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混凝土橋梁補強加固及養護管理探討
發布時間:2012-5-18 閱讀:3981次  

摘 要:分析了混凝土橋梁劣化與損傷的原因和現象,從橋梁的安全承載能力等方面介紹橋梁的檢測評定內容,論述了混凝土橋梁補強加固方法及橋梁養護管理措施。

  關鍵詞:混凝土橋梁;安全承載力檢測;補強加固;養護管理

  隨著交通建設的發展,交通運輸量大幅度提高,行車密度及車輛載重越來越大,損壞的橋梁座數逐年增多。僅2007年,呼倫貝爾市干線公路改建危橋2座,維修加固橋梁11座,另有2座橋梁計劃明年改建或加固。所以,加強橋梁養護管理,對有缺陷的橋梁進行安全承載力評定,進而及時采取措施進行加固補強,是公路養護中的重要課題。

  1 混凝土橋梁的劣化原因

  混凝土橋梁劣化原因一般包括設計與施工不當、環境因素影響、自然災害和人為破壞等。設計不合理、截面尺寸和鋼筋配置不符合力學要求;施工質量、建筑材料等方面出現問題,嚴寒酷暑的溫度交替、洪水的沖擊、地震破壞;交通超載、車輛撞擊等多種原因相互作用,惡性循環,形成橋梁的劣化與損傷。

  2 混凝土橋梁的劣化現象

  常見的劣化現象有裂縫、撞損、剝落、蜂窩、沖刷、鋼筋銹蝕等。混凝土裂縫引起鋼筋保護層破壞,致使空氣侵入,導致鋼筋銹蝕現象,是影響橋梁的承載力和耐久性

的重要因素;鋼筋銹蝕產生的體積膨脹使混凝土承受拉力而開裂剝落,造成鋼筋混凝土構件的劣化,是鋼筋混凝土構件破壞的主要原因;混凝土的剝落與剝離,減少了構件的截面積,增大了應力,并使得有害化學物質更容易向內侵蝕;車輛、船只等對橋梁的撞擊,造成橋或橋墩開裂、破壞;河水的沖刷會導致橋梁樁基外露,降低基樁的承載力,影響橋梁的穩定性和抗震能力。

  解決橋梁質量和安全隱患問題,首先要對橋梁的劣化與受損情況進行全面檢測,依據受損現狀進行安全檢測評定,確定結構物實際承載能力,判斷損傷是否對橋梁承載力構成威脅。我國目前主要采用檢測與計算相結合的方法對橋梁安全承載力進行評定。

  3.1 用計算方法對橋梁安全的承載力進行評定的過程

  ①用實際尺寸計算截面的承載力;②計算實際恒載,從截面承載力中減去實際恒載;③按設計要求計算實際活載;④按下式計算評定系數:

K=[Rd(fcd,fsd,S)-SdG(rQ,G)]/SdQ(rq,G) (1)

  其中,Rd為結構抗力;SdG掂為恒載組合設計值;SdQ為活載組合設計值。

  3.2 在橋梁養護中普遍用檢測方法對橋梁安全的承載力進行評定

  其過程如下:

  3.2.1 根據缺損程度、缺損對結構使用功能的影響程度

和缺損發展變化狀況等三個方面,以累加評分方法對部件缺損狀況做出等級評定(評定方法見《公路橋涵養護規范》表3.5.2
-1);

  3.2.2 按下式計算技術狀況評分:

Dr=100-∑RiWi/5

  其中,Dr為全橋結構技術狀況評分(0-100) Ri為各部件確定的評定標度(0-5),Wi為各部件權重,∑Wi=100

  3.2.3 評定分類采用下列界限。Dr≥88為一類,88>Dr≥60為二類,60>Dr≥40為三類,Dr<40為四類、五類。

  4 混凝土橋梁補強加固方法

  4.1 加大截面加固法

  增大截面加固法是在原結構基礎上再澆筑一定厚度的鋼筋混凝土,這是對鋼筋混凝土橋加固的一種常用的改造技術。增大混凝土截面一般采用兩種方式,一種是加厚橋面板;另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法施工工藝簡單、適應性強,并具有成熟的設汁和施工經驗,適用于較小跨徑的T梁橋或板橋的加固。采用此法加固后橋梁剛度明顯提高,承載能力也能取得較好的效果。該法也有明顯的缺點,比如混凝土構件的體積增大、自重增加、施工周期加長、施工空間大等。

  4.2 粘貼鋼板加固法

  以樹脂粘接鋼板與混凝土的結構加固法,該法施工快速、現場無濕作業或僅有抹灰等少量濕作業,對生產和生活影響小,且加固后對原結

構外觀和原有凈空無顯著影響,但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平。適用于承受靜力作用且處于正常濕度環境中的受彎或受拉構件的加固。
  4.3 粘貼碳纖維增強塑料加固法

  粘貼碳纖維加固技術 采用專門的樹脂將碳纖維粘貼于混凝土結構受拉表面時碳纖維與原結構形成新的受力整體,碳纖維與鋼筋共同承受荷載,降低了鋼筋應力,從而使結構達到了加固和補強效果。粘貼碳纖維加固技術的主要特點是:幾乎不增加結構自重和截面尺寸,不改變凈空高度,施工方便,對原結構幾乎不會造成新的損傷,具有良好的耐腐蝕性、耐久性和抗疲勞性能,根據受力分析可進行多層粘貼進行補強,其方向性也可以靈活掌握。此外碳纖維質地柔軟,加固后可用混凝土砂漿涂敷,或根據要求涂裝各種顏料,修復補強不留痕跡。可在不改變結構外型的前提下補強各種混凝土結構物,包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風、控制裂縫和撓度的擴展,增加結構的延性。

  4.4 噴凝土加固法

  噴凝土加固法是在原有結構上噴涂一層高品質的混凝土,以恢復對鋼筋的保護,提高已剝離或變質的混凝土強度,提供美觀表面的功能,是目前常用的維修加固方法。

  4.5 增加支承加固法

  該法簡

單可靠,但易損害建筑物的原貌和使用功能,并可能減小使用空間。適用于具體條件許可的混凝土結構加固。

  5 橋梁養護管理

  近年來,社會各界對橋梁安全十分關心,加大了對超限運輸的治理力度,但超限車輛依然沒有根除,為了保證橋梁安全暢通,在橋梁養護管理中要認真做到以下幾點。

  ①認真落實橋梁工程師負責制。②認真執行《公路橋涵養護規范》中關于橋梁檢查的規定,制定巡視制度。根據實際情況增加定期檢查頻度,及時掌握橋梁病害的發生、發展和變化情況,準確判斷橋梁結構的強度和技術狀況。③掌握各條路線車流量的變化,尤其是重車流量的變化,從而掌握每座橋梁實際承受荷載的變化,監視橋梁的安全。另外,因為施工等原因需要車輛繞行時,對繞行路線上的橋梁要加強檢查。④三,四類橋梁一經發現,及時做出限載、限速或斷交的決定,保證車輛和行人的安全。根據情況,派專人看管,避免意外事故發生。⑤多方籌措資金,及時改造加固危病橋。《公路養護技術規范》第4.1.10條中要求“
公路管理機構應采取積極措施,提高橋梁載重能力適應率”。⑥在橋梁管理中注意發揮橋梁專家的作用。在橋梁檢測和加固方案的研討中要約請有關專家參與。

  6 結語

  交通事業的發展,對公路橋梁的養護提出了更高的要求。新舊橋并存、荷載標準不一的現狀,短時間內不可能徹底扭轉。因此,必須加強橋梁的養護和管理,努力提高橋梁載重能力適應率,保證橋梁安全。在橋梁改造中,舊橋加固必將發揮重要作用,要深入開展橋梁加固的研究。

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