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【摘 要】 随着社会的发展与进步,重视城市高架桥梁养护质量控制对于现实生活具有重要的意义。但是高架桥梁在施工之中还存在着一些问题,本文主要论述了高架桥梁病害的类型以及日常运行中的养护方法。
【关键词】 高架桥梁;病害;日常养护
引言:
社会经济的快速发展带动了城市的建设,城市高架桥梁的出现是社会发展的必然结果,同时也是维持正常交通和经济生活的必然选择。对于城市高架桥梁道路而言,其施工、养护质量的好坏直接关系到人民的生命和财产安全,对国民经济的发展具有非常重要的作用。因此,加强思想重视是前提,保证施工质量是关键,创新养护技术是大势。从实践来看,我认为,城市高架桥梁道路的整体技术升华主要体现在整个工程的施工建设和日常养护过程之中。
1、高架桥梁的基本特征分析
高架桥梁的主要类型有预应力混凝土简支箱梁、普通混凝土预制T梁、普通钢筋混凝土现浇梁、预应力箱梁、钢箱梁等形式。其桥梁的形式和用途都有高架桥梁特有的特征。部分大型高架桥总体长度较大,在立体曲线上必然会出现平坡和峰谷段;弯桥和人字型桥梁数量较多;桥梁的下部支撑结构不规则,双层式、骑马式、悬臂桥梁较为常见;车道较多,单幅桥面的宽度大;外界因素对施工的干扰较大等。
2、高架桥梁常见的病害
2.1箱梁积水导致结构强度降低
此种病害是因为梁体开裂而导致内部渗水,并在开裂处出现结晶盐。导致其形成的主要原因是桥梁的立面曲线上的起伏位置排水出现问题,同时桥宽而横坡小,容易在桥面上形成积水,在加上设计阶段对防水设计考虑不足,对预应力箱梁的承载能力预估不够,导致顶板较薄弱的位置出现裂缝,积水自然就进入到了箱梁的内部。此种情况一旦遭遇箱梁缺乏排气水孔,就会导致箱梁内的积水量增加。积水的增加就会导致桥梁的恒载荷增加,严重影响桥梁的安全性,同时积水会通过混凝土孔隙深入到底板与混凝土产生结晶,或者导致混凝土产生内应力,或者引发钢筋锈蚀膨胀,进而导致混凝土松散、开裂、强度降低、弹性模量改变、主筋的强度降低,此种情况形成恶性循环就会严重影响桥梁的使用安全。
2.2梁体或者其他结构出现裂缝
高架桥梁容易出现裂缝的主要结构有:主梁腹板、翼板、底板、梁帽等位置。高架桥梁的产生裂缝的原因较多,有绝大部分裂缝是因为综合因素而形成的。在桥梁工程中没有一种裂缝或者病害是由一种诱因导致的。从高架桥的裂缝产生情况看,可以分为以下几种:因为箱梁积水导致的裂缝,其产生的情况如上;在施工中因为工期因素导致桥梁预制时拆模过早,混凝土养护的时间不足等导致其产生收缩性裂缝,尤其是在梁体受到外部约束较大的情况下,更容易产生裂缝。以你为在施工中受到场地限制,高架桥的某些设计为弯桥,并且采用连续-钢构或者多跨刚构体以此满足桥梁使用中产生扭力和横向推力的影响,但是此种设计形式导致墩梁固结桥墩高度就会减小,如果外部温度发生变化,桥墩允许墩顶的水平位移范围较小,所以靠近桥面位置的刚性结构体容易在日照影响下而产生膨胀性开裂;桥梁整体产生不均匀的沉降也是导致桥梁刚性结构开裂的原因。
2.3梁体变位、支座悬空
高架桥梁为了配合相应的建筑或者地形、交通等需要对桥梁的形式进行必要的改变,如形成弯桥或者人字性桥。同时连接高架桥的匝道也同样会桥梁的形状改变而改变,以适应使用要求。弯桥的曲率半径越小所承受的车辆离心力和制动力也就越大,也容易导致桥梁的梁体因为受力不均而错位和悬空,尤其是横向约束力较小的桥梁。另外,前面提及的日照导致的桥梁的温度改变,使其受到的温度次内力、梁体几何尺寸的偏差、支座高度不足等原因都会导致梁体的侧移。
2.4桥墩沉降不均匀
高架桥梁施工突出特点就是需要在较为复杂的地形条件上进行施工,高架桥受到地形的影响更加明显。某些地下工程的施工对桥梁基础的影响会发生在施工阶段、使用阶段,各种地面工程、地下工程都会对高架桥的基础产生扰动,影响其地基稳定。对下水位的改变、土层承载能力的降低,都容易造成桥梁基础的沉降。另外,桥梁本身的施工中如果遇到塌方、流沙、涌水等情况,将会直接导致墩台的大幅度沉降,甚至倒塌。墩台是对连续桥梁、连续刚桥、拱桥等重要的支撑结构,其产生的失稳则直接影响桥梁的安全。
3、高架桥梁加固的措施
3.1增加截面配筋法
为了提高桥梁的强度和刚度、稳定性,通常可以在设计时采用增加截面积、配筋的方法进行加固。此方法主要是针对梁底或者侧面加大尺寸,增加配筋提高结构的刚性强度,以此提高桥梁的承载能力。
3.2结构外预应力加固
采用对钢筋混凝土或者预应力混凝土梁或者板的受拉区进行外部预应力进行加固,以此消除部分自重应力,以此大幅度提高桥梁结构的承载能力。此中方式的可以大幅度的提高箱梁等结构的承载能力。此种方式的优势为,自重小性能好,可以有效提高刚度降低开裂。
3.3桥面补强法
在梁顶上增加铺设一层混凝土层,通常是对旧桥面进行凿除,使得增加铺设的混凝土层面与梁结构直接结合成为整体。从而增加主梁的有效承载能力,改善桥梁载荷的横向分布,提高桥梁的安全性。此方法主要的缺陷就是需要采用人工的方式对桥面进行处理,工期较长,对原有的结构有可能会造成损伤,因此在采用时应进行全面的评估。
3.4加强桥梁的检测与监测
由于各种原因,桥梁可能存在先天缺陷,桥梁使用过程中经常处于满载甚至超载状态,部分九十年代初或之前竣工的旧桥已进入中修或大修周期,高架桥的总体情况存在一定的安全隐患。所以应对高架桥进行常规定期检测、结构定期检测和长期监测,尤其施工工地附近桥梁的检测。完善和建立高架桥的技术档案,建议使用数字桥梁管理系统进行建档,及时了解桥梁状况,发现桥梁安全隐患。
4、高架桥梁养护技术发展趋势
4.1新材料新工艺的使用
4.1.1金属喷涂技术在桥梁钢结构上的应用
目前,各类防腐涂料的防腐寿命一般为10~15年,世界各国大量应用实例都证明了这一点。防腐年限在15年以上主张采用金属喷涂防腐(如喷锌、喷铝)。该防腐涂层在30年使用期内无须其它任何防腐维护,实现一次防腐,涂层经久有效。
4.1.2高性能混凝土的使用
是一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性、速凝性作为设计的主要指标,能够使混凝土结构安全可靠地工作50~100年以上。
4.2信息技术的使用
通过设置在高架桥梁中的数据采集系统(AD转换)自动实时采集各个状态参数(几何监测;荷载监测;静动力反应监测;环境监测),并将采集到的数据及时传递到后台系统,分析桥梁状况,周期性地将分析结果与规定的安全标准做对比,当监测结果超过某一程度时,系统自动发出警报。
5、结语
高架桥梁的病害虽然有时在初期出现,对于桥梁的影响比较小,但是在时间的延长之下它的危害就会进一步的扩大,并产生衍生病害,危机整个桥梁的安全。综合的看,要控制病害就应该通过合理设计、预防维护、合理补强等等措施对病害来进行控制以及处理,科学有效的日常养护施工是长固之本。
参考文献:
[1]牛小虎.道路路面病害类型及养护方法与对策[J].四川建材,2013,05:159-161.
[2]高贵滨,薛丽,曹春龙.公路桥梁养护存在的问题及预防措施和方法[J].吉林交通科技,2006,02:50-51.
[3]邹进军.城市桥梁病害防治与养护维修技术探讨[J].科技风,2009,08:66.
【关键词】 高架桥梁;病害;日常养护
引言:
社会经济的快速发展带动了城市的建设,城市高架桥梁的出现是社会发展的必然结果,同时也是维持正常交通和经济生活的必然选择。对于城市高架桥梁道路而言,其施工、养护质量的好坏直接关系到人民的生命和财产安全,对国民经济的发展具有非常重要的作用。因此,加强思想重视是前提,保证施工质量是关键,创新养护技术是大势。从实践来看,我认为,城市高架桥梁道路的整体技术升华主要体现在整个工程的施工建设和日常养护过程之中。
1、高架桥梁的基本特征分析
高架桥梁的主要类型有预应力混凝土简支箱梁、普通混凝土预制T梁、普通钢筋混凝土现浇梁、预应力箱梁、钢箱梁等形式。其桥梁的形式和用途都有高架桥梁特有的特征。部分大型高架桥总体长度较大,在立体曲线上必然会出现平坡和峰谷段;弯桥和人字型桥梁数量较多;桥梁的下部支撑结构不规则,双层式、骑马式、悬臂桥梁较为常见;车道较多,单幅桥面的宽度大;外界因素对施工的干扰较大等。
2、高架桥梁常见的病害
2.1箱梁积水导致结构强度降低
此种病害是因为梁体开裂而导致内部渗水,并在开裂处出现结晶盐。导致其形成的主要原因是桥梁的立面曲线上的起伏位置排水出现问题,同时桥宽而横坡小,容易在桥面上形成积水,在加上设计阶段对防水设计考虑不足,对预应力箱梁的承载能力预估不够,导致顶板较薄弱的位置出现裂缝,积水自然就进入到了箱梁的内部。此种情况一旦遭遇箱梁缺乏排气水孔,就会导致箱梁内的积水量增加。积水的增加就会导致桥梁的恒载荷增加,严重影响桥梁的安全性,同时积水会通过混凝土孔隙深入到底板与混凝土产生结晶,或者导致混凝土产生内应力,或者引发钢筋锈蚀膨胀,进而导致混凝土松散、开裂、强度降低、弹性模量改变、主筋的强度降低,此种情况形成恶性循环就会严重影响桥梁的使用安全。
2.2梁体或者其他结构出现裂缝
高架桥梁容易出现裂缝的主要结构有:主梁腹板、翼板、底板、梁帽等位置。高架桥梁的产生裂缝的原因较多,有绝大部分裂缝是因为综合因素而形成的。在桥梁工程中没有一种裂缝或者病害是由一种诱因导致的。从高架桥的裂缝产生情况看,可以分为以下几种:因为箱梁积水导致的裂缝,其产生的情况如上;在施工中因为工期因素导致桥梁预制时拆模过早,混凝土养护的时间不足等导致其产生收缩性裂缝,尤其是在梁体受到外部约束较大的情况下,更容易产生裂缝。以你为在施工中受到场地限制,高架桥的某些设计为弯桥,并且采用连续-钢构或者多跨刚构体以此满足桥梁使用中产生扭力和横向推力的影响,但是此种设计形式导致墩梁固结桥墩高度就会减小,如果外部温度发生变化,桥墩允许墩顶的水平位移范围较小,所以靠近桥面位置的刚性结构体容易在日照影响下而产生膨胀性开裂;桥梁整体产生不均匀的沉降也是导致桥梁刚性结构开裂的原因。
2.3梁体变位、支座悬空
高架桥梁为了配合相应的建筑或者地形、交通等需要对桥梁的形式进行必要的改变,如形成弯桥或者人字性桥。同时连接高架桥的匝道也同样会桥梁的形状改变而改变,以适应使用要求。弯桥的曲率半径越小所承受的车辆离心力和制动力也就越大,也容易导致桥梁的梁体因为受力不均而错位和悬空,尤其是横向约束力较小的桥梁。另外,前面提及的日照导致的桥梁的温度改变,使其受到的温度次内力、梁体几何尺寸的偏差、支座高度不足等原因都会导致梁体的侧移。
2.4桥墩沉降不均匀
高架桥梁施工突出特点就是需要在较为复杂的地形条件上进行施工,高架桥受到地形的影响更加明显。某些地下工程的施工对桥梁基础的影响会发生在施工阶段、使用阶段,各种地面工程、地下工程都会对高架桥的基础产生扰动,影响其地基稳定。对下水位的改变、土层承载能力的降低,都容易造成桥梁基础的沉降。另外,桥梁本身的施工中如果遇到塌方、流沙、涌水等情况,将会直接导致墩台的大幅度沉降,甚至倒塌。墩台是对连续桥梁、连续刚桥、拱桥等重要的支撑结构,其产生的失稳则直接影响桥梁的安全。
3、高架桥梁加固的措施
3.1增加截面配筋法
为了提高桥梁的强度和刚度、稳定性,通常可以在设计时采用增加截面积、配筋的方法进行加固。此方法主要是针对梁底或者侧面加大尺寸,增加配筋提高结构的刚性强度,以此提高桥梁的承载能力。
3.2结构外预应力加固
采用对钢筋混凝土或者预应力混凝土梁或者板的受拉区进行外部预应力进行加固,以此消除部分自重应力,以此大幅度提高桥梁结构的承载能力。此中方式的可以大幅度的提高箱梁等结构的承载能力。此种方式的优势为,自重小性能好,可以有效提高刚度降低开裂。
3.3桥面补强法
在梁顶上增加铺设一层混凝土层,通常是对旧桥面进行凿除,使得增加铺设的混凝土层面与梁结构直接结合成为整体。从而增加主梁的有效承载能力,改善桥梁载荷的横向分布,提高桥梁的安全性。此方法主要的缺陷就是需要采用人工的方式对桥面进行处理,工期较长,对原有的结构有可能会造成损伤,因此在采用时应进行全面的评估。
3.4加强桥梁的检测与监测
由于各种原因,桥梁可能存在先天缺陷,桥梁使用过程中经常处于满载甚至超载状态,部分九十年代初或之前竣工的旧桥已进入中修或大修周期,高架桥的总体情况存在一定的安全隐患。所以应对高架桥进行常规定期检测、结构定期检测和长期监测,尤其施工工地附近桥梁的检测。完善和建立高架桥的技术档案,建议使用数字桥梁管理系统进行建档,及时了解桥梁状况,发现桥梁安全隐患。
4、高架桥梁养护技术发展趋势
4.1新材料新工艺的使用
4.1.1金属喷涂技术在桥梁钢结构上的应用
目前,各类防腐涂料的防腐寿命一般为10~15年,世界各国大量应用实例都证明了这一点。防腐年限在15年以上主张采用金属喷涂防腐(如喷锌、喷铝)。该防腐涂层在30年使用期内无须其它任何防腐维护,实现一次防腐,涂层经久有效。
4.1.2高性能混凝土的使用
是一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性、速凝性作为设计的主要指标,能够使混凝土结构安全可靠地工作50~100年以上。
4.2信息技术的使用
通过设置在高架桥梁中的数据采集系统(AD转换)自动实时采集各个状态参数(几何监测;荷载监测;静动力反应监测;环境监测),并将采集到的数据及时传递到后台系统,分析桥梁状况,周期性地将分析结果与规定的安全标准做对比,当监测结果超过某一程度时,系统自动发出警报。
5、结语
高架桥梁的病害虽然有时在初期出现,对于桥梁的影响比较小,但是在时间的延长之下它的危害就会进一步的扩大,并产生衍生病害,危机整个桥梁的安全。综合的看,要控制病害就应该通过合理设计、预防维护、合理补强等等措施对病害来进行控制以及处理,科学有效的日常养护施工是长固之本。
参考文献:
[1]牛小虎.道路路面病害类型及养护方法与对策[J].四川建材,2013,05:159-161.
[2]高贵滨,薛丽,曹春龙.公路桥梁养护存在的问题及预防措施和方法[J].吉林交通科技,2006,02:50-51.
[3]邹进军.城市桥梁病害防治与养护维修技术探讨[J].科技风,2009,08:66.