桥梁结构的维修与加固技术

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内容摘 要:桥梁结构应具有足够的强度,以承受作用于其上的重力和附加力,为了保证桥梁结构经常处于完好的技术状态,必时要须视情进行维修或加固.

关 键 词:桥梁,维修,加固

中图分类号:U445.7文献标识码:A

1桥梁病害成因

桥梁结构应具有足够的强度,以承受作用于其上的重力和附加力,结构各部必须具有足够的刚度,以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形,结构各部尺寸必须具有适当大小,以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲,丧失稳定性.同时结构也要具有较高的耐久性.由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性、计算假定的近似性,致使在长期使用过程中桥梁结构产生病害,其具体原因如下:

1.1原设计荷载偏低,交通发展后车辆荷载增大,桥梁因承载能力不足而产生病害.

1.2结构设计中存在缺陷,如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理.

1.3桥梁施工质量差,未按设计要求和施工规程实施.

1.4不重视桥梁后期养护工作,没有及时消除己产生的病害.

1.5洪水等自然灾害使桥梁产生损坏.

1.6地质条件差,如滑坡、软基等导致桥梁产生病害.

2桥梁结构的维修加固措施

为了保证桥梁结构经常处于完好的技术状态,延长其使用年限,满足承载能力和通行能力要求,除搞好正常工作、养护工作外,必时要须视情进行维修或加固.

2.1混凝土结构维修与加固

不管采用何种材料,何种方法对缺陷进行修补,都必须将表层已损混凝土清除至钢筋锈蚀范围或露出完好混凝土为止,其主要方法如下:对浅层或面积较小的损坏部分,可用手工凿除,再以水清洗干净,对浅层而面又较大的缺陷,可用高速射水清除,对损坏面积较大,且有一定深度或有蜂窝空洞者,可用气动工具凿除,个别部位铺以手工凿除,再以水清洗干净.

蜂窝、空洞及较大范围破损的部位,可采用新鲜混凝土进行修补.修补混凝土一般应与原混凝土标号相同或稍高,并具有良好的级配与和易性,以利捣实工作.

混凝土表层的风化、剥落、露筋及小面积破损,可采用粘结剂进行表面封涂.当混凝土结构破坏较大且深入构造内部一定深度时,可采用胶结剂浇筑涂层的方法进行修补.

混凝土结构中的钢筋,其锈蚀的维修方法与步骤如下:凿除松脱、剥离等已损混凝土,对钢筋体除锈处理,清除干净后即行防锈处理,涂以环氧树脂胶液等粘结剂,立模,配料浇筑或喷浆、涂抹修补材料,对新喷涂或浇筑混凝土面进行表面处理.

2.2桥梁结构物裂缝的修补

桥梁结构由于种种原因,将会产生裂缝,降低了结构的美观和整体性,需要根据具体情况,参考养护规范中桥梁构件裂缝限值和下列几个方面,确定是否需要进行修补:

2.2.1发展的裂缝,缝宽在六个月期间增大0.1mm以上时,

2.2.2裂缝宽度虽未增大,但裂缝数量增多时,

2.2.3裂缝宽度在0.3mm以上时,

2.2.4缝宽虽为0.2mm左右,但对结构产生危险时.

常用的修补方法有表面封闭修补法、压力灌浆修补法、表面粘贴玻璃布或碳纤维复合材料或钢板、凿槽嵌补、表面喷浆、打箍加固、封闭等修补方法.

2.3桥梁上部结构的加固

2.3.1钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土桥上部结构的加固

当结构受损或超载而承载能力不足时,需予以加固,从投资少,工效快,不中断交通,技术可行,有较好的耐久性等要求考虑,选用下列所述加固方法进行加固.

当具体承载力降低不大时,在梁顶面(桥面)上加铺一层钢筋混凝土面层,使其与原有主梁形成整体,达到加厚主梁高度和增大梁的抗压截面的目的,以提高梁的承载能力.

增设纵梁法:在墩台、地基安全性能好,并有足够承载能力的情况下,可增设新纵梁使之与旧主梁,共同受力,达到提高桥梁承载能力的目的.增设桥墩或改桥为涵的改变结构体系法:通过改变桥梁结构体系,如在简支梁下增设立柱或桥墩,缩短桥跨,或把相邻两跨简支梁加以连接,变成连续梁.对小桥还可采用桥改涵的形式,提高承载能力.或将旧梁部分或全部卸除,更换成荷载等级较高的新梁.此法加固效果显著,施工也较简便,但造价较高,影响交通的时间较长.

2.3.2桥面铺装层的维修与加固

对危害桥梁正常运行的部分进行经常性的养护维修,应保值桥面清洁,伸缩缝完好并能伸缩自由,疏通泄水孔等.桥面板出现表面碎裂、脱落或洞穴现象后,应采取局部修复的办法进行维修.修复时,先将破损部分凿除,再浇筑新鲜混凝土,并注意加强养护.如结构负载能力尚且允许,也可采用加铺一层沥青混凝土修补.

2.4墩台基础的维修与加固

2.4.1墩台基础的维修:水深H<3m时,可用围堰或套箱法,以砌石或混凝土填补冲空部分或色褒损坏部分.水深H>3m时,可通过潜水作业将袋装混凝土分层填塞冲空部分或包褒损坏部分.

当基础置于风化岩石上,基底外缘已被冲空时,应及时清除严重风化部分,填以混凝土并将周围风化地基用水泥砂浆封闭.

2.4.2墩台基础的加固:当基础承载力不足或埋置太浅,而又为刚性实体基础时,可加砌砌体或增补混凝土,以扩大原有基底面积的措施予以加固.

2.4.3地基加固:当基底土基松软或深层土质不良而影响基础正常受力时,可用人工地基加固法加固地基,常用方法有砂桩法和注浆法等.当软弱地基较厚时,将钢管或木桩打入基础周围土层后,然后将桩拔出,灌入干燥粗砂并捣实而成砂桩,使地基土的密实度得以提高.当易坍孔灌砂困难时,可采用砂袋套管与冲振法加固地基.注浆法是在墩台中心直向或斜向钻孔或打入管桩,通过孔眼及管孔压喷注浆于土层之中,通过浆液凝固把松散土固结或把岩石裂缝填塞的一种地基加固方法.

2.4.4墩台主体加固

当墩台有贯通性裂缝时,可用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固.一般在墩台身上、中、下分设三道围带,当墩台身有严重裂缝及大面积表面损坏、风化和剥落时,可采用围绕整个墩台身设置钢筋混凝土护套的方法进行加固.为加强围带与墩台身的连接,在墩台身内应埋置直径10―20cm的钢销,埋深约20倍的钢销直径即可.

桥台滑移倾斜的加固处理:对于埋置式桥台,当桥台受台背土压力而往桥孔方向产生倾斜或滑移时,可在桥台前(桥孔内)修筑撑壁进行加固,对于小跨径桥梁,为防止墩台滑移,可在墩台间加设水平支撑(如用浆砌片石铺底或设混凝土支撑梁)进行加固.

2.5桥面伸缩装置的维修

当软性填料松散脱落时,应清除原缝隙存留物后重新注入新的填缝料,当铺装层破坏时,应凿除后重新铺筑,伸缩缝损坏时,应予更换.松动不平整时,应重新调平并紧固之,脱出时,应重新嵌固并调平,老化失效时,应予以及时更换,焊接破裂时,应清除垢秽后重新焊牢,钢板出现裂缝或断裂时,应采取焊接修补.

2.6桥头引道的维修

桥头衔接处路面下沉,应作填补修理,使之连接平顺,不致产生跳车,挡墙、护栏损坏时,应及时修补或更换,护坡冲空或有其它损坏,应采取修补措施,引道上的涵管,水渠,有损坏时,应及时维修.

2.7超重车辆过桥的管理与加固

为了使运输特大、特重型工业设备的车辆驶过桥梁,不致引起桥梁的损坏甚至发生重大事故,必须加强超重车辆过桥时的管理工作,认真采取加固补强措施,配合超重车辆安全过桥.

为确保超重车辆安全过桥,应加强超重车辆过桥时的管理工作.货主单位应事先向公路部门提交超重车运行申请表并落实安全措施.公路部门根据货运单位提出的荷载参数,对沿线桥梁进行必要的分析,确定其是否可以过桥.同时提出超重车辆过桥的通行管理措施和加固措施.

为适应超重车辆过桥的要求,应采取一定的加固措施,常用的加固措施有:在桥面上搭设临时钢木过梁,以减轻桥梁负担的卸载措施,对桥梁结构进行临时或永久性加固,使桥梁承载能力提高的措施,对旧桥进行改建或搭建临时便桥的措施.