桥梁的主要病害及加固方法?
由于作用荷载的随机性、材料强度的分散性、制造和施工质量的分散性、计算假设的近似性,桥梁结构在长期使用过程中存在病害。具体原因有:原设计荷载较低,交通发展后车辆荷载增加,桥梁因承载力不足出现病害;结构设计存在缺陷,如桥梁结构不当、设计假设不合理;桥梁施工质量差,不按设计要求和施工规定执行;不重视桥梁的后期维护,未能及时消除已经发生的病害;洪水等自然灾害损坏桥梁;滑坡、软基等不良地质条件导致桥梁病害。
2桥梁常见病害
2.1主拱圈裂缝病害
主拱圈波浪有纵向裂缝。检查中,经常发现各孔波浪顶部有纵向裂缝,肋与波浪连接处有裂缝,大部分孔拱波与拱肋连接处有裂缝,各孔拱肋处有裂缝,多孔拱肋处有横向裂缝,多为U型裂缝。这些裂缝多发生在拱顶前后约10m范围内,以及横梁处的裂缝。
2.2钢筋腐蚀疾病
钢筋锈蚀时,锈蚀部分的体积可膨胀到原体积的10倍以上,从而挤压周围的混凝土,使混凝土开裂、剥蚀,减小截面的有效尺寸,导致结构的承载能力降低,锈蚀和剥蚀,减小截面的有效尺寸,导致结构的承载能力降低。腐蚀的直接后果是钢筋的截面积减小。钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的粘结力,锈蚀流出,在结构表面形成锈蚀,影响结构外观。
2.3桥墩基础病害
桥墩基础在常年使用过程中,不仅要承受上部结构荷载,还要承受土压力、风力、流水压力、冰压力、浮力等各种力。此外,由于自然界各种因素的影响和越来越重的车辆过桥,桥墩和桥台基础往往承受过大的荷载,因此桥墩和桥台会受到不同程度的损坏。
2.4主梁裂缝和变形病害
主梁裂缝多发生在锚跨中部梁的下缘(正弯矩区)和悬臂梁根部上缘(负弯矩区),后者多贯穿整个巷道翼板。这种裂缝很明显是由于大量重型车辆通过导致横梁受拉区开裂,属于正常现象。但由于负弯矩区存在裂缝,雨水容易从裂缝渗入梁内,造成钢筋锈蚀,混凝土强度降低。
3公路桥梁加固方法
3.1桥面铺装加固
如果是局部损坏,用凿毛的方法将损坏部分的表面清理干净,然后刷同标号的水泥砂浆或其他粘结材料,再铺一层水泥混凝土路面。如果桥面损坏特别严重,必须将车行道原有路面全部拆除清理干净,然后重新浇筑混凝土桥面。必要时锚固适量短钢筋,配置1 ~ 2层钢筋网。或者在旧桥面上重新铺一层混凝土或者钢筋混凝土加固。这种方法不仅可以修复有裂缝和剥落的破损桥面,而且可以增加高原梁板的有效高度,提高梁板的抗弯能力,改善铰接梁板荷载的横向分布,从而提高桥梁的承载能力。
3.2伸缩缝的维护和加固
应注意膨胀节的日常维护。如有损坏或功能失效,应根据缺陷程度决定是否修理、更换或完全更换膨胀节。如果铺装层损坏,应凿毛重新铺装,并将损坏部分凿毛(或凿毛),清除旧料后再浇筑新的面层。如果材料老化、断裂、变形,不能正常运行,应及时拆除更换新的膨胀节。
3.3粘贴碳纤维增强塑料加固法
利用特殊树脂将碳纤维粘贴在混凝土结构的受拉表面,碳纤维与原结构形成新的受力整体,碳纤维与钢筋共同承担荷载,降低了钢筋的应力,从而达到结构的补强加固效果。
3.4桥梁下部结构加固方法
桥台,尤其是高度较大的桥台,承受着交通荷载和土压力,常见的病害有桥台开裂凸出、翼墙坍塌、开裂错位等。对于跨度小、水流小的石拱桥,可以采用钢筋混凝土框架进行加固。
3.5使用渐变混凝土桩减少路堤沉降。
采用渐变混凝土桩是消除桥头跳车的有效方法。渐变的含义是指逐渐改变桥头引道下沉的方法,将高差突变路段的无限纵坡变为有限纵坡,使行车舒适。混凝土桩是将路基水平面内的荷载转化为纵断面内的荷载的一种手段,即把路基内原有的荷载转化为混凝土桩内的荷载。
3.6采用加筋土桥台
土工格栅可用于桥头跳车处理,它利用土工格栅变形的连续性及其高强度、高弹性、大变形的特点,将交通荷载和上部土体的自重荷载部分转移到桥台上,并将荷载分散到更大的范围,从而减轻对下部土体的压力,减少桥台台背填土的总沉降量,将台背与填土交界处的台阶式沉降变为连续的逐渐沉降。
3.7使用桥头搭板减少桥头跳车。
设置搭板可以使柔性路堤中产生的较大沉降逐渐过渡到刚性桥台,大大减少车辆通过时的跳车现象。桥台板长应根据路基允许工后沉降值计算,一般为3-15m,一般为6-8m。当桥头引道为刚性路面时,板的纵坡可与路面设计纵坡平行(称为水平板)。当引道为柔性路面时,引道板的远平台端往往置于路面与基层之间(称为斜引道板);为了避免第二趟,也可以设置变厚度板,即在板的末端加一块长度约为3-5米的浅变厚度板,使路面刚度逐渐向路堤方向变化。
3.8保证桥头自然沉降周期。
从施工开始,就要求所有桥涵后面的路基内不允许有堆料场和材料加工场地。当桥台柱浇筑到强度或涵洞盖板安装完成后,开始进行桥台台背回填,以尽可能增加桥头填土的自然沉降期。合理确定工期。根据路基土的力学性质及相关数据,路基第一年完成总沉降量的70%-80%,三年完成90%。因此,从施工期来看,路面基层施工前应保证1年的自然沉降期。
4公路桥梁加固的重要性
4.1公路桥梁服役期内,任何一座桥梁都会成为旧桥。
早期修建的桥梁,由于当时人们对路面功能和病害的认识有限,往往存在配筋过小、钢筋直径过细、路面与承重构件界面不稳定等问题。因为桥梁是建在地球上的特殊产物,它不仅受自然环境(如大气腐蚀、温湿度变化等)的影响。),还受使用环境的影响,所以很难避免损坏。
4.2从经济上分析,桥梁加固可以节省大量投资,收到良好的社会效益和经济效益。
4.3同时,桥梁的改造加固不仅可以提高公路桥梁的通行能力和服务水平,还可以更大程度地消除交通安全隐患。从发展分析,公路旧桥加固有利于促进桥梁建设的可持续发展。既满足现代人的需求,又不损害后代人满足需求的能力,又能使经济、社会、资源、环境保护协调发展。
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