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混凝土桥梁补强加固及养护管理探讨
发布时间:2012-5-18 阅读:3997次  

摘 要:分析了混凝土桥梁劣化与损伤的原因和现象,从桥梁的安全承载能力等方面介绍桥梁的检测评定内容,论述了混凝土桥梁补强加固方法及桥梁养护管理措施。

  关键词:混凝土桥梁;安全承载力检测;补强加固;养护管理

  随着交通建设的发展,交通运输量大幅度提高,行车密度及车辆载重越来越大,损坏的桥梁座数逐年增多。仅2007年,呼伦贝尔市干线公路改建危桥2座,维修加固桥梁11座,另有2座桥梁计划明年改建或加固。所以,加强桥梁养护管理,对有缺陷的桥梁进行安全承载力评定,进而及时采取措施进行加固补强,是公路养护中的重要课题。

  1 混凝土桥梁的劣化原因

  混凝土桥梁劣化原因一般包括设计与施工不当、环境因素影响、自然灾害和人为破坏等。设计不合理、截面尺寸和钢筋配置不符合力学要求;施工质量、建筑材料等方面出现问题,严寒酷暑的温度交替、洪水的冲击、地震破坏;交通超载、车辆撞击等多种原因相互作用,恶性循环,形成桥梁的劣化与损伤。

  2 混凝土桥梁的劣化现象

  常见的劣化现象有裂缝、撞损、剥落、蜂窝、冲刷、钢筋锈蚀等。混凝土裂缝引起钢筋保护层破坏,致使空气侵入,导致钢筋锈蚀现象,是影响桥梁的承载力和耐久性

的重要因素;钢筋锈蚀产生的体积膨胀使混凝土承受拉力而开裂剥落,造成钢筋混凝土构件的劣化,是钢筋混凝土构件破坏的主要原因;混凝土的剥落与剥离,减少了构件的截面积,增大了应力,并使得有害化学物质更容易向内侵蚀;车辆、船只等对桥梁的撞击,造成桥或桥墩开裂、破坏;河水的冲刷会导致桥梁桩基外露,降低基桩的承载力,影响桥梁的稳定性和抗震能力。

  解决桥梁质量和安全隐患问题,首先要对桥梁的劣化与受损情况进行全面检测,依据受损现状进行安全检测评定,确定结构物实际承载能力,判断损伤是否对桥梁承载力构成威胁。我国目前主要采用检测与计算相结合的方法对桥梁安全承载力进行评定。

  3.1 用计算方法对桥梁安全的承载力进行评定的过程

  ①用实际尺寸计算截面的承载力;②计算实际恒载,从截面承载力中减去实际恒载;③按设计要求计算实际活载;④按下式计算评定系数:

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

  其中,Rd为结构抗力;SdG掂为恒载组合设计值;SdQ为活载组合设计值。

  3.2 在桥梁养护中普遍用检测方法对桥梁安全的承载力进行评定

  其过程如下:

  3.2.1 根据缺损程度、缺损对结构使用功能的影响程度

和缺损发展变化状况等三个方面,以累加评分方法对部件缺损状况做出等级评定(评定方法见《公路桥涵养护规范》表3.5.2
-1);

  3.2.2 按下式计算技术状况评分:

Dr=100-∑RiWi/5

  其中,Dr为全桥结构技术状况评分(0-100) Ri为各部件确定的评定标度(0-5),Wi为各部件权重,∑Wi=100

  3.2.3 评定分类采用下列界限。Dr≥88为一类,88>Dr≥60为二类,60>Dr≥40为三类,Dr<40为四类、五类。

  4 混凝土桥梁补强加固方法

  4.1 加大截面加固法

  增大截面加固法是在原结构基础上再浇筑一定厚度的钢筋混凝土,这是对钢筋混凝土桥加固的一种常用的改造技术。增大混凝土截面一般采用两种方式,一种是加厚桥面板;另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。该法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设汁和施工经验,适用于较小跨径的T梁桥或板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高,承载能力也能取得较好的效果。该法也有明显的缺点,比如混凝土构件的体积增大、自重增加、施工周期加长、施工空间大等。

  4.2 粘贴钢板加固法

  以树脂粘接钢板与混凝土的结构加固法,该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结

构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平。适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
  4.3 粘贴碳纤维增强塑料加固法

  粘贴碳纤维加固技术 采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面时碳纤维与原结构形成新的受力整体,碳纤维与钢筋共同承受荷载,降低了钢筋应力,从而使结构达到了加固和补强效果。粘贴碳纤维加固技术的主要特点是:几乎不增加结构自重和截面尺寸,不改变净空高度,施工方便,对原结构几乎不会造成新的损伤,具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能,根据受力分析可进行多层粘贴进行补强,其方向性也可以灵活掌握。此外碳纤维质地柔软,加固后可用混凝土砂浆涂敷,或根据要求涂装各种颜料,修复补强不留痕迹。可在不改变结构外型的前提下补强各种混凝土结构物,包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展,增加结构的延性。

  4.4 喷凝土加固法

  喷凝土加固法是在原有结构上喷涂一层高品质的混凝土,以恢复对钢筋的保护,提高已剥离或变质的混凝土强度,提供美观表面的功能,是目前常用的维修加固方法。

  4.5 增加支承加固法

  该法简

单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能减小使用空间。适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

  5 桥梁养护管理

  近年来,社会各界对桥梁安全十分关心,加大了对超限运输的治理力度,但超限车辆依然没有根除,为了保证桥梁安全畅通,在桥梁养护管理中要认真做到以下几点。

  ①认真落实桥梁工程师负责制。②认真执行《公路桥涵养护规范》中关于桥梁检查的规定,制定巡视制度。根据实际情况增加定期检查频度,及时掌握桥梁病害的发生、发展和变化情况,准确判断桥梁结构的强度和技术状况。③掌握各条路线车流量的变化,尤其是重车流量的变化,从而掌握每座桥梁实际承受荷载的变化,监视桥梁的安全。另外,因为施工等原因需要车辆绕行时,对绕行路线上的桥梁要加强检查。④三,四类桥梁一经发现,及时做出限载、限速或断交的决定,保证车辆和行人的安全。根据情况,派专人看管,避免意外事故发生。⑤多方筹措资金,及时改造加固危病桥。《公路养护技术规范》第4.1.10条中要求“
公路管理机构应采取积极措施,提高桥梁载重能力适应率”。⑥在桥梁管理中注意发挥桥梁专家的作用。在桥梁检测和加固方案的研讨中要约请有关专家参与。

  6 结语

  交通事业的发展,对公路桥梁的养护提出了更高的要求。新旧桥并存、荷载标准不一的现状,短时间内不可能彻底扭转。因此,必须加强桥梁的养护和管理,努力提高桥梁载重能力适应率,保证桥梁安全。在桥梁改造中,旧桥加固必将发挥重要作用,要深入开展桥梁加固的研究。

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