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橋梁病害類型及成因分析
2011-07-15 來源:管路網(wǎng)
橋梁在使用過程中常存在一些病害,如果不及時(shí)對這些病害進(jìn)行修補(bǔ)和維護(hù),還會(huì)造成主體結(jié)構(gòu)的破壞。因此必須加強(qiáng)橋梁病害的預(yù)防,分析病害成因,然后才能根據(jù)橋梁的不同病害的特點(diǎn),針對性地制定相應(yīng)的維修對策。

    1 橋面病害類型及成因

    根據(jù)對多座橋梁橋面的調(diào)查,橋梁的嚴(yán)重病害情況為橋面鋪裝松散破碎、修補(bǔ)損壞、梁板出現(xiàn)橫向裂縫、梁板底面局部出現(xiàn)孔洞、梁板底勾縫脫落及滲水現(xiàn)象。

    由于重載超載車輛的增加 ,橋面鋪裝損壞嚴(yán)重,且有屢補(bǔ)屢壞現(xiàn)象,板間連接損壞造成單板受力,梁板 出現(xiàn)橫向裂縫問題的橋梁較多,有多處橋梁進(jìn)行過換板處理,換板以后由于新舊橋面板連接強(qiáng)度不足,換板后很快出現(xiàn)損壞,嚴(yán)重影響橋梁的使用安全。

    分析損壞原因,多數(shù)是出現(xiàn)鋪裝層進(jìn)水,鋪裝與橋面板脫離,進(jìn)水以后在車輪荷載作用下,防水層損壞,造成橋面板漏水。瀝青鋪裝層脫離橋面板以后,損壞迅速加快,雨后層間水排不出,在炎熱天氣形成水蒸氣 ,橋面板在汽車荷載作用下不斷產(chǎn)生振動(dòng),加快了水氣的擴(kuò)散和鋪裝層的破壞。

    2 橋臺(tái)病害類型及成因

    橋臺(tái)病害主要是橋臺(tái)裂縫和耳背墻損壞,沒有發(fā)現(xiàn)不均勻沉降、變形位移等其他病害。 如圖 1所示為橋梁病害統(tǒng)計(jì) ,從圖 1可以看出,橋面鋪裝層損壞和橋臺(tái)裂縫占全部病害的 55%,橋面漏水的大部分原因也和鋪裝層損壞有關(guān),考慮這一因素,橋面病害所 占的比重更大。因此,橋面和橋臺(tái)病害是主要問題。
    

    鋪裝層損壞的原因主要在于鋪裝層的材料和厚度,同樣的瀝青混凝土鋪裝,8 ClTI的鋪裝層損壞情況 比9 crn的鋪裝層嚴(yán)重得多,調(diào)查發(fā)現(xiàn)損壞的部位鋪裝層厚度大多數(shù)都沒有達(dá)到設(shè)計(jì)厚度,有的是磨耗損失,更多的是預(yù)應(yīng)力板反拱度所致,也發(fā)現(xiàn)個(gè)別橋梁支座標(biāo)高點(diǎn)層過厚 ,導(dǎo)致支座頂標(biāo)高抬高,在路面標(biāo)高不變的情況下,減小了鋪裝層厚度 J。材料的影響也很明顯,改性瀝  青瑪碲脂混合料(sMA)的鋪裝層病害少且程度輕,鋼纖維混凝土  鋪裝沒有發(fā)現(xiàn)損壞情況;外力因素是交通量的大小 ,超載車輛的破壞性是確定的,但數(shù)值上的定量關(guān)系目前還不明確,從調(diào)查情況看,重載車輛較多的方向損壞情況明顯加重,重載車輛較多,超載車輛也會(huì)相應(yīng)增多,分析認(rèn)為,鉸縫開裂、橋面板斷裂和超載車輛有直接關(guān)系。

    橋臺(tái)裂縫主要發(fā)生在薄壁橋臺(tái)中,U型橋臺(tái)沒有開裂現(xiàn)象,薄壁橋臺(tái)中和橋臺(tái)高度有關(guān) ,按橋臺(tái)高度分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果(見圖 2)。
    

    從調(diào)查結(jié)果可明顯看出橋臺(tái)高度的影響,高度 5.5 m以上的薄壁橋臺(tái)全部出現(xiàn)不同程度的裂縫 (開裂達(dá) 100%),2.5 m 以下的人行通道和小橋均未發(fā)生開裂現(xiàn)象,并且高度 5 m 以上的橋臺(tái)增加了配筋和橋臺(tái)厚度,效果并不明顯。分析認(rèn)為橋臺(tái)剛度太大  時(shí)薄壁橋臺(tái)的計(jì)算模式不再適用,應(yīng)力不能重分配,導(dǎo)致應(yīng)力過  大,抵消了增加的強(qiáng)度,所以5 m以上的薄壁橋臺(tái)加大截面和增  加配筋是不適宜的。

    3 對策分析

    在中小跨徑橋梁中,采用無縫橋梁可以避免出現(xiàn)伸縮縫病害。對于橋面鋪裝病害,可以采用新近開發(fā)的冷軋帶肋鋼筋和鋼纖維混凝土材料防護(hù)。冷軋帶肋鋼筋與普通鋼筋相比,設(shè)計(jì)強(qiáng)度大幅度提高,與混凝土粘結(jié)握裹力強(qiáng)。同時(shí),冷軋帶肋鋼筋網(wǎng)有良好的整體剛度 ,不易變形 ,在橋面混凝土施工時(shí)不會(huì) 出現(xiàn)局 部鋼筋網(wǎng)陷落的情況。采用鋼纖維混凝土這一新型高強(qiáng)復(fù)合材料來對橋面修理、補(bǔ)強(qiáng),既可提高橋面的抗裂性、耐磨性、耐久性,又可延長橋梁的使用壽命和減少維修,此外,由于早期強(qiáng)度高,可提前通車,具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,有很好的發(fā)展前景。對于裂縫問題,可以通過提高結(jié)構(gòu)的含筋率來預(yù)防病害,對于已出現(xiàn)裂縫的橋梁可以采用“植筋”技術(shù)和在混凝土表面涂抹環(huán)氧樹脂等保護(hù)層的方法處治。對于橋臺(tái)病害,應(yīng)嚴(yán)格控制超載車輛,對薄壁橋臺(tái)應(yīng)控制橋臺(tái)的高度。

    4 結(jié)語

    1)橋面鋪裝功能性損壞主要是水損壞,鋼筋混凝土和瀝青混凝土結(jié)合不好,橋面排水、防水欠佳是主要原因。

    2)重載和超載車輛是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性損壞的主要原因,治超的同時(shí)適當(dāng)提高設(shè)計(jì)荷載是必要的,橋面維修應(yīng)以補(bǔ)強(qiáng)加固為主。

    3)薄壁橋臺(tái)裂縫主要和橋臺(tái)高度有關(guān),填土過高應(yīng)避免采用薄壁橋臺(tái)結(jié)構(gòu)形式,加大截面、增加配筋不經(jīng)濟(jì) ,效果也不理想。

    4)采用了鋼纖維混凝土高強(qiáng)復(fù)合材料對橋面修理、補(bǔ)強(qiáng),既可提高橋面的抗裂性 、耐磨性、耐久性,又可延長橋梁的使用壽命和減少維修。

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