道路橋梁工程結(jié)構(gòu)的病害與加固技術(shù)
2015-05-29
前言
道路橋梁工程是我國與各個(gè)地區(qū)相互交流與發(fā)展的重要的基礎(chǔ)設(shè)施，目前飛速發(fā)展的交通事業(yè)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)增長的主要基礎(chǔ)和動(dòng)力，也一定程度上帶動(dòng)了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化的發(fā)展，但是，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，我國目前的道路橋梁還存在著一定程度的病害，并且這些病害已經(jīng)促使我國四分之一的道路橋梁成為危橋，不僅阻礙了社會(huì)的發(fā)展，也在一定程度上對人們的人身以及財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生了威脅。因此，加強(qiáng)對病害橋梁的加固技術(shù)研究是目前我國道路橋梁建設(shè)企業(yè)的首要任務(wù)。
一、道路橋梁中出現(xiàn)病害的主要表現(xiàn)
道路橋梁是交通道路的一種結(jié)構(gòu)形式，其需要具備相當(dāng)足夠的強(qiáng)度和剛度以及抗壓能力，而且還要具備一定的穩(wěn)定性和延續(xù)性。目前，在我國，道路橋梁大部分都是以鋼筋混凝土的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)建筑設(shè)計(jì)的，這是由于混凝土能夠滿足橋梁技術(shù)性能的足夠需求。但是鋼筋混凝土的道路橋梁結(jié)構(gòu)在一定程度上也容易產(chǎn)生一些常見的病害，它的主要表現(xiàn)是：
?。ㄒ唬?nbsp;對道路橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造的破壞
由于結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位構(gòu)造不合理、施工中存在問題或年代久遠(yuǎn)等而引起的結(jié)構(gòu)構(gòu)造老化和失穩(wěn)以及變形過大等，已經(jīng)在一定程度上對道路橋梁的安全運(yùn)行產(chǎn)生了影響。
（二）道路橋梁的地基不均勻沉降導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生
因?yàn)榈鼗痪鶆虺两刀鴮?dǎo)致的破壞對道路橋梁結(jié)構(gòu)的影響也比較大，如翼墻和錐坡的下沉、滑動(dòng)、開裂，毛石墩臺(tái)的貫通縫等。
（三） 對混凝土的剝蝕
剝蝕現(xiàn)象是由混凝土的外表破壞形態(tài)開始的，對混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表面混凝土發(fā)生蜂窩麻面、露石、酥松起皮和剝落等病害的統(tǒng)稱。
?。ㄋ模?nbsp;產(chǎn)生裂縫
裂縫對鋼筋混凝土橋梁的危害程度不一，嚴(yán)重的裂縫如貫穿縫、網(wǎng)裂等將會(huì)嚴(yán)重危及橋梁的安全運(yùn)行。另外裂縫往往也會(huì)引起其它病害的發(fā)生與發(fā)展，如鋼筋銹蝕、凍融破壞等，這些病害與裂縫形成惡性循環(huán)，會(huì)對橋梁的耐久性產(chǎn)生很大的危害。
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當(dāng)混凝土炭化和鋼筋銹蝕程度日漸嚴(yán)重后，橋梁必然會(huì)產(chǎn)生較多的順筋裂縫，這會(huì)造成橋梁使用安全性降低和使用壽命縮短。
二、 道路橋梁出現(xiàn)病害的原因分析
道路橋梁中出現(xiàn)的病害不僅影響了人們正常的出行，也對交通造成了極大的影響。因此，必須要引起相關(guān)主管部門的重視。通過詳細(xì)的調(diào)查研究表明，對道路橋梁的病害進(jìn)行了相應(yīng)的分析，發(fā)現(xiàn)影響道路橋梁產(chǎn)生病害的原因有很多，例如在建筑設(shè)計(jì)過程中，對橋梁的荷載能力設(shè)計(jì)相對偏低，施工質(zhì)量相對較差，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理以及后期的養(yǎng)護(hù)不科學(xué)等都會(huì)導(dǎo)致道路橋梁出現(xiàn)一定的病害。下面就來具體分析一下道路橋梁產(chǎn)生病害的主要原因：
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根據(jù)不同的機(jī)理，剝蝕可分為凍融剝蝕、沖磨和空蝕、水質(zhì)侵蝕、風(fēng)化剝蝕等。其中凍融剝蝕是指在水飽和或潮濕狀態(tài)下，由于溫度正負(fù)變化，結(jié)構(gòu)物的已硬化混凝土空隙水結(jié)凍膨脹，融解松弛，產(chǎn)生疲勞應(yīng)力，造成混凝土由表及里逐漸剝蝕的破壞現(xiàn)象。
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當(dāng)混凝土中拉應(yīng)力大于其抗拉強(qiáng)度或拉應(yīng)變大于其極限拉應(yīng)變時(shí)，混凝土?xí)a(chǎn)生裂縫?；炷翑嚢?、運(yùn)輸時(shí)間過長，使水分蒸發(fā)，引起混凝土澆筑時(shí)坍落度過低，會(huì)使混凝土出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫?；炷脸跗陴B(yǎng)護(hù)時(shí)方法不得當(dāng)，出現(xiàn)塑性收縮狀態(tài)，也會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。
（三）混凝土碳化及鋼筋銹蝕
凡裂縫多、混凝土質(zhì)量差的橋梁，其鋼筋銹蝕程度也必然嚴(yán)重，產(chǎn)生的順筋裂縫也特別多。
隨著鋼筋銹蝕的發(fā)生，混凝土開裂、剝落，鋼筋和混凝土的粘結(jié)力就不斷喪失，鋼筋截面積就減少，承載能力下降，從而降低了結(jié)構(gòu)的安全度。
三、 道路橋梁的加固增強(qiáng)技術(shù)研究
在對道路橋梁的病害進(jìn)行分析之后，就要對其進(jìn)行橋梁加固處理的相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行研究，保證病害不會(huì)擴(kuò)大，以免造成交通事故。
（一） 道路橋梁的裂縫修補(bǔ)技術(shù)
裂縫修補(bǔ)技術(shù)手段的主要目的是恢復(fù)相應(yīng)結(jié)構(gòu)物的耐久性以及防水性，其主要的技術(shù)有：
1、表面裂縫的處理法，在微裂縫的表面進(jìn)行填料的涂抹以及防水材料的涂抹。對于寬度發(fā)生改變的裂縫，要對其使用具備伸縮性的材料。
2、注漿法，在其產(chǎn)生的裂縫中注入一定的樹脂或者水泥類的材料，主要的注漿材料為環(huán)氧樹脂，要對其采用低壓低速的注入法。將環(huán)氧樹脂注入法和鋼釘一起使用，不僅可以對裂縫部位的整體性進(jìn)行增強(qiáng)，也可以防止裂縫繼續(xù)產(chǎn)生。
3、充填法，此種方法適合于對較寬裂縫的修補(bǔ)，其具體的做法是沿著產(chǎn)生的裂縫鑿一條深槽，之后在其槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種粘結(jié)材料，如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹脂硅、瀝青及各種化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑等。
4、表面噴涂法，噴漿修補(bǔ)是一種在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實(shí)而且粘度高的水泥砂漿保護(hù)層，來封閉裂縫的修補(bǔ)方法。噴漿前，需要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去，再用水沖洗清潔，并在開始噴漿之前把基層濕潤，然后再開始噴漿。
5、 粘結(jié)鋼板封閉法，當(dāng)鋼筋 構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時(shí)，可對裂縫先進(jìn)行處理之后，再在其裂縫的地方把鋼板粘接，并且采用膨脹的螺栓對其鋼板進(jìn)行相應(yīng)的加壓。其鋼板粘接的方向應(yīng)該與裂縫的方向相互垂直。
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梁式橋上部結(jié)構(gòu)加固增強(qiáng)技術(shù)主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法等。
1、 加大截面加固法采用增大構(gòu)件的截面面積，根據(jù)荷載大小和凈空條件不同，可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。
2、外部粘貼加固法系用型鋼、玻璃鋼等材料通過環(huán)氧樹脂等粘合劑粘貼在結(jié)構(gòu)外部，以提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。適用于構(gòu)件尺寸受限制但又必須大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的場合，必須保證粘和劑的質(zhì)量。
3、 外部預(yù)應(yīng)力加固法指運(yùn)用預(yù)應(yīng)力原理，在增設(shè)的構(gòu)件或原有構(gòu)件上施加一定初始應(yīng)力的一種加固方法。采用對受拉區(qū)施加預(yù)加壓力，可以抵消部分自重應(yīng)力，起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。
4、改變結(jié)構(gòu)體系加固法通過增設(shè)支撐或橋墩，把簡支變?yōu)檫B續(xù)、在梁下增設(shè)如鋼架等加勁梁或疊合梁，以減小梁內(nèi)控制截面峰值彎矩，提高承載能力的一種加固方法。
結(jié)語：
綜上所述，道路橋梁病害的出現(xiàn)是導(dǎo)致交通事故發(fā)生的主要原因之一，所以，相關(guān)的建設(shè)單位以及相關(guān)的管理部門要加強(qiáng)對于道路橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)的提升以及道路橋梁養(yǎng)護(hù)的管理，在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)道路橋梁的病害，并且分析器產(chǎn)生病害的主要原因，根據(jù)其產(chǎn)生的原因采取一定的改善措施，防治道路橋梁病害引起的安全問題。在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，道路橋梁的加固技術(shù)也在不斷的發(fā)展，不斷的被應(yīng)用，這些技術(shù)都具備一定的優(yōu)勢，所以，被大多數(shù)的道路橋梁施工人員所采用。加強(qiáng)對道路橋梁病害以及其加固技術(shù)的研究不僅可以改善我國的交通狀況，而且還可以保證我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展。
