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合肥加固公司為您淺析公路橋梁病害的起因、檢測與加固
1、橋梁常見病害及產生的原因
通過實地調查,發現橋梁病害主要發生在建設年代久、設計荷載較低的一些橋上,以六、七十年代修建的拱類橋居多;也有個別新橋由于施工質量較差出現病害的。超重車輛是造成橋梁病害的一個重要原因,而缺少養護或養護不當又加速了橋梁的損壞。按橋梁基礎、下部結構、上部結構和橋面系等分類把橋梁病害大致歸納如下:
A、下部結構
實體式墩臺多由于基礎開裂或沉陷而引起的豎向裂縫或傾斜;柱式或框架式墩臺由于受力截面小,在荷載增加過大及基礎變位雙重影響的情況下,易造成蓋梁或立柱產生裂縫,使立柱鋼筋銹蝕,因而減小了立柱的有效受力截面,減少其承載能力。
B、上部結構
梁式橋除普遍存在支座老化、傾倒、銹蝕等通病外,主粱受力狀況一般良好,少部分梁體跨中撓度偏大并出現裂縫,梁底混凝土保護層出現開裂、脫落等現象。拱類橋病害偏多,其中石拱橋多產生由于基礎沉陷而引起的拱圈橫向開裂,而位于半填半挖路段的石拱橋則易產生順橋向裂縫、側向外傾等;桁架拱橋多為70年代水利部門所建,一般主拱圈矢跨比、斷面尺寸均過小,由于荷載的增加,易產生變形,使得拱圈拱腹部位鋼筋保護層開裂、脫落,鋼筋銹蝕;雙 拱橋除主拱圈易產生類似桁架拱橋的病害外,其拱坡一般由于未配置鋼筋加上拱肋間的橫向聯系較弱,而在波頂產生裂縫。
C、橋面系
橋頭跳車、欄桿、人行道和伸縮縫毀壞是目前橋梁普遍存在的通病。而橋面鋪裝過厚、排水不暢等現象多由于養護不當或不善引起的。
2 橋梁的檢測
A、常規檢查
①對于橋梁的總體尺寸、各部分構件的截面尺寸、鋼筋直徑及布置、支座位置等進行詳細的檢測、記錄;
② 對材料的性能如鋼筋混凝土和鋼筋的強度、彈性模量、圬工拱橋的石料標號、砂漿標號等進行測定和了解;
③對橋梁運營狀況,特別是橋梁存在的病害進行反復的現場觀測檢查和了解,檢查橋梁結構是否產生了位移和變形、混凝土施工質量如何、風化剝落情況以及局部的損傷、裂縫寬度、深度分布情況極其發展趨勢。
B、鑒定檢查
對發現的病害進行深入的檢查,判定病害的危害程度,以決定維修和加固的措施所進行的調查方式。對于不同指標的檢測分別采用以下不同的方法:
C、混凝土強度的檢測
(1)無損檢測法。無損檢測法又分機械(敲擊法、回彈儀法、撞擊法、槍擊法等)和物理(共振法、超聲波探測儀法)及綜合法。由于用單一的方法存在某些局限,測定結果不是很準確,故采用兩種或兩種以上的方法來綜合評定,則可提高測試的準確度并使應用范圍擴大。
(2)挖取試樣法。若無損檢驗結果不能滿足要求,在必要時,可采用從結構中挖取試樣,在試驗機上加載試驗,測定混凝土的實際強度。取試樣的部位既應具有代表性,又應為結構使用的安全所允許,而且要事先驗定主要鋼筋的位置,并避開它。
D、裂縫檢測
橋梁結構出現裂縫之后,應加強檢查與觀測。根據裂縫的特征,結合設計、施工資料進行分析、查明裂縫性質、原因極其危害程度,確定是否需要修補并為修補方案的制定提供可靠的依據。檢測內容包括:① 裂縫發生的部位、走向、寬度、分布狀況以及大小和長度等;②裂縫的變化發展情況。觀測裂縫的儀器一般有塞尺、手持式讀數顯微鏡。也可采用長標距裂縫應變片、千分表引伸儀等。
其方法如下:
① 在裂縫兩邊設置小標桿,兩桿間的距離用卡尺測量或者用讀數放大鏡直接測量裂縫的寬度。
②設置兩塊金屬板相接觸,量測并記下裂縫變化的尺寸。
③利用水泥漿或石膏作成薄片的標記貼在裂縫處,或用玻璃片,較牢固的紙糊在裂縫上,觀察其是否繼續開裂。在觀測裂縫時,要求記錄氣溫的情況。
E、承載力的檢測
現有橋梁承載力的檢定,常采用以下方法:
(1)分析計算法。首先對被檢定的橋梁結構進行檢查(搜集資料、現狀檢查、材質與地基的檢驗等),然后將檢查所得的有關資料和檢驗測量結果,運用橋梁結構計算理論及有關的經驗系數進行分析計算,從而評定出橋梁的安全承載能力。承載力由下式所得 P=PoK1K2K3K4
此法的關鍵是確定各種系數,系數的建立必須經過廣泛的調查研究。理論計算法是當原橋荷載等級不清楚或上述的各種系數較難確定時,應用結構計算理論,估算出橋梁結構可能承受的最大外力(如彎矩);然后,再與實際檢定的荷載相比較,從而判定出橋梁安全承載力的方法。
(2)荷載試驗法。此法是比較普遍采用的方法,通過現場荷載試驗及測試,可以直接檢驗橋梁的實際承載力。它又分為:靜載試驗和動載試驗。靜載試驗的加載量一般為設計荷載的0.8~1.0倍,試驗前應先進行估算。如果原橋的病害較大,初步判定承載能力將降低,則加載量可先低一點,逐步加載;若需要進行超載試驗,可逐步提高加載量,但要謹慎,加強檢查,加載方法采用時間短的方式,通常是采用車輛進行加載。測試內容包括應變、撓度和裂縫。
(3)實物調查比較法。此法是由實際交通情況來檢定橋梁承載力的動態求法。它是對被檢定橋梁進行相當長期的觀測,根據橋梁通過的車輛荷載,測定車輛通過時橋梁各主要部位的撓度(跨中或產生撓度最大處)、應變、應力、裂縫開展情況等數據,然后對這些數據進行統計分析,從而得出橋梁可以承受的荷載等級。
3 舊橋通病防治對策
針對以上主要病害,我們在制定具體的橋梁維修、改造或加固方案中,主要有以下幾點做法:
(1)橋梁基礎和下部結構。在春季枯水季節和夏季洪水過后,利用橋梁定期檢查的同時,及時發現并處治病害,按常規施工方法進行處理,對于部分樁基維修、加固,要充分考慮沖刷而不致產生負面效應;對于墩、臺身產生的部分豎向裂縫,除用環氧砂漿予以封堵外,還應用鋼絞線(結合鋼板)纏繞設箍并施加一定的預應力進行處理。
(2)梁橋。除個別T粱跨中撓度過大,需加強定期觀測外,一般主梁病害主要為梁底混凝土保護層脫落,維修時應先將已碎混凝土全部清除,并給鋼筋除銹,再用環氧砂漿抹平,施工時要求密實、平整、美觀。
(3)拱類橋。主拱圈的維修、加固,應先對裸露鋼筋表面及破碎保護層進行清理,然后采用型鋼全長幫襯并填充膨脹水泥混凝土進行加固,若欲增加拱肋斷面尺寸還應配置必要的受力鋼筋;對于側墻外傾、拱肋開裂等病害處置,宜先對全橋(或相鄰部分幾跨)卸載后,才能重新進行施工,其中拱上填料的更換以二灰爐渣為宜。
(4)橋面系。大部分橋梁行車病害集中反映在橋面系、橋面鋪裝的維修,切忌直接在原橋面上加鋪,以新做8-12cm厚的35#防水鋼筋混凝土面板為宜;伸縮縫的更換可采用先進的TsT材料(無縫伸縮縫)進行現場施工,基本適用于總伸縮量在5em范圍;欄桿系列除局部損壞可按原設計進行維修外,全橋改造可采用統一的混凝土防撞護欄形式,既安全又耐久。
4 結束語
隨著交通運輸事業的發展,交通運輸量大幅度增長,行車密度及車輛載重越來越大,尤其是重型車輛日益增多,再加上許多橋梁超負荷使用,已帶來嚴重的安全隱患。而改造又限于資金的緊缺,只能采取投資較少,施工期短,又能緩解當前運輸緊張狀態的維修與加固技術措施。因此,橋梁病害的檢測與病害原因分析就顯得尤為重要。
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安徽安泰加固工程有限公司、是一家集工程設計、施工為一體的高科技建筑技術企業,專門從事建筑結構工程加固、改造,現代預應力結構設計、施工,建筑物糾偏、地基基礎處理、錨桿靜壓樁以及建筑結構檢測和鑒定多種建筑工程工作。注冊資金:500萬元、公司擁有多位資深國家一級注冊結構工程師和注冊一(二)建造師,具有建筑結構設計、技術改造、工程加固等方面的豐富經驗,同時擁有一批高水平的管理人員和經驗豐富的施工隊伍,特別是在建筑結構加固領域有著獨特的技術優勢。擁有一批年輕、進取、務實的技術骨干和實踐專員,擁有強大技術力量支持并積累了豐富的加固工程實踐經驗、 公司本著“創新務實、認真做事”的企業宗旨,已經為數百家客戶的建筑進行了抗震或功能改造加固修復整體方案,滿足了客戶的建筑抗震或功能改變要求,根治杜絕了建筑結構上的安全隱患。同時公司提供的加固方案得到了廣大客戶和同仁的肯定,加固施工質量與服務水平均得到了廣大客戶及現場監理的認同和贊賞。目前,公司業務范圍涵蓋了建筑結構抗震及結構改造領域中加固技術咨詢、加固方案設計、加固施工、結構安全鑒定及檢測等各個方面, 公司經營項目遍及全國各地的建筑、市政、公路、水利、大型實體企業等行業。