橋涵維修加固工作的探討
2015-07-23
前言
由于使用期限、結(jié)構(gòu)材料以及自然環(huán)境等方面的影響，橋涵在其正常使用期限內(nèi)也會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，如果不及時(shí)解決，會(huì)影響其安全性和耐久性，只有定期對(duì)其進(jìn)行維修加固工程，才能保證橋梁涵洞的正常工作狀態(tài)。
1.橋涵在施工以及使用過程中遇到的問題
橋涵的施工和使用對(duì)于其以后的壽命有很大的影響。如果施工過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題或者缺陷，將會(huì)留下很大的工程隱患，在施工過程中遇到的主要問題有：過度的追趕工期造成一些構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)上質(zhì)量問題。而且近年來(lái)，由于公路和橋梁上交通客流量的不斷增加，以及越來(lái)越多的超重車輛在公路上出現(xiàn)，如果此時(shí)公路橋涵年限又比較久遠(yuǎn)的話，則會(huì)對(duì)以后的使用造成很大的影響。例如：哈爾濱的陽(yáng)明灘大橋的坍塌事故，就是由于貨車車輛超載，并且車輛同時(shí)處于橋面的偏心位置，導(dǎo)致橋梁的承載力不足，從而引起了工程事故。由此可見，合理的設(shè)計(jì)、規(guī)范的施工，以及正確的使用，才能保證橋梁在其設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)能安全工作。從而節(jié)約材料，增加效益。
2.維修加固的意義
橋梁在建造和使用過程中，一定會(huì)受到雨雪、或者一些化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，并且要承受車輛的重復(fù)荷載，以及地震作用的振動(dòng)作用，車輛超載，風(fēng)荷載的沖擊作用，再加上一些人為的主觀因素，從而導(dǎo)致橋梁某些部分出現(xiàn)不同程度的損傷和惡化。再者由于橋涵公路的不斷建設(shè)和發(fā)展，結(jié)構(gòu)物也在不斷增多，所以一些粗制濫造的質(zhì)量問題就容易出現(xiàn)，加上橋梁所采用材料的自身性能也會(huì)不斷退化，進(jìn)行維修加固從而提高結(jié)構(gòu)的安全性、適應(yīng)性和耐久性是非常有必要的。
2.1增加安全性、耐久性及人們的舒適度
橋涵結(jié)構(gòu)的安全性主要指其防止破壞和倒塌的能力，安全性是檢驗(yàn)一項(xiàng)工程是否合格的質(zhì)量指標(biāo)。土建結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的使用壽命，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保證正常功能的一種能力，在橋涵出現(xiàn)問題后，或者有預(yù)兆危險(xiǎn)性的時(shí)候，應(yīng)該及時(shí)的維修和加固，來(lái)增強(qiáng)安全性和耐久性。
橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和橋面的平整性對(duì)人們的舒適度有很大的影響。橋面過大的裂縫或者橋面過大的振動(dòng)都會(huì)引起人們的驚慌和害怕以及心理上的不舒服。此時(shí)，進(jìn)行維修加固就顯得非常有必要。
2.2延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)物的使用壽命
在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大問題前，及時(shí)的維修加固，可以延長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)物的使用壽命。結(jié)構(gòu)某個(gè)部分的破壞，如果不加修理的話，就會(huì)延伸成為整個(gè)結(jié)構(gòu)物的坍塌。所以，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)物的檢測(cè)手段，加強(qiáng)檢測(cè)力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，才能避免更多的問題出現(xiàn)。
2.3節(jié)約材料
橋涵的破壞很大一部分是由于組成結(jié)構(gòu)的材料老化或者破碎，從而退出工作。只有材料出現(xiàn)輕微破碎是及時(shí)采取加固措施，可以防止破破損部位的進(jìn)一步蔓延，從而達(dá)到節(jié)約材料的目的。對(duì)于一些橋面路面來(lái)說，交通運(yùn)輸量比較大的路段，采用一些加固改造方法，而不用開挖路面或者更換板梁，節(jié)省了造價(jià)，避免了需要封閉部分路段來(lái)進(jìn)行大型整修的不便的間接的經(jīng)濟(jì)損失。
3.維修加固的一些措施簡(jiǎn)介
從裂縫發(fā)展來(lái)看，以下加固方法均能有效地限制裂縫寬度增大,維修加固后正常使用荷載作用下涵板的裂縫寬度符合規(guī)范要求。從一些試驗(yàn)表明，采用加固技術(shù)能快速修復(fù)受損涵板,涵板在補(bǔ)強(qiáng)后可繼續(xù)正常使用而無(wú)需替換。對(duì)于交通流量大的高速公路來(lái)說,采用一些加固改造的方法而無(wú)需開挖路面更換板梁,節(jié)省了工程造價(jià),縮短了施工工期,免去了封閉部分交通帶來(lái)的不便和造成的間接損失。
3.1混凝土和鋼筋的防腐防銹
不論是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)還是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，以及鋼結(jié)構(gòu)，鋼筋都參與其中，但是鋼筋的特殊屬性，使其在發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也遇到容易生銹、不耐火、在濕度較大時(shí)易生銹等缺點(diǎn)，所以研究鋼筋的防腐生銹就顯得非常有必要了。
對(duì)處于嚴(yán)重腐蝕環(huán)境下的混凝土橋梁，其混凝土表面可進(jìn)行防腐涂料的涂抹。對(duì)于防腐涂料的選擇，要結(jié)合橋梁所處環(huán)境的溫度、濕度以及養(yǎng)護(hù)條件來(lái)選擇。涂裝前應(yīng)使混凝土表面保持干燥、清潔。在混凝土表面處理合格后 4h 內(nèi)進(jìn)行施工。
對(duì)于鋼筋而言，在施工前應(yīng)對(duì)生銹鋼筋進(jìn)行除銹，缺陷處理后宜在修補(bǔ)范圍及周邊涂刷滲透型阻銹劑。由于混凝土包裹在鋼筋外側(cè)，所以相當(dāng)于保護(hù)層，可以一定程度上阻止鋼筋的生銹和腐蝕，但是，由于混凝土保護(hù)層厚度較小，所以導(dǎo)致鋼筋外露，此時(shí)要通過及時(shí)加固維修混凝土的保護(hù)層厚度或者在外露的鋼筋表面涂防腐涂料，才能保證鋼筋不會(huì)進(jìn)一步破壞，從而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性。
3.2結(jié)構(gòu)裂縫的處理
在反復(fù)荷載作用下，結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)裂縫。出現(xiàn)裂縫后就得進(jìn)行封縫（灌縫）。此時(shí)封縫（灌縫）的材料質(zhì)量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求且固化時(shí)間可以隨溫度變化調(diào)整。各組分配料應(yīng)準(zhǔn)確，攪拌均勻。灌縫材料的質(zhì)量應(yīng)滿足黏度小，滲透性、可灌性好等設(shè)計(jì)要求。表面無(wú)浮漿、油污等；膠泥涂抹要平整無(wú)小孔、氣泡。
3.3貼碳纖維帶加固法
貼碳纖維帶加固法是一種比較簡(jiǎn)便的進(jìn)行加固改造的工藝，材料來(lái)源方便，并且便于操作。具體工藝就是：在粘貼碳纖維加固過程中,先用波形夾具固定一端碳帶,另一端可采用可靠機(jī)械方法拉伸碳帶,然后再固定此端。錨固過程中碳帶引入了提前施加預(yù)應(yīng)力效應(yīng), 有利于充分發(fā)揮碳帶抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì),使得加固更為有效。
用貼碳纖維帶加固后的涵板,在破壞前有碳纖維帶的起鼓、剝離、撕裂等較為明顯的破壞預(yù)兆,呈現(xiàn)延性破壞特征。粘貼鋼帶的板梁在破壞前出現(xiàn)粘貼面的剝離,并伴有聲響,壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞,呈現(xiàn)脆性破壞特征。用貼碳纖維帶加固后的涵板破壞征兆明顯，為后續(xù)的加固改造提供了很大的便利。并且可以直觀的觀察到隱患的存在，其優(yōu)點(diǎn)是相當(dāng)明顯的。
3.4鋼板加固法
用貼碳纖維帶加固和貼鋼帶進(jìn)行加固，其區(qū)別在于加固材料和施工工藝上。都屬于加固補(bǔ)強(qiáng)薄弱構(gòu)件，就是通過采用新材料，如鋼板，碳纖維帶等,增大構(gòu)件的截面尺寸。對(duì)于粘貼鋼帶加固而言,鋼帶可在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上由工廠預(yù)制，縮短了工期，增加了精度,并且有利于現(xiàn)場(chǎng)施工。加固過程中,當(dāng)固定膨脹螺栓時(shí)若遇到鋼筋,可斜向鉆孔,斜向鉆孔并不影響鋼帶的固定效果。
3.5.植筋技術(shù)的應(yīng)用
在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)承載力不夠的問題時(shí)，可通過后期植入鋼筋的方法來(lái)進(jìn)行加固?？偟膩?lái)說，這種方法還是比較經(jīng)濟(jì)合理的，但是在植筋的過程中，不得鉆穿、損傷原梁預(yù)應(yīng)力鋼筋或普通鋼筋。植筋技術(shù)就是在混凝土表面鉆孔，然后通過增設(shè)外部預(yù)應(yīng)力鋼筋或者化學(xué)化學(xué)粘貼劑粘貼補(bǔ)強(qiáng)材料等補(bǔ)強(qiáng)措施對(duì)因通行重型車輛或有嚴(yán)重缺陷而不能滿足承載力要求的薄弱構(gòu)件進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),該法就是通過增加截面上的鋼筋數(shù)量，從而增大剛度該來(lái)提高原構(gòu)件的承載力?？偟膩?lái)說，該方法還是比較簡(jiǎn)單可行和有效的的。
4.結(jié)語(yǔ)
通過正確的加固方法以及工程管理方法，能維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并延長(zhǎng)其使用年限。在高速公路橋涵質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)高要求的今天，我們更要力求維修加固完成后結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量。因?yàn)樾枰庸痰臉蚝粌H針對(duì)施工中存在的質(zhì)量問題，而且包括大量早期修建的橋梁。對(duì)不同的部位進(jìn)行定期檢查，并依此維修加固，才能保證橋涵的正常運(yùn)行。
