能够达到提升构件承载能力的目的,应当合理利用桥梁构件卸载应力的方法,从整体上提高公路桥梁的承载能力,保证桥梁施工质量。在公路桥梁的加固施工工艺的选择过程中,合理运用预应力加固法,通过预应力的作用,减轻以及限制桥梁结构发生病害的概率,提高道路桥梁的韧性,有效提高桥梁结构的质量。
3.2.2 黏贴钢板加固法
公路桥梁工程加固维修工作的开展,需要合理运用黏贴钢板加固法,在保证桥梁结构质量的同时,充分发挥工艺的诸多优势,包括施工方便、灵活性强、坚固耐用等。另外,黏贴钢板加固法的运用能够有效降低加固维修施工的成本花销。大量的实践数据显示,黏贴钢板加固法在公路桥梁加固施工过程中具有较大的可行性,黏贴钢板加固法的实际施工效果显著,能够提升桥梁结构的刚度韧性以及强度,促使桥梁公路达到整体设计的标准水平。黏贴钢板加固法在实际的施工过程中,能够通过较少的施工时间达到施工的最终目标,保证加固施工质量,简化施工工艺。在实际的工程项目施工过程中,应当结合具体施工的情况,根据不同种类的钢板特点优势进行灵活运用,提高加固工艺效能。
3.2.3 碳纤维复合材料加固法
碳纤维复合材料的组成是基体材料与碳纤维,碳纤维复合材料是公路桥梁进行加固施工过程中采用的主要材料之一,碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维等复合材料是加固施工过程中主要的选择材料。碳纤维复合材料具有耐腐蚀、抗疲劳、强度高、质量轻等特点,在公路桥梁工程建设的加固与维修的过程中,科学合理地利用黏贴碳纤维复合材料能够有效提高公路桥梁的质量,简化桥梁加固施工的工艺手段,取得较好的施工效果,为后期的道路桥梁维护保养提供良好的基础条件,延长公路桥梁的使用寿命。
4 公路桥梁病害维修养护对策
4.1 桥面铺装病害维修养护
针对桥面铺装病害的维修养护措施,在工程实践中应该注意以下几点:首先,处理病害应该以局部修补处理为主,例如桥面铺装层坑槽,应该在小面积范围内逐一进行修补;其次,如果桥面铺装出现比较严重的破坏情况,那么就要采取改造措施,例如将原有铺装层剔除并清理,然后选择高强度水泥混凝土、桥面钢筋网等进行加厚处理。在防水层施工中,应该做好水泥凿毛措施,然后进行改性沥青混凝土的摊铺。
4.2 上部结构病害维修养护
针对桥梁铰缝处理问题,首先应该对其损坏情况进行分析,并将损坏的混凝土进行剔除,然后增设钢筋并浇筑高标号混凝土。其次,在处理T梁横隔板时,主要应该注意以下几方面措施:干接头改造,通常情况下要将其转换为湿接头,具体操作为清除掉干接头混凝土,然后按照规格要求将受力钢筋增设在横隔板下部,并吊模浇筑混凝土灌浆料,从而提高结构的强度与抗震性。
4.3 支座病害维修养护
考虑到支座结构的特点,在维修养护过程中应该结合实际情况采取有效措施。例如支座变形问题,首先应该将周边杂物清理干净,根据变形情况对梁底进行调整,或者将支座更换。再比如支座脱空,可以选择不锈钢板与环氧树脂对其进行密实处理;此外,针对支座偏压问题,就应该将支座更换,结合梁体结构形式,对原有梁体进行整体顶升,对支座结构损坏情况加以控制,同时也要将失衡支座更换掉,并在原支座更厚的一侧垫石块来提升标高。
结语
综上所述,造成公路桥梁病害产生的原因有很多种,其中主要表现在工程质量问题,管理及后期维护与保养上面。所以,如果要降低公路桥梁结构病害出现的概率,就必须做好相应的防护和控制措施,严格控制施工过程中的材料质量,做好相关检测和验收工作,加大管理力度,确保人员操作符合规范标准要求,定期进行公路桥梁的维护和保养,促进公路桥梁结构质量的提高,为我国经济发展做出重要贡献。
参考文献
[1]张峰,张毅.高速公路桥梁常见病害分析及维修养护对策探究[J].四川水泥,2019(10):65.
[2]谷海峰.高速公路桥梁常见病害既维修对策[J].门窗,2019(15):189-190.
第一作者简介:王峰(1980.09),男,汉,山东省平原县,大学本科,工程师,公路工程。
第二作者简介:纪芳伟(1981.07),男,汉,山东省平原县,大学本科,工程师,公路工程。