随着公路运输行业的日趋繁荣, 公路交通量与日俱增, 同时, 重型超载车辆也急剧增多, 大部分多年前修建的桥梁, 已经无法适应新的运营要求, 主要表现为:桥面净宽不足、荷载标准偏低、病害严重等。特别是修建年代比较久远、质量较差、病害较严重的老桥, 承载能力已不能维持正常的使用, 因而需要采取限重、限速的通行措施有时甚至不得不把危旧的桥梁关闭, 进行维修加固。因此, 分析桥梁问题产生的成因, 并及时采用科学、恰当、有效的方法进行桥梁维护, 具有重要的意义。
1 桥梁常见病害分析
1.1 双曲拱桥的常见病害
20世纪60、70年代, 在我国, 双曲拱桥是常用的一种拱桥形式。在当时, 机具设备十分有限, 对主体结构采用化整为零的方式, 修建了大量的双曲拱桥。随着社会的进步, 交通量增加, 车辆载重增加, 桥梁长期处于超载的状态下, 至今, 几乎所有的双曲拱桥, 都出现了不同程度的病害。在桥梁维修加固的工作中, 我们发现, 混凝土的破损是最常见的问题。通常有以下几种情形:部分桥梁主钢筋裸露、锈蚀;主梁底面或侧面的部分混凝土, 沿主筋的方向松散、剥落、纵裂, 箍筋裸露、锈蚀或断裂;T梁翼板接缝处、桥台、边梁、板间绞缝、盖梁等处, 渗水泛白严重, 泄水孔处, 流水侵蚀主梁, 使得该处混凝土劣化、松散, 表层处开裂。
混凝土破损形成的主要原因是:混凝土的保护层过薄, 混凝土的表面碳化, 使钢筋锈胀, 从而导致了混凝土胀裂脱落。此外由于桥面的防水性能差, 排水不畅, 或者泄水孔设置不合理, 伸缩缝橡胶止水带开裂、脱落等, 使构件长期受到水侵, 这就更加剧了钢筋的锈蚀, 导致构件表面的混凝土, 大面积剥落。
1.2 预应力混凝土空心板桥
纵向裂缝是预应力空心板结构的常见病害, 钢筋混凝土T梁的腹板出现弯曲裂缝, 多呈“L”或“U”型分布, 梁端斜向开裂, 部分裂缝的宽度已经超过限值;此外, 部分桥梁会出现每片梁有多条细微裂缝的情况, 大小和间距比较均匀, 多为收缩或拉伸裂缝;有的T梁桥, 由于缺少横向联系, 而出现扭转裂缝。对于板桥, 绞缝不同程度的脱落, 是另一个普遍存在的现象。单板受力就是由于板间绞缝被剪断脱落形成, 从而导致, 个别板承载力不足, 下挠严重, 桥面铺装被严重破坏。
2 常见的桥梁维修加固方法
2.1 针对双曲拱桥病害的维修加固方案
2.1.1 植筋、增大截面加固法
植筋与增大截面加固法, 是通过增大构件截面的面积, 或增加配筋率, 以此来提高钢筋混凝土梁的稳定性、刚度和强度的一种加固方法。这种方法一般采用在梁的底面或侧面, 增配主筋, 加大尺寸, 使主梁截面的有效高度提高, 从而提高桥梁的承载能力。在施工质量得到保证的情况下, 该技术的加固效果, 还是比较理想的, 更重要的是, 这种加固方法, 几乎不需要进行后期养护。但是, 在施工过程中, 由于增大截面法的全部作业过程需在梁底进行, 因此施工难度较大, 而且施工质量也不易控制。另外, 该技术很少用于加固维修板式桥梁, 一般用于加固T型截面梁。
2.1.2 粘贴钢板法
粘钢加固法, 一般是用环氧树脂, 或建筑结构胶, 在钢筋混凝土构件的表面, 粘贴型钢、钢筋、玻璃钢、钢板等抗拉强度高的材料, 使这些材料与结构共同受力, 形成整体, 从而提高构件的抗剪、抗弯能力, 同时可以减少构件的裂缝扩展。在确定使用粘钢加固法, 对桥梁的结构进行加固之前, 首先应了解桥梁存在的问题, 以及缺陷所产生的部位, 还有缺陷产生的原因, 同时还要确定钢板的规格, 及钢板粘贴的形式和部位。一般情况下, 要将钢板, 粘贴在被加固构件的受力部位的表面, 以便使钢板的强度作用, 得到充分的发挥。根据加固部位的受力情况不同, 粘贴的钢板所受的力, 也不相同, 计算时, 要根据具体情况, 分别进行设计和计算。
2.1.3 粘贴碳纤维布
对于跨径较大的桥梁, 所受拉应力、剪应力也较大, 受力部位常常出现裂缝和混凝土脱落等情况, 可采用粘贴碳纤维布地方法, 进行加固。碳纤维布, 具有能与混凝土形成一体, 共同受力、比重小、弹性模量小、疲劳强度高、抗拉强度大等特性, 而且该方法施工简便迅速, 后期基本不需要养护, 是一种比较理想的桥梁维修加固方法。用粘碳纤维布的方法进行加固, 首先, 应根据 (碳纤维片材加固混凝土结构技术规程) 选择性能、指标符合要求的碳纤维布和配套树脂类粘贴材料。进行施工时, 应先进行基底处理。对于宽度达到0.2mm以上的裂缝, 需采用压力灌浆的方法, 向裂缝内压注专用的裂缝准注胶, 以此封闭裂缝。基底处理完成后, 再粘贴碳纤维布。
2.2 针对预应力混凝土空心板桥病害的维修解决方案
2.2.1 桥台、基础增加砌体或砼损坏的加固
当基础在桥梁自重, 或车辆荷载作用下, 地基的应力严重不均匀时, 桥台或基础砼或坊工砌体局部拉应力过大, 容易出现裂缝。若不是承载力不足的原因, 只需对桥台和基础本身采取以下措施:重新浇筑砼、凿除;压环氧树脂砂浆灌缝的办法, 以此来处理裂缝;若裂缝已经贯通, 可用钢筋砼带, 或钢箍来进行加固。
2.2.2 基础承载力不足的加固维修
基础承载力不足, 是很严重的桥梁问题。桥梁的基础承载力不足, 主要表现在墩台上:沉降量超过设计规定值;基础不均匀沉降, 会产生自上而下的裂缝;墩台发生水平位移和倾斜。对于由于承载力不足, 而引起的桥墩台的损坏, 可用扩大基础加固法, 进行加固。即通过扩大基础底面积, 使地基应力过大的问题得到有效缓解;增补桩基的加固方法, 适用于原桩的深度不足, 或者水流冲刷, 引起桩的埋深不够等情况, 用扩大承台的办法, 将新老桩联成一个整体;在墩台的基础之下, 向墩台中心打入压浆管, 在一定压力下, 压注大的固结剂、水泥砂浆、加热的沥青等, 以此提高地基的承载能力。
摘要：在役桥梁出现问题, 是由多种原因造成的, 包括自然灾害、环境作用、桥梁设计及施工不当、重载汽车数量不断增加等。本文作者通过长期桥梁维护工作实践, 对大量的公路桥梁的定期检测结果进行归纳和总结, 列举出桥梁使用过程中的常见问题, 并分析其成因, 提出养护和维修的相关建议。
关键词：桥梁,维修加固,问题,措施
参考文献
[1] 郭永深, 叶见曙.桥梁技术改造[M].北京:人民交通出版社, 1991.
[2] 范立础, 顾安邦.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社, 1999.
[3] 刘真岩, 周建斌.旧桥维修加固施工方法与实例[M].北京:人民交通出版社, 2005.
[4] 张开鹏, 蒋玉龙, 曾雪芳.桥梁加固的发展与展望[J].中国公路学报, 2005.
[5] 毛雯丽.东山桥加固技术探讨[J].山西建筑, 2006, 32 (7) :131～132.