既有橋梁病害與維修技術(shù)探討

1、既有橋梁病害與維修技術(shù)探討摘要:隨著城市與公路的高速發(fā)展，橋梁在其中所起的作用越來越大，并成為城市的景觀建筑物，但運(yùn)營年限的增加，橋梁會(huì)不同程度地?fù)p壞,病害分析與維修就成為各級(jí)部門關(guān)注的突出問題，直接影響車輛行駛的安全性、舒適性，本文主要介紹了橋梁病害的類型與維修方法。關(guān)鍵詞:橋梁工程既有橋梁病害加固維修隨著城市與公路的高速發(fā)展，促進(jìn)了各城市間文化交流和發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)等方面都趕到了非常重要的作用。為了跨越各種障礙（如河流、溝谷或其他線路等）,必須修建各種類型的橋梁，從而使其成為陸路交通的重要組成部分，隨著運(yùn)營時(shí)間的延長，很多橋梁出現(xiàn)了不同程度的病害,這些病害嚴(yán)重影響了橋梁的使用性能，如果不及時(shí)修

2、補(bǔ)和加固，甚至?xí)＜皹蛄旱氖褂?。因此，需要正確的做出橋梁技術(shù)狀態(tài)調(diào)查，掌握確切的病害情況并進(jìn)行成因分析，然后針對(duì)具體問題制訂相應(yīng)的加固方法對(duì)橋梁進(jìn)行加固。1橋梁病害分析及病害加固的意義1.1橋梁加固的概念在橋梁運(yùn)營期間，養(yǎng)護(hù)維修是一項(xiàng)經(jīng)常性的工作，一發(fā)現(xiàn)橋梁產(chǎn)生小的缺陷，就必須及時(shí)處理。日常的養(yǎng)護(hù)維修對(duì)于防止缺陷的產(chǎn)生和擴(kuò)大具有積極的意義。補(bǔ)強(qiáng)是通過對(duì)橋梁構(gòu)件和重大病害進(jìn)行徹底整治來提高整座橋梁承載能力的加固，稱為永久性的加固。為了維護(hù)臨時(shí)通車而采用臨時(shí)加固，稱為臨時(shí)性的加固。對(duì)舊橋進(jìn)行拓寬，升高橋面,改橋?yàn)楹扛鼡Q橋梁主要承重構(gòu)件等工作一般稱為橋梁的改建。橋梁維修加固的目的主要有如下三個(gè)

3、方面：(1)確保橋梁工程的安全;(2)掌握橋梁結(jié)構(gòu),完善基礎(chǔ)資料，為維修加固提供必要條件；(3)提咼原有橋梁的通過能力與承載能力。1.2橋梁的病害種類橋面鋪裝開裂混凝土橋面鋪裝層的病害隨處可見，主要表現(xiàn)為較規(guī)則的縱、橫向裂縫，不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫及較嚴(yán)重的破裂等病害。產(chǎn)生病害的主要原因是橋面板剛度不足，在重載或沖擊荷載作用下產(chǎn)生較大變形，從而導(dǎo)致橋面板的鋪裝層出現(xiàn)裂縫，且發(fā)展較快；其次，鋪裝層與橋面板和主體結(jié)構(gòu)變形不協(xié)調(diào)，產(chǎn)生附加內(nèi)力也會(huì)引起縱、橫向裂縫；另外，早期修建的橋梁，由于當(dāng)時(shí)人們對(duì)鋪裝功能、病害認(rèn)識(shí)有限，往往存在配筋量偏小，鋼筋直徑過細(xì)，鋪裝與承載構(gòu)件的界面連續(xù)不牢靠等問題。122伸縮縫

4、損壞根據(jù)目前調(diào)查和研究認(rèn)為，造成伸縮縫破壞的原因主要有以下幾個(gè)方面。(1)由于設(shè)計(jì)不周引起的伸縮縫損壞；(2)由于選型不當(dāng)引起的伸縮縫損壞；(3)由于橋墩臺(tái)施工及梁(板)預(yù)制尺寸誤差導(dǎo)致實(shí)際板端預(yù)留間隙與設(shè)計(jì)間隙懸殊而引起的伸縮縫損壞；(4)設(shè)計(jì)與實(shí)際伸縮量不符引起的伸縮縫損壞；(5)板式橡膠伸縮縫由于施工誤差或橡膠板破壞引起的伸縮縫處嚴(yán)重跳車；(6)板式橡膠伸縮縫或鋼板伸縮縫由于伸縮裝置混凝土施工先于兩端瀝青混凝土路面面層而引起伸縮縫尾端跳車；(7)反工槽法”施工操作不認(rèn)真引起伸縮縫處跳車;(8)材料選用不當(dāng)引起的伸縮縫損壞。123鋼筋銹蝕弓I起鋼筋銹蝕的主要原因是混凝土的密度性不夠以及鋼筋

5、保護(hù)層厚度不足或遭到破壞。另外，海洋環(huán)境、大氣中的酸性氣體及潮濕環(huán)境等，都是促進(jìn)鋼筋銹蝕的客觀因素。我國南方地區(qū)，因工業(yè)污染形成的酸雨”普遍存在，加上氣候潮濕，為橋梁鋼筋的銹蝕提供了合適的外部環(huán)境，北方地區(qū)冬季普遍采用撒鹽的方法防止橋面凍冰，富含CI-的鹽水滲入結(jié)構(gòu)混凝土體內(nèi)，大大加速了鋼筋的銹蝕。鋼筋銹蝕對(duì)橋梁的危害是十分嚴(yán)重的，有時(shí)甚至是致命的，由此可見，鋼筋銹蝕是影響橋梁結(jié)構(gòu)壽命安全的一個(gè)重要因素。由于種種原因，橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋的銹蝕廣泛存在，為了維持橋梁的正常運(yùn)營，需要對(duì)出現(xiàn)鋼筋銹蝕的橋梁進(jìn)行維修。124墩臺(tái)基礎(chǔ)病害橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)在常年使用過程中，除了承受上部構(gòu)造荷載外，還將承受土壓力、風(fēng)力

6、、流水壓力、冰壓力和浮力等各種力的作用。另外,自然界各種因素的影響作用以及由于過橋車輛的日益重型化，墩臺(tái)基礎(chǔ)經(jīng)常受到過重荷載的作用，因此，橋梁墩臺(tái)將會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞。橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)易產(chǎn)生的病害有以下幾個(gè)方面：(1)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)不均勻沉降，基礎(chǔ)的滑移和傾斜，以及基底局部沖空，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物的異常應(yīng)力和開裂等；(2)墩、臺(tái)身。各種水平、豎向和網(wǎng)狀裂縫，混凝土剝落、空洞和老化，鋼筋外露、銹蝕、結(jié)構(gòu)變形、移位等。125其他病害橋梁結(jié)構(gòu)中其他常見的病害包括：支座破壞,混凝土保護(hù)層不足混凝土失效，疏板、脹喜,裂紋甚至脫落，混凝土碳化速度快，碳化深度達(dá)到鋼筋表面,防震擋塊損壞，橋頭跳車嚴(yán)重，橋面排水不暢，欄

7、桿及人行道損壞等。這些病害不僅影響橋梁的美觀，也影響橋梁的使用。2橋梁檢測與加固技術(shù)2.1橋梁檢測技術(shù)對(duì)橋梁根據(jù)其所連接公路的等級(jí)，所在區(qū)域的經(jīng)濟(jì)、地區(qū)性特征等進(jìn)行分類，決定橋梁檢查的優(yōu)先順序。例如，礦產(chǎn)豐富的地區(qū)對(duì)公路運(yùn)輸依賴較大，應(yīng)優(yōu)先檢查；而位于國道的橋梁因其重要性也應(yīng)該優(yōu)先檢查等。檢查的具體步驟如下：(1)搜集資料及審核，如設(shè)計(jì)施工圖紙、養(yǎng)護(hù)記錄、竣工后橋梁運(yùn)營現(xiàn)狀、交通流等。(2)橋梁狀況檢查，實(shí)地勘踏,整體性檢查橋梁狀況，發(fā)現(xiàn)病害位置。將病害分類，選擇代表性區(qū)域進(jìn)行下一步詳細(xì)檢測，對(duì)代表性區(qū)域進(jìn)行實(shí)地性試驗(yàn)。(3)分析橋梁狀態(tài)并加固，出具勘查評(píng)估報(bào)告。對(duì)病害區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)或整體分析。

8、可通過數(shù)值模型根據(jù)現(xiàn)存規(guī)范計(jì)算橋梁承載力。(4)橋梁修復(fù)建議。根據(jù)檢測結(jié)果，建議橋梁長期、短期的修復(fù)及加固計(jì)劃。同時(shí)比較不同計(jì)劃的經(jīng)濟(jì)投入,制定交通管理和疏導(dǎo)方案，減少因?yàn)闃蛄盒迯?fù)而帶來的不便。2.2橋面維修加固技術(shù)橋梁加固是一種借加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來提高局部或整座橋梁承載能力或通過能力的措施。因此，橋梁加固工作一般以不更改原建筑形式為原則，只有在復(fù)雜的情況下才更改其結(jié)構(gòu)。如僅加固仍不足以適應(yīng)交通運(yùn)輸?shù)男枰?，必須進(jìn)行重建橋梁的一部或全部時(shí)，則在建新橋梁時(shí)，需將水泥混凝土鋪裝層的表面鑿毛，深度以使骨料露出為準(zhǔn)，用清水沖洗干凈斷面并充分潤濕，涂刷上同標(biāo)號(hào)的水泥砂漿，最后在橋梁承載能力容許范圍內(nèi)，鋪

9、筑一層1cm5cm厚的水泥混凝土鋪裝層。如橋面板的碎裂和其他損壞特別嚴(yán)重，混凝土質(zhì)量或施工狀況特別不良，且無適用的修補(bǔ)方法時(shí)，就必須采用重新澆筑新的混凝土橋面的措施。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12層鋼筋網(wǎng)，澆筑整體混凝土。而橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法是在舊有橋面板上，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，從而提高橋梁的承載能力。下面就常用橋梁的加固方法進(jìn)行探討。221橋面鋪裝加固(1)局部修復(fù)鑿補(bǔ)法。考慮到將來的發(fā)展，并按現(xiàn)行

10、橋梁設(shè)計(jì)及施工規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工。橋面鋪裝加固可以有各種不同的方式，視舊橋的情況、承載能力的減弱程度以及今后的任務(wù)而變。(3)采用擴(kuò)大或增加橋梁構(gòu)件截面的方法進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)特別注意新加部分與原有部分的結(jié)合，使其成為一個(gè)整體起到加固作用。不管采用何種加固方案，都應(yīng)考慮投資少、工效快、不中斷交通、技術(shù)上可行、有較好的耐久性等方面的要求。對(duì)于鋼筋混凝土橋梁，目前國內(nèi)外比較常使用的上部結(jié)構(gòu)加固方法有：壓力灌漿法(見圖1所示)；噴射砂漿法；橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法；梁下部截面增強(qiáng)法；鋼板粘貼法(見圖2所示);增設(shè)縱梁法：改變結(jié)構(gòu)體系加固法：預(yù)應(yīng)力加固法；更換部分或全部主梁法；填縫法。鋼筋銹蝕的維修鑿除松脫、剝離

11、已損壞部分混凝土。對(duì)鋼筋作除銹處理，并清理混凝土面上灰塵，對(duì)鋼筋除銹后即進(jìn)行防銹處理。涂以環(huán)氧膠液等粘結(jié)劑。立模、配料澆筑，或噴漿、涂抹施工。對(duì)新噴涂或澆筑混凝土面進(jìn)行表面處理。223墩臺(tái)基礎(chǔ)的加固應(yīng)根據(jù)墩臺(tái)基礎(chǔ)的不同損壞程度，不同的結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行維修加固,以確保行車安全，延長橋梁使用壽命，同時(shí)可避免拆除重建，從而減少投資，充分發(fā)揮現(xiàn)有公路基本設(shè)施的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?；A(chǔ)加固方法，常用的有水泥灌漿加固法、擴(kuò)大基礎(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。墩臺(tái)加固方法，常用的有鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固貫通裂縫的墩臺(tái)法、用支撐法或增設(shè)擋土墻法處理墩臺(tái)滑移、用頂升法加固產(chǎn)生過大

12、沉降的橋梁結(jié)構(gòu)等。伸縮縫問題加固伸縮縫應(yīng)注意日常保養(yǎng)，及時(shí)清除碎石、泥土等雜物，擰緊螺栓，必要時(shí)可加油保護(hù)；若有損壞或功能失效需要修理或更換時(shí)，應(yīng)先查明破損原因，依據(jù)缺陷程度確定是進(jìn)行部分修補(bǔ)，部分更換還是全部更換。(1)U形鋅鐵皮伸縮縫的維修。當(dāng)其鋅鐵皮老化、開裂、斷裂時(shí)，應(yīng)拆除并更換為新型伸縮縫；當(dāng)其軟性填料老化脫落時(shí)，先清除其縫隙泥土,重新注入新的填縫料；當(dāng)其鋪裝層破壞時(shí)，應(yīng)鑿除重新鋪筑，鑿除破損部位應(yīng)劃線切割，清除舊料后再澆筑新面層。(2)鋼板伸縮縫的維修。當(dāng)其鋼板變形、螺栓脫落、不能正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)及時(shí)拆除并更換為新型伸縮縫；當(dāng)鋼板與角鋼焊破裂時(shí)，應(yīng)消除污垢后重新焊牢；當(dāng)梳齒斷裂或出現(xiàn)裂縫后，也要采取焊接方法進(jìn)行修補(bǔ)。3結(jié)論與建議既有橋梁加固和改造實(shí)踐表明：利用既有橋梁加固，不僅提高橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與拆除另建相比，工期短、資金少，而且對(duì)現(xiàn)有交通運(yùn)輸影響小，有的甚至可以在不中斷交通的情況下完成。早期設(shè)計(jì)施工