论文部分内容阅读
【摘 要】 本文作者分析了高速公路桥梁的使用现状及加固的原因,介绍了加固方法与一些技术措施。
【关键词】 高速公路;桥梁;加固施工
每座桥梁的具体情况各不相同,在高速公路桥梁加固改造工程中具有各自不同的特点,但也存在相同的特点,在桥梁利用、加固、改造工作中,都要采用最先进的技术和材料,制定和实施切实可行的施工技术,使桥梁继续发挥原有的功能。公路桥梁加固技术是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。然而加固施工工艺相对较复杂,要求桥梁加固工程取长补短,不仅延长了原桥的使用寿命,同时还增强了原桥的承载能力。桥梁加固将是桥梁工程界一个非常迫切的任务,体外预应力是一种有效的桥梁加固方法,简单易行,不影响行车,受力途径明确,能显著提高结构承载力和抗裂度,有效改善结构的应力状态。
1 桥梁维修加固的基本概念
养护维修是一项经常性的工作,一发现桥梁产生小的缺陷,就必须及时处理,由养护部门对缺陷进行修理,日常的养护维修对于防止缺陷的产生和扩大具有积极的意义,补强是通过对桥梁构件和重大病害进行彻底整治来提高整座桥梁承载能力作用的加固,称为永久性的加固,为了维持临时通车而采用的临时加大,称为临时性的加固,对旧桥进行拓宽,升高桥面,改桥为涵,全部更换桥梁主要承重构件等工作一般称为桥梁的改建[2]。
2 高速公路桥梁的使用现状及原因
2.1由于高速公路桥梁在现实生活中使用频率较高,但是却缺乏时常性的检查和维护,因此在自然环境和使用环境的作用下,公路或桥梁的桥面板很容易遭到损坏,特别是沥青材料铺装的桥面以及那些使用年限较长的桥梁。
路面或者桥面的不平整,会导致车辆行驶不舒适,严重的甚至会出现跳车现象。这主要是因为,在现实中,由于缺乏养护,加上车辆行驶造成的磨耗,简支梁的梁端接头处和挂梁的悬臂挂梁支点处的填缝材料很容易会发生脱落,因此会出现大沟槽,引起跳车现象的发生,而跳车处系因临近梁段的振动导致构件的受重过度。如果对此不改进,肯定会缩短桥梁的原本使用寿命。许多中型以及小型桥梁,在现实中普遍存在因长期无人清扫、整理的问题,桥面不清洁,泄水孔堵塞,下雨时桥面产生积水,车辆过桥时泥水飞溅,影响通行能力。
2.2在许多没有保养的高速公路线上,我们不难看到,因机动车交通事故造成的桥面或者路面栏杆损坏,由于没有及时的维修和恢复,使得桥上交通缺乏安全感,况且还影响道路的美观。
2.3许多路面和桥梁桥面,与引道路面衔接的不够平顺,因为桥头引道高填土不均匀沉降。因此车辆驶过桥头时,会产生轻微或严重跳车现象。桥头跳车的结果,不仅仅会减缓车速,还会降低行车舒适性,此外还影响桥梁的使用寿命,甚至会导致交通事故。
2.4桥梁在交付使用后出现了裂缝、空洞以及沉陷和变位等情形,如果能在日常维修养护中经常检查與及时修补,还不致钢筋锈蚀,否则,小裂缝将发展成大裂缝,且活动支座也失去基本的活动能力,造成混凝土脱落。
2.5很多中型、小型桥梁的桥孔水流不畅,导致桥孔附近的河床淤塞。而位于城镇郊区以及工厂附近的桥梁,都由于排放大量生活污水和工业废水,使桥孔淤塞更为严重。
2.6许多桥梁由于建造年限较长,标准较低,桥面窄小。在高速公路的维修改建中,往往路面拓宽,而桥梁没有相应拓宽改建,形成“瓶颈”,既影响通过能力,又增加行车的危险性。
3 高速公路桥梁加固的必要性
公路桥梁与很多其他建筑物一样,都有生命周期。这些生命周期一般都是在自然环境的影响及实际道路的适用状况,高速公路及桥梁的腐蚀程度越深,就越有交通事故的隐患,因此对桥梁及高速公路加固和改造,是非常有必要的。
3.1加固高速公路桥梁节省建设资金
适当的对高速公路桥梁进行加固改造,是从长远的为国家省钱,且能维护其正常的职能。主要因为,拆除旧桥、重新建设需要大量的资金投入,再者加固和改造可以恢复和提高原有桥梁的承载能力以及交通运输能力,有效的延长桥梁的使用寿命,缓解交通压力。
3.2加固高速公路桥梁能够保证高速公路桥梁质量
加固改造尽量在原有高速公路桥梁的基础上进行,这样能够保证高速公路桥梁的质量。因为桥梁如果出现病害,他的缺陷的部位就是他质量薄弱的地方,因此在桥梁加固改造时,应针对性的进行,以此提高公路桥梁的服务水平和通行能力。
3.3加固高速公路桥梁能推动可持续发展
高速公路桥梁的可持续发展,是指不仅满足人们现在的需求,还能满足,且不伤及子孙后代的发展。这是适应当代的社会、环境、经济以及能源协调发展的模式。
4 桥粱加固的步骤与原则
一般来说,桥梁的加固包括现有桥梁的改造及病害桥梁的修复。桥梁的加固与桥梁的设计一样,除了满足设计规范、符合技术要求、经济合理及结构安全的原则外,还必须经过一定的程序和步骤,其步骤及基本原则如下:
4.1桥梁结构由于结构失效或损伤经评估不能满足结构安全或正常使用要求时,必须进行加固。加固设计的内容及范围,应根据评估结论及委托方要求确定。
4.2建立既有桥梁维修、加固、重建的经济分析模型,选择技术可行、经济合理、对现有交通干扰小的方案实施,以保证改造后的桥梁能安全运营。
4.3根据需要改造桥梁的评估结论和经济分析,当得知现有桥梁可以通过加固、维修达到使用要求的结论后,再提出桥梁加固设计方案。
4.4对于大桥、特大桥,其主要承重构件需要加固补强时,加固设计方案不少于两个,进行方案评选和经济评估,选择最佳加固方案。
4.5加固设计及施工尽量不破坏原结构,并保留有利用价值的构件,避免不必要的拆除与更换。加固设计应与施工方法紧密结合,并采取有效措施。加固设计应按结构实际损坏情况进行计算。 4.6在加固施工中,应尽可能减少对桥上及桥下行车及行人的干扰,采取必要的措施,减少对周边环境的污染。
4.7在施工过程中,若发现原结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷时,应立即停止施工,会同加固方案设计者进行研究,待采取有效措施处理后,方能继续施工。加固施工过程中注意安全防护工作,保证施工人员安全。
5 加固措施
5.1封缝处理
先用钢丝刷清除裂缝表面的灰尘、浮碴及松散物,确定需要封闭的范围,用气压0.2MPA的压缩空气清除缝内浮尘,用工业丙酮将裂缝刷洗干净。沿清理好的缝涂一层环氧树脂胶留出埋设灌浆底座的位置,待胶干后用树脂胶埋设灌浆底座。灌浆材料选用一灌浆材料,在干燥或潮湿环境下固化具有收缩性小、强度高、韧性好、可灌性好等特点,浆液配比均有说明。
施工顺序先将配制好的浆液吸人软管,装好注浆器,逐孔灌浆,如单孔不足可取下灌浆器补充后再继续灌注,灌后及时堵死灌浆孔。灌浆完毕待树脂初凝后凿除灌桨底座,并用环氧树脂胶封缝
5.2盖梁加固
盖梁侧面粘贴的钢板应预先设计尺寸裁出备用,在盖梁侧面放出粘钢位置大样用切割机沿边线切割砼深1CM,然后用钢钎凿毛,剔出带槽,在剔好的槽内按设计锚固间距钻孔,空乓机吹净孔内粉尘后用配好的环氧树脂在孔内植人螺栓。根据盖梁预埋螺栓情况确定钢带钻孔位置,用角磨机对钥板猫合面除锈并打出横纹猫结前用丙酮对钢板猫结面及硷表面进行擦拭,以去除灰尘及油渍。硅表面用毛刷涂一道环氧胶液,钢板翁结面涂抹配好的环氧砂浆,砂浆涂抹宜中厚外薄,均匀一致,然后对准孔位粘合到硅表面。钢板粘好后立即紧固螺母,交替间隔紧固,同时不断轻敲钢板使砂浆扩散,排出气泡,使钥板平整,浆体饱满密实。粘完钢板30H后,用小锤轻敲钢板表面,判断密实程度如钢板猫结面小于此应剥下重粘。钢板猫结合格后应及时刷防锈漆。钢板的环氧砂浆固化后,支立模板在盖梁底部浇筑环氧砂浆。环氧硷应浇筑密实,与原硅结为一体。
5.3桥墩加固處理
设计要求桥墩侧面裂缝封缝后先在侧面纵向粘贴两层碳纤维片,再环向粘贴两层碳纤维片。碳纤维片与其他加固方法相比具有高强、耐腐蚀、不增加构件自重、便于施工等特点。加固前对加固桥面进行交通控制,尽可能对加固构件卸荷对加固底面的硅表层出现的剥落、空鼓、腐蚀等部位应先凿除,用角磨机、砂纸等除去硷表面的浮浆、油污,构件表面打磨平整,转角处打成圆弧状。硅表面清理干净并保持干燥。将底层树脂均匀刷于硷表面,待固化后以指触干燥为准,再将构件表面凹陷部位用找平胶填平。浸润胶调好后均匀涂于待粘贴部位,将裁好的碳纤维片粘于构件上用滚筒反复滚压去除气泡,将浸润胶充分浸透碳纤维片,待碳纤维片表面指触干燥后可进行下一层的粘贴。在最后一层碳纤维片表面均匀涂抹浸润胶。碳纤维片端部用横向碳纤维片固定,碳纤维片与硷的粘结质量可用手压碳纤维片表面的方法检查,总有效面积不应小于95%,当空鼓面积小于10000mm2时,可用针管注胶的方法进行修补,当空鼓面积大于10000mm2时应将空鼓部位的碳纤维片切除重新搭接等量的碳纤维片,搭接长度不应小于100MM。加固后的碳纤维片表面应涂一层水泥漆进行保护。
6 结束语
路桥加固、维修将是一个永久性的课题,路桥的加固是一项既综合繁杂,应当引起各级公路主管部门的领导充分重视,积极引进和开发路桥加固、改造的先进技术、材料和设备,合理确定加固、改造方案,让有限资金发挥更大的效益。
参考文献:
[1]韩光文.高速公路桥梁加固施工技术与质量控制[J].民营科技,2011,(08).
[2]赵锐,祝月新.浅谈公路桥梁加固施工技术[J].中国新技术新产品,2013,(01).
[3]黄文,胡慧敏.对公路桥梁加固施工技术的有限分析[J].建材发展导向,2010,(03).
[4]杨琪,等.高速公路桥梁加固成套与工程实践[M].北京:人民交通出版社,2010.
[5]刘海明.公路桥梁施工安全控制技术探讨[J].科技信息导报,2012,(10).
【关键词】 高速公路;桥梁;加固施工
每座桥梁的具体情况各不相同,在高速公路桥梁加固改造工程中具有各自不同的特点,但也存在相同的特点,在桥梁利用、加固、改造工作中,都要采用最先进的技术和材料,制定和实施切实可行的施工技术,使桥梁继续发挥原有的功能。公路桥梁加固技术是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。然而加固施工工艺相对较复杂,要求桥梁加固工程取长补短,不仅延长了原桥的使用寿命,同时还增强了原桥的承载能力。桥梁加固将是桥梁工程界一个非常迫切的任务,体外预应力是一种有效的桥梁加固方法,简单易行,不影响行车,受力途径明确,能显著提高结构承载力和抗裂度,有效改善结构的应力状态。
1 桥梁维修加固的基本概念
养护维修是一项经常性的工作,一发现桥梁产生小的缺陷,就必须及时处理,由养护部门对缺陷进行修理,日常的养护维修对于防止缺陷的产生和扩大具有积极的意义,补强是通过对桥梁构件和重大病害进行彻底整治来提高整座桥梁承载能力作用的加固,称为永久性的加固,为了维持临时通车而采用的临时加大,称为临时性的加固,对旧桥进行拓宽,升高桥面,改桥为涵,全部更换桥梁主要承重构件等工作一般称为桥梁的改建[2]。
2 高速公路桥梁的使用现状及原因
2.1由于高速公路桥梁在现实生活中使用频率较高,但是却缺乏时常性的检查和维护,因此在自然环境和使用环境的作用下,公路或桥梁的桥面板很容易遭到损坏,特别是沥青材料铺装的桥面以及那些使用年限较长的桥梁。
路面或者桥面的不平整,会导致车辆行驶不舒适,严重的甚至会出现跳车现象。这主要是因为,在现实中,由于缺乏养护,加上车辆行驶造成的磨耗,简支梁的梁端接头处和挂梁的悬臂挂梁支点处的填缝材料很容易会发生脱落,因此会出现大沟槽,引起跳车现象的发生,而跳车处系因临近梁段的振动导致构件的受重过度。如果对此不改进,肯定会缩短桥梁的原本使用寿命。许多中型以及小型桥梁,在现实中普遍存在因长期无人清扫、整理的问题,桥面不清洁,泄水孔堵塞,下雨时桥面产生积水,车辆过桥时泥水飞溅,影响通行能力。
2.2在许多没有保养的高速公路线上,我们不难看到,因机动车交通事故造成的桥面或者路面栏杆损坏,由于没有及时的维修和恢复,使得桥上交通缺乏安全感,况且还影响道路的美观。
2.3许多路面和桥梁桥面,与引道路面衔接的不够平顺,因为桥头引道高填土不均匀沉降。因此车辆驶过桥头时,会产生轻微或严重跳车现象。桥头跳车的结果,不仅仅会减缓车速,还会降低行车舒适性,此外还影响桥梁的使用寿命,甚至会导致交通事故。
2.4桥梁在交付使用后出现了裂缝、空洞以及沉陷和变位等情形,如果能在日常维修养护中经常检查與及时修补,还不致钢筋锈蚀,否则,小裂缝将发展成大裂缝,且活动支座也失去基本的活动能力,造成混凝土脱落。
2.5很多中型、小型桥梁的桥孔水流不畅,导致桥孔附近的河床淤塞。而位于城镇郊区以及工厂附近的桥梁,都由于排放大量生活污水和工业废水,使桥孔淤塞更为严重。
2.6许多桥梁由于建造年限较长,标准较低,桥面窄小。在高速公路的维修改建中,往往路面拓宽,而桥梁没有相应拓宽改建,形成“瓶颈”,既影响通过能力,又增加行车的危险性。
3 高速公路桥梁加固的必要性
公路桥梁与很多其他建筑物一样,都有生命周期。这些生命周期一般都是在自然环境的影响及实际道路的适用状况,高速公路及桥梁的腐蚀程度越深,就越有交通事故的隐患,因此对桥梁及高速公路加固和改造,是非常有必要的。
3.1加固高速公路桥梁节省建设资金
适当的对高速公路桥梁进行加固改造,是从长远的为国家省钱,且能维护其正常的职能。主要因为,拆除旧桥、重新建设需要大量的资金投入,再者加固和改造可以恢复和提高原有桥梁的承载能力以及交通运输能力,有效的延长桥梁的使用寿命,缓解交通压力。
3.2加固高速公路桥梁能够保证高速公路桥梁质量
加固改造尽量在原有高速公路桥梁的基础上进行,这样能够保证高速公路桥梁的质量。因为桥梁如果出现病害,他的缺陷的部位就是他质量薄弱的地方,因此在桥梁加固改造时,应针对性的进行,以此提高公路桥梁的服务水平和通行能力。
3.3加固高速公路桥梁能推动可持续发展
高速公路桥梁的可持续发展,是指不仅满足人们现在的需求,还能满足,且不伤及子孙后代的发展。这是适应当代的社会、环境、经济以及能源协调发展的模式。
4 桥粱加固的步骤与原则
一般来说,桥梁的加固包括现有桥梁的改造及病害桥梁的修复。桥梁的加固与桥梁的设计一样,除了满足设计规范、符合技术要求、经济合理及结构安全的原则外,还必须经过一定的程序和步骤,其步骤及基本原则如下:
4.1桥梁结构由于结构失效或损伤经评估不能满足结构安全或正常使用要求时,必须进行加固。加固设计的内容及范围,应根据评估结论及委托方要求确定。
4.2建立既有桥梁维修、加固、重建的经济分析模型,选择技术可行、经济合理、对现有交通干扰小的方案实施,以保证改造后的桥梁能安全运营。
4.3根据需要改造桥梁的评估结论和经济分析,当得知现有桥梁可以通过加固、维修达到使用要求的结论后,再提出桥梁加固设计方案。
4.4对于大桥、特大桥,其主要承重构件需要加固补强时,加固设计方案不少于两个,进行方案评选和经济评估,选择最佳加固方案。
4.5加固设计及施工尽量不破坏原结构,并保留有利用价值的构件,避免不必要的拆除与更换。加固设计应与施工方法紧密结合,并采取有效措施。加固设计应按结构实际损坏情况进行计算。 4.6在加固施工中,应尽可能减少对桥上及桥下行车及行人的干扰,采取必要的措施,减少对周边环境的污染。
4.7在施工过程中,若发现原结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷时,应立即停止施工,会同加固方案设计者进行研究,待采取有效措施处理后,方能继续施工。加固施工过程中注意安全防护工作,保证施工人员安全。
5 加固措施
5.1封缝处理
先用钢丝刷清除裂缝表面的灰尘、浮碴及松散物,确定需要封闭的范围,用气压0.2MPA的压缩空气清除缝内浮尘,用工业丙酮将裂缝刷洗干净。沿清理好的缝涂一层环氧树脂胶留出埋设灌浆底座的位置,待胶干后用树脂胶埋设灌浆底座。灌浆材料选用一灌浆材料,在干燥或潮湿环境下固化具有收缩性小、强度高、韧性好、可灌性好等特点,浆液配比均有说明。
施工顺序先将配制好的浆液吸人软管,装好注浆器,逐孔灌浆,如单孔不足可取下灌浆器补充后再继续灌注,灌后及时堵死灌浆孔。灌浆完毕待树脂初凝后凿除灌桨底座,并用环氧树脂胶封缝
5.2盖梁加固
盖梁侧面粘贴的钢板应预先设计尺寸裁出备用,在盖梁侧面放出粘钢位置大样用切割机沿边线切割砼深1CM,然后用钢钎凿毛,剔出带槽,在剔好的槽内按设计锚固间距钻孔,空乓机吹净孔内粉尘后用配好的环氧树脂在孔内植人螺栓。根据盖梁预埋螺栓情况确定钢带钻孔位置,用角磨机对钥板猫合面除锈并打出横纹猫结前用丙酮对钢板猫结面及硷表面进行擦拭,以去除灰尘及油渍。硅表面用毛刷涂一道环氧胶液,钢板翁结面涂抹配好的环氧砂浆,砂浆涂抹宜中厚外薄,均匀一致,然后对准孔位粘合到硅表面。钢板粘好后立即紧固螺母,交替间隔紧固,同时不断轻敲钢板使砂浆扩散,排出气泡,使钥板平整,浆体饱满密实。粘完钢板30H后,用小锤轻敲钢板表面,判断密实程度如钢板猫结面小于此应剥下重粘。钢板猫结合格后应及时刷防锈漆。钢板的环氧砂浆固化后,支立模板在盖梁底部浇筑环氧砂浆。环氧硷应浇筑密实,与原硅结为一体。
5.3桥墩加固處理
设计要求桥墩侧面裂缝封缝后先在侧面纵向粘贴两层碳纤维片,再环向粘贴两层碳纤维片。碳纤维片与其他加固方法相比具有高强、耐腐蚀、不增加构件自重、便于施工等特点。加固前对加固桥面进行交通控制,尽可能对加固构件卸荷对加固底面的硅表层出现的剥落、空鼓、腐蚀等部位应先凿除,用角磨机、砂纸等除去硷表面的浮浆、油污,构件表面打磨平整,转角处打成圆弧状。硅表面清理干净并保持干燥。将底层树脂均匀刷于硷表面,待固化后以指触干燥为准,再将构件表面凹陷部位用找平胶填平。浸润胶调好后均匀涂于待粘贴部位,将裁好的碳纤维片粘于构件上用滚筒反复滚压去除气泡,将浸润胶充分浸透碳纤维片,待碳纤维片表面指触干燥后可进行下一层的粘贴。在最后一层碳纤维片表面均匀涂抹浸润胶。碳纤维片端部用横向碳纤维片固定,碳纤维片与硷的粘结质量可用手压碳纤维片表面的方法检查,总有效面积不应小于95%,当空鼓面积小于10000mm2时,可用针管注胶的方法进行修补,当空鼓面积大于10000mm2时应将空鼓部位的碳纤维片切除重新搭接等量的碳纤维片,搭接长度不应小于100MM。加固后的碳纤维片表面应涂一层水泥漆进行保护。
6 结束语
路桥加固、维修将是一个永久性的课题,路桥的加固是一项既综合繁杂,应当引起各级公路主管部门的领导充分重视,积极引进和开发路桥加固、改造的先进技术、材料和设备,合理确定加固、改造方案,让有限资金发挥更大的效益。
参考文献:
[1]韩光文.高速公路桥梁加固施工技术与质量控制[J].民营科技,2011,(08).
[2]赵锐,祝月新.浅谈公路桥梁加固施工技术[J].中国新技术新产品,2013,(01).
[3]黄文,胡慧敏.对公路桥梁加固施工技术的有限分析[J].建材发展导向,2010,(03).
[4]杨琪,等.高速公路桥梁加固成套与工程实践[M].北京:人民交通出版社,2010.
[5]刘海明.公路桥梁施工安全控制技术探讨[J].科技信息导报,2012,(10).