淺究高速公路橋梁常見病害與加固措施
2015-03-24
一、高速公路橋梁所出現(xiàn)的病害原因
在我國高速公路橋梁所出現(xiàn)的病害原因，主要有以下幾個(gè)方面：
1 梁本身原設(shè)計(jì)負(fù)荷載偏低，交通運(yùn)行通車后車輛數(shù)增多，及長(zhǎng)時(shí)間的交通重負(fù)荷運(yùn)行，橋梁因所承載能力有限而產(chǎn)生病害。
2 在建橋梁時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)范、施工水平不高，及建橋用的各種建筑材料質(zhì)量和配比不符，如水泥、沙石等部分材料不達(dá)標(biāo)或鋼筋厚度長(zhǎng)度短小，還有就是橋梁的支撐力各種構(gòu)件剛度、硬度不夠，在重負(fù)荷下容易壓力變形。
3 自然環(huán)境災(zāi)害的影響因素，如大風(fēng)、暴雨、洪水、泥石流的侵蝕，當(dāng)?shù)販囟取穸茸兓挠绊?，及地震的破壞也?huì)發(fā)生病害。
4 橋梁建成使用后，對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作不到位，不重視。沒有經(jīng)常性的路面巡查、沒有建立可實(shí)行的公路橋梁養(yǎng)護(hù)機(jī)制、沒有及時(shí)消除的病害的苗頭。
5地理環(huán)境位置條件差，橋梁所在的河道及河床面相近，如地表空陷、滑坡、軟基、洞穴處理不徹底等導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生病害。
二、我國高速公路橋梁病害
1橋梁混凝土面鋪裝層裂縫、脫剝現(xiàn)象
此現(xiàn)象是病害的常見，主要是表現(xiàn)在以縱向和橫向規(guī)則出現(xiàn)的裂縫，和不規(guī)則的大面積絲網(wǎng)狀裂縫及較嚴(yán)重的開裂等。此病害主因是，橋梁面的剛度和硬度不足，另外，還有就是配鋼筋量小和少。
2橋頭跳車
由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際伸縮量不一致、地址選型不合理、建筑材料不達(dá)標(biāo)、施工操作中不科學(xué)出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。橋梁用鋼筋生銹侵蝕鉆孔灌注樁基礎(chǔ)露筋銹蝕，鋼筋銹蝕的主要原因是混凝土的密封不嚴(yán)實(shí)、及鋼筋保護(hù)層厚度不足或遭到破壞、各種惡劣自然氣候條件和環(huán)境影響，如酸性雨水、氣體、水份過潮等。都是影響鋼筋生銹的因素。
3橋墩臺(tái)基礎(chǔ)的病害
因橋梁支座墩臺(tái)基礎(chǔ)在常年使用過程中，雙柱式墩臺(tái)下地梁豎向開裂，或多柱式墩臺(tái)蓋梁產(chǎn)生自上向下的豎直裂縫；上面承受各種重壓力荷載外，下面承受土、流水壓力、風(fēng)力和浮力等各種力的作用。易出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降、滑移和傾斜，以及基底局部沖空，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物的異應(yīng)力和開裂等。及墩上部和底部及臺(tái)身，出現(xiàn)各種方向的裂縫，墩混凝土剝落、空洞和老化、結(jié)構(gòu)變形、移位等。
4其他病害
高速公路橋梁其它病害也有多種，基本有橋支座破損、混凝土掉脫、裂紋、混凝土碳化、橋頭跳車嚴(yán)重、橋面排水落石出暢、欄桿及人行道系損壞等?？傊挥蟹治龊土私庖陨线@些病害成因，才能科學(xué)的進(jìn)行維修加固。
三、有效的加固方法
高速公路橋梁的加固要根據(jù)病害的成因和現(xiàn)象，要因地制宜，考慮結(jié)構(gòu)力學(xué)特點(diǎn)、及材料性能，進(jìn)行科學(xué)的論證、優(yōu)化設(shè)結(jié)構(gòu)計(jì)、認(rèn)真分析鑒定、提高加固維修過程中施工質(zhì)量。不管用何種加固技術(shù)方法，必須要遵循經(jīng)濟(jì)費(fèi)用少、見效快、不影響交通、技術(shù)上可行、有較好耐久性等方面的要求。
1橋面裂縫鋪裝加固方法
橋面裂縫鋪裝加固方法主要是塞縫灌漿，把橋梁板面裂縫處填滿，填實(shí)。具體的是在微裂縫的水泥混凝土鋪裝層表面進(jìn)行鑿毛清理，以使里面骨料露時(shí)，再用清水沖洗清潔將要加固修補(bǔ)的病害部位后，再進(jìn)行表面涂平抹痕、內(nèi)部充壓填實(shí)、深處灌漿方法，將性能好的水泥填料及防水粘結(jié)材料等塞縫填實(shí)，如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹脂硅、瀝青及各種化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑等。在公路舊橋加固中，塞縫灌漿法比較普遍，效果較好。
2 重新澆注新的混凝土橋面板
橋梁混凝土表面和內(nèi)層碎裂和脫落嚴(yán)重時(shí)或混凝土質(zhì)量或施工狀況差，且無適用的修補(bǔ)方法時(shí)，就必須采用重新澆注新的混凝土橋面板的措施。施工時(shí)，將原有的行車道鋪裝全部拆除，再將行車道表面清掃干凈，必要時(shí)錨入適量短鋼筋，配置1~2層鋼筋網(wǎng)，澆筑整體化混凝土。
3橋梁板面加大截面補(bǔ)強(qiáng)層加固法
一種是加厚橋面板；另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，是在原有橋面基礎(chǔ)上，重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)層。此方法既修補(bǔ)已出現(xiàn)裂縫、剝離等損壞的橋面板。又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗彎能力，改善鉸結(jié)梁板的荷載橫向分布。
4橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)的加固方法
要看橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)的損壞程度多大，對(duì)結(jié)構(gòu)情況損壞的內(nèi)外分析，并在保證橋梁交通運(yùn)行安全、和使用壽命延長(zhǎng)時(shí)、減少投資、施工簡(jiǎn)單方便情況下，進(jìn)行有效的維修加固。
一般常用的有水泥灌漿加固法、擴(kuò)大墩臺(tái)基礎(chǔ)加固法、鋼筋混凝土套箍加固法、增補(bǔ)樁基加固法和人工地基加固法等。
在橋梁墩臺(tái)結(jié)構(gòu)左右、上下體系中、可采取縱向頂升法加固，增設(shè)墩柱或鋼架，用于過大沉降的橋梁結(jié)構(gòu)?；驒M向增設(shè)加橫勁梁或疊合梁加固，使橋梁墩、臺(tái)基礎(chǔ)穩(wěn)定，承受力增強(qiáng)?；蛴弥畏ɑ蛟鲈O(shè)擋土墻法處理墩臺(tái)滑移等。
5體外預(yù)應(yīng)力加固法
運(yùn)用預(yù)應(yīng)借力的原理，在原有的力應(yīng)構(gòu)件上增添一定初始應(yīng)力的一種加固方法。采用對(duì)受拉區(qū)施加預(yù)加壓力，可以抵消部分構(gòu)件自重應(yīng)力，起到大跨副度重力，減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。此體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工方便，能縮短施工工期，加固效果明顯，適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)下的高應(yīng)力橋梁。
6植筋錨噴加固法
既用施噴機(jī)具把噴射石全與錨桿、鋼筋網(wǎng)等配合使用的錨加固法，實(shí)踐證明，錨噴技術(shù)完全可以應(yīng)用于橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固增強(qiáng)。因而又具有快凝、早期強(qiáng)度高的特點(diǎn)；錨噴技術(shù)不用或只用側(cè)向模板，其運(yùn)輸、澆注、搗固合并為一道工序、設(shè)備簡(jiǎn)單、占地面積小、施工機(jī)械化程度高、速度快、效率高、節(jié)省勞動(dòng)力；可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，即按照加固整治的實(shí)際需要可在拱腹下施噴形成各種結(jié)構(gòu)類型。
7補(bǔ)強(qiáng)加固法
通過加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來提高局部或整座橋梁承載能力的措施。因此橋梁加固工作一般以不更改原結(jié)構(gòu)形式為原則，在兼顧經(jīng)濟(jì)性的前提下，只有在較復(fù)雜的情況下，才可考慮更改結(jié)構(gòu)形式。
8鋼筋鋼索生銹的處理
（1）清理混凝土面雜質(zhì)，對(duì)鋼筋除銹后即進(jìn)行防銹處理。
（2）涂以防銹的環(huán)氧膠液等粘結(jié)劑。
（3）立模、配料澆筑，或噴漿，涂抹施工。
（4）對(duì)刷新噴涂或澆筑混凝土面進(jìn)行表面處理。
總之，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，高速公路橋梁因交通運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)或者修建高速公路橋梁時(shí)，受當(dāng)時(shí)的條件下，設(shè)計(jì)水平不高、施工經(jīng)驗(yàn)不足等各種因素影響，使部分橋梁出現(xiàn)了或大或小的病害，如橋梁面破損剝皮、橋欄桿斷裂縫、伸縮縫損壞、鋼筋鋼索銹蝕、橋墩臺(tái)柱基底沖空、橋頭路基軟塌等。我們要充分了解各種病害成因情況，針對(duì)具體問題科學(xué)的對(duì)橋梁病害處進(jìn)行加固處理，加強(qiáng)公路橋梁養(yǎng)護(hù)，提高公路橋梁的使用質(zhì)量，保證高速公路的暢通運(yùn)行。
