淺析混凝土橋梁損壞成因及加固技術
發布時間:2014-08-05
摘要:本文主要針對混凝土橋梁病害的產生原因進行了總結,並提出了橋
梁加固的原則以及幾種常用混凝土橋
梁加固維修方法。
關健詞:混凝土;橋梁;成因;評估;原則;方法
suizhegaosugonglushixingjizhongshoufeiyilai,dabufenchaozaicheliangjinruleguoshengdaoganxiangonglu,jiasuleganxiangongluqiaoliangdedesunhai,bufenqiaoliangbinghaijijukuoda,jizhouzhineichengweiweiqiao。woshiguanyangdeqiaoliang,baokuodongqingluguangliheqiao、支脈溝橋等七座橋梁短時間內成為危橋,急需加固。橋
梁加固維修已成為公路養護工作的重中之重。
一 、混凝土橋梁病害成因
在對橋
梁加固與補強之前,應確定橋梁病害及損傷成因,以製定切實有效的
加固方案。
除有偶然荷載急劇作用於橋梁造成梁板斷裂等重大損壞外,常見的橋梁病害有裂縫、撞損、剝落、蜂窩、衝刷、鋼(gang)筋(jin)鏽(xiu)蝕(shi)等(deng)。其(qi)中(zhong)裂(lie)縫(feng)是(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)橋(qiao)梁(liang)最(zui)常(chang)見(jian)的(de)病(bing)害(hai)表(biao)現(xian)之(zhi)一(yi),是(shi)影(ying)響(xiang)橋(qiao)梁(liang)承(cheng)載(zai)力(li)和(he)耐(nai)久(jiu)性(xing)的(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)。混(hun)凝(ning)土(tu)裂(lie)縫(feng)引(yin)起(qi)鋼(gang)筋(jin)保(bao)護(hu)層(ceng)破(po)壞(huai),致(zhi)使(shi)空(kong)氣(qi)侵(qin)人(ren)導(dao)致(zhi)鋼(gang)筋(jin)鏽(xiu)蝕(shi),鋼(gang)筋(jin)鏽(xiu)蝕(shi)是(shi)
鋼筋混凝土構件破壞的重要原因。造成以上病害的主要原因如下:
1.橋梁設計、施(shi)工(gong)及(ji)運(yun)營(ying)對(dui)橋(qiao)梁(liang)的(de)影(ying)響(xiang)。在(zai)橋(qiao)梁(liang)的(de)建(jian)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong),設(she)計(ji)不(bu)合(he)理(li),截(jie)麵(mian)尺(chi)寸(cun)和(he)鋼(gang)筋(jin)位(wei)置(zhi)不(bu)符(fu)合(he)力(li)學(xue)要(yao)求(qiu),施(shi)工(gong)達(da)不(bu)到(dao)質(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu),原(yuan)材(cai)料(liao)使(shi)用(yong)不(bu)當(dang)、品質不良,施工養護不及時等這些問題的出現,都會導致橋梁在使用過程中存在質量隱患。
2.環境因素對橋梁病害產生的影響。嚴寒酷暑的的溫度、氣候、洪水的衝擊等橋梁外部環境對橋梁會產生影響。我市地處東部沿海鹽堿地域,投入八、九(jiu)年(nian)左(zuo)右(you)的(de)橋(qiao)梁(liang)均(jun)會(hui)出(chu)現(xian)損(sun)傷(shang)破(po)壞(huai)。其(qi)中(zhong)邊(bian)梁(liang)破(po)壞(huai)嚴(yan)重(zhong),鋼(gang)筋(jin)嚴(yan)重(zhong)鏽(xiu)蝕(shi),混(hun)凝(ning)土(tu)保(bao)護(hu)層(ceng)脫(tuo)落(luo)開(kai)裂(lie)。另(ling)外(wai)部(bu)分(fen)橋(qiao)梁(liang)長(chang)期(qi)處(chu)於(yu)海(hai)水(shui)幹(gan)濕(shi)作(zuo)用(yong),溶(rong)蝕(shi)嚴(yan)重(zhong)。
3.超載超限對橋梁的危害。車輛的超載超限對橋梁的損傷很大,06年4月1日山東高速公路實行計重收費以來,我市幹線公路橋梁嚴重損壞,橋麵板嚴重坑窪不平,梁板出現較多的裂縫、斷裂、受力鋼筋外漏、xiushi。cheliangdechaozaichaoxianyichengweiyanzhongdegongluqiaoliangdeshashou。chaoxianchanshengguodadewanjuhejianlishiliangbanchanshengguodawanqubianxinghejianlipohuai,chanshengwanquliefeng,zhizuofujinchanshengjianqieliefeng。guodadehezaishizhuangpeishibanqiaodejiaofenghunningtukailie,daozhiqiaomianhengxiangfenbuxueruo,qiaobanchengshouhezaizengjia;嚴重時鉸縫混凝土破壞,形成單塊板受力,使橋板斷裂,產生險情,嚴重威脅橋梁和行車安全,如不及時采取措施,將形成事故。
4.dizhenduihunningtuqiaoliangdepohuai。dizhenyinqifashengdeturanxinghejudapohuailierbeilieweigezhongziranzaihaizhishou。woguoweiyuhuantaipingyangdizhendaiheouyadaludizhendaizhijian,dizhenpinfanfasheng。dizhenduidaolujiaotongdepohuaishijudade。daolujiaotongshiguominjingjidadongmaiyeshi
抗震救(jiu)災(zai)生(sheng)命(ming)線(xian)工(gong)程(cheng)之(zhi)一(yi)。橋(qiao)梁(liang)工(gong)程(cheng)是(shi)道(dao)路(lu)交(jiao)通(tong)的(de)咽(yan)喉(hou)要(yao)道(dao),在(zai)保(bao)障(zhang)交(jiao)通(tong)通(tong)暢(chang)中(zhong)起(qi)著(zhe)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。從(cong)曆(li)次(ci)破(po)壞(huai)地(di)震(zhen)中(zhong),調(tiao)查(zha)得(de)到(dao)的(de)橋(qiao)梁(liang)震(zhen)害(hai)產(chan)生(sheng)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)有(you)以(yi)下(xia)幾(ji)類(lei):(1)支承連接件失效;(2)下部結構失效;(3)軟弱地基失效等。
二 、混凝土橋梁安全評估及加固原則
1.評估 。為(wei)保(bao)障(zhang)對(dui)現(xian)役(yi)橋(qiao)梁(liang)的(de)安(an)全(quan)運(yun)營(ying),管(guan)養(yang)單(dan)位(wei)必(bi)須(xu)建(jian)立(li)有(you)效(xiao)的(de)橋(qiao)梁(liang)檢(jian)測(ce)和(he)預(yu)警(jing)係(xi)統(tong)。定(ding)期(qi)對(dui)橋(qiao)梁(liang)的(de)劣(lie)化(hua)與(yu)受(shou)損(sun)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)全(quan)麵(mian)檢(jian)測(ce),依(yi)據(ju)受(shou)損(sun)情(qing)況(kuang)現(xian)狀(zhuang)進(jin)行(xing)安(an)全(quan)性(xing)評(ping)估(gu),確(que)定(ding)實(shi)際(ji)荷(he)載(zai)能(neng)力(li),判(pan)斷(duan)是(shi)否(fou)對(dui)橋(qiao)梁(liang)的(de)承(cheng)載(zai)力(li)和(he)耐(nai)久(jiu)性(xing)構(gou)成(cheng)威(wei)脅(xie)。橋(qiao)梁(liang)的(de)承(cheng)載(zai)力(li)評(ping)估(gu),我(wo)國(guo)目(mu)前(qian)主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)檢(jian)測(ce)與(yu)計(ji)算(suan)相(xiang)結(jie)合(he)的(de)方(fang)法(fa)對(dui)橋(qiao)梁(liang)安(an)全(quan)的(de)承(cheng)載(zai)力(li)進(jin)行(xing)評(ping)定(ding)。管(guan)養(yang)單(dan)位(wei)在(zai)日(ri)常(chang)管(guan)養(yang)過(guo)程(cheng)中(zhong)對(dui)管(guan)養(yang)橋(qiao)梁(liang)主(zhu)要(yao)按(an)照(zhao)《公路橋涵養護規範》(JTGHll一204),對(dui)照(zhao)橋(qiao)梁(liang)技(ji)術(shu)狀(zhuang)況(kuang)評(ping)定(ding)標(biao)準(zhun)對(dui)管(guan)養(yang)橋(qiao)梁(liang)按(an)照(zhao)五(wu)類(lei)橋(qiao)梁(liang)的(de)劃(hua)分(fen)進(jin)行(xing)區(qu)分(fen)並(bing)分(fen)別(bie)采(cai)取(qu)養(yang)護(hu)措(cuo)施(shi)。需(xu)要(yao)時(shi)委(wei)托(tuo)具(ju)有(you)橋(qiao)梁(liang)檢(jian)測(ce)資(zi)質(zhi)的(de)單(dan)位(wei)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)並(bing)采(cai)取(qu)措(cuo)施(shi)進(jin)行(xing)加(jia)固(gu)維(wei)修(xiu)。
2.橋梁補強加固原則。采用
加固方案之前,須先考慮耗費少、功效快、不中斷交通、技術上可行、有較好耐久性等方麵的要求。補強加固是通過加大或修複橋梁構件來提高局部或整座橋梁承載能力的措施。因此橋
梁加固工gong作zuo一yi般ban以yi不bu更geng改gai原yuan結jie構gou形xing式shi為wei原yuan則ze,隻zhi有you在zai較jiao複fu雜za的de情qing況kuang下xia,才cai可ke考kao慮lv更geng改gai結jie構gou形xing式shi。如ru果guo采cai用yong補bu強qiang加jia固gu的de方fang式shi仍reng不bu能neng達da到dao交jiao通tong運yun輸shu要yao求qiu,則ze必bi須xu考kao慮lv進jin行xing重zhong建jian橋qiao梁liang的de部bu分fen或huo全quan部bu。選xuan擇ze橋qiao
梁加固方式時,必須考慮舊橋現狀、承(cheng)載(zai)能(neng)力(li)減(jian)弱(ruo)的(de)程(cheng)度(du)以(yi)及(ji)日(ri)後(hou)交(jiao)通(tong)量(liang),最(zui)好(hao)參(can)考(kao)已(yi)經(jing)成(cheng)功(gong)完(wan)成(cheng)補(bu)強(qiang)加(jia)固(gu)的(de)橋(qiao)梁(liang)的(de)施(shi)工(gong)。采(cai)用(yong)擴(kuo)大(da)或(huo)增(zeng)加(jia)橋(qiao)梁(liang)構(gou)件(jian)斷(duan)麵(mian)的(de)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)加(jia)固(gu)前(qian),應(ying)考(kao)慮(lv)增(zeng)加(jia)部(bu)分(fen)與(yu)原(yuan)有(you)部(bu)件(jian)的(de)結(jie)合(he)效(xiao)果(guo)。
三 、混凝土橋
梁加固方法
1. 加大截麵加固法
增大截麵加固法是在原結構基礎上再澆築一定厚度的鋼筋混凝上,這是對
鋼筋混凝土橋加固的一種常用的改造技術。增大混凝土截麵一般采用兩種方式,一種是加厚橋麵板;另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法
施工工藝簡單、適應性強,並具有成熟的設汁和施工經驗,適用於較小跨徑的Tliangqiaohuobanqiaodejiagu。caiyongcifajiaguhouqiaolianggangdumingxiantigao,chengzainengliyenengqudejiaohaodexiaoguo。gaifayeyoumingxiandequedian,biruhunningtugoujiandetijizengda、自重增加、施工周期加長、施工空間大、現場施工的濕作業時間長等。
2. 表麵粘貼加固法粘貼
加固方法即ji采cai用yong化hua學xue粘zhan結jie劑ji將jiang補bu強qiang材cai料liao直zhi接jie粘zhan貼tie在zai混hun凝ning土tu構gou件jian表biao麵mian,使shi之zhi與yu構gou件jian形xing成cheng受shou力li整zheng體ti,以yi提ti高gao結jie構gou承cheng載zai力li的de一yi種zhong方fang法fa。具ju有you施shi工gong簡jian便bian快kuai速su,不bu增zeng加jia結jie構gou自zi重zhong以yi及ji適shi應ying範fan圍wei大da對dui環huan境jing幹gan擾rao少shao等deng優you點dian。以yi樹shu脂zhi粘zhan接jie
鋼板與混凝土的
結構加固法,被用於建築、工廠、橋梁等土木工程中。該法施工快速、現(xian)場(chang)無(wu)濕(shi)作(zuo)業(ye)或(huo)僅(jin)有(you)抹(mo)灰(hui)等(deng)少(shao)量(liang)濕(shi)作(zuo)業(ye),對(dui)生(sheng)產(chan)和(he)生(sheng)活(huo)影(ying)響(xiang)小(xiao),且(qie)加(jia)固(gu)後(hou)對(dui)原(yuan)結(jie)構(gou)外(wai)觀(guan)和(he)原(yuan)有(you)淨(jing)空(kong)無(wu)顯(xian)著(zhu)影(ying)響(xiang),但(dan)加(jia)固(gu)效(xiao)果(guo)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)取(qu)決(jue)於(yu)膠(jiao)粘(zhan)工(gong)藝(yi)與(yu)操(cao)作(zuo)水(shui)平(ping)。隨(sui)著(zhe)粘(zhan)貼(tie)
加固技術的不斷研究和發展,一種粘貼纖維增強複合材料(FRP)的出現避免了以上問題,我國主要是研究應用粘貼(CFRp)片材(碳布)
加固技術。與傳統的
粘鋼加固技術相比,粘貼纖維增強複合材料的優勢為高強高效,可設計性強,適用範圍廣,基本不改變原結構外觀運輸、儲存、施工更方便,化學結構穩定耐候性、耐腐蝕性較好。不足為:防火性能差、材料各向異性、抗剪強度低、施工要求嚴等。
3. 粘貼碳纖維增強塑料加固法粘貼
碳纖維加固技術采用專門的樹脂將碳纖維粘貼於
混凝土結構受shou拉la表biao麵mian時shi,碳tan纖xian維wei與yu原yuan結jie構gou形xing成cheng新xin的de受shou力li整zheng體ti,碳tan纖xian維wei與yu鋼gang筋jin共gong同tong承cheng受shou荷he載zai,降jiang低di了le鋼gang筋jin應ying力li,從cong而er使shi結jie構gou達da到dao了le加jia固gu和he補bu強qiang效xiao果guo。粘zhan貼tie
碳纖維加固技術的主要特點是:幾乎不增加結構自重和截麵尺寸,不改變淨空高度,施工方便,對原結構幾乎不會造成新的損傷,具有良好的耐腐蝕性、耐nai久jiu性xing和he抗kang疲pi勞lao性xing能neng,根gen據ju受shou力li分fen析xi可ke進jin行xing多duo層ceng粘zhan貼tie進jin行xing補bu強qiang,其qi方fang向xiang性xing也ye可ke以yi靈ling活huo掌zhang握wo。此ci外wai碳tan纖xian維wei質zhi地di柔rou軟ruan,加jia固gu後hou可ke用yong混hun凝ning土tu砂sha漿jiang塗tu敷fu,或huo根gen據ju要yao求qiu塗tu裝zhuang各ge種zhong顏yan料liao,修xiu複fu補bu強qiang不bu留liu痕hen跡ji。可ke在zai不bu改gai變bian結jie構gou外wai型xing的de前qian提ti下xia補bu強qiang各ge種zhong
混凝土結構物,包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、
抗震、抗風、控製裂縫和撓度的擴展,增加結構的延性。
4.體ti外wai預yu應ying力li加jia固gu法fa體ti外wai預yu應ying力li加jia固gu法fa是shi指zhi對dui布bu置zhi於yu承cheng載zai結jie構gou主zhu體ti之zhi外wai的de鋼gang束shu張zhang拉la而er產chan生sheng預yu應ying力li的de後hou張zhang法fa。體ti外wai預yu應ying力li體ti係xi由you體ti外wai預yu應ying力li孔kong管guan、漿體、錨mao固gu體ti係xi和he轉zhuan向xiang塊kuai等deng部bu件jian組zu成cheng。體ti外wai預yu應ying力li技ji術shu能neng大da大da縮suo短duan施shi工gong工gong期qi。但dan加jia固gu後hou對dui原yuan結jie構gou外wai觀guan有you一yi定ding影ying響xiang,且qie不bu宜yi用yong於yu混hun凝ning土tu收shou縮suo徐xu變bian大da的de結jie構gou。
5. penningtujiagufapenningtujiagufashizaiyuanyoujiegoushangpentuyicenggaopinzhidehunningtu,yihuifuduigangjindebaohu,tigaoyibolihuobianzhidehunningtuqiangdu,tigongmeiguanbiaomiandegongneng。haiyouzhihuanhunningtujiagufa、粘結外包型鋼加固法、錨栓錨固法、增加支承加固法等。
四、 結束語
建國以來所修建的不少舊橋,由於受到當時的設計、材料、施工等方麵的影響和局限,先天不足,加上不能適應目前交通量的迅猛增長,使得舊橋的檢測和
加固技術顯得非常迫切。近年來,舊橋
加固工程越來越多。據不完全統計,我國的公路危橋約有400餘座,但至今未看到專門的橋
梁加固規範。
參考文獻
[1]許培華《高等級公路路基路麵養護技術》.人民交通出版社.
[2]王鬆根《山東公路養護技術應用與研究》.人民交通出版社.