崔幼龙
叙镇铁路有限责任公司 四川省成都市 610000
【摘要】随着国民经济的和交通运输的飞速发展,诸多较早建设的桥梁逐渐出现开裂、锈蚀、沉降等影响桥梁结构的病害,严重影响了桥梁的安全性和稳定性。因此论文在阐述桥梁加固的重要性基础上,通过分析目前桥梁常见的结构病害及原因,分别从裂缝加固、锈蚀加固和沉降加固等三个方面提出桥梁结构病害的加固技术,对桥梁的维修和加固提供参考。
【关键词】 桥梁;结构病害;加固技术
1桥梁加固的重要性
1.1节约成本
随着汽车的逐渐普及,交通量显著提升,桥梁承受的交通压力逐渐增加,但是早期修建的桥梁,由于技术有限,已经无法满足当前严峻的交通压力,甚至部分存在着一定的安全隐患,如果全部拆除重建,不仅会造成交通中断,更是会增加工程费用,因此通过运用科学合理的桥梁加固技术,能够提升旧桥的承载力,延长桥梁的使用年限,在满足城市需求的同时,节约建桥工程费用。
1.2确保安全
诸多桥梁建设时间较早,承载量远大于预期,逐渐出现了桥梁结构老化,处于节约成本考量,并不能全部拆除重建,如果不采用加固技术,势必会使得桥梁出现腐蚀、碳化等老化问题,而存在安全隐患。因此通过采用科学的桥梁技术能够演唱桥梁使用寿命,确保桥梁的使用安全,避免出现桥梁坍塌等不良后果。
1.3提高效率
针对结构老化的桥梁,相较于拆除重建,通过加固技术解决桥梁老化等危害更能够提高交通效率,满足现代化的交通运输需求。因为拆除桥梁,需要中断交通,一定时间内降低了交通通行能力,增加了其他通道的交通承载压力,所以加固技术不仅能够最大程度消除安全隐患,还能够提高桥梁的通行能力和服务水平。
2桥梁常见结构病害及原因
2.1裂缝病害
裂缝病害作为桥梁最常见的结构病害,主要分为塑性裂缝、收缩裂缝、拱桥径向裂缝等,对于桥梁的使用性能具有较大的影响。一是桥梁出现裂缝,随着桥梁承载量的加大以及使用年限的演唱,桥梁的整体刚度会下降,并且不同裂缝会相互贯通,裂缝越来越发;二是桥梁裂缝与空气长时间接触后,会出现化学反应,发生碳化,产生碳酸钙,进而影响桥梁结构的承载压力,产生一定的安全隐患;三是开裂的混凝土的松弛,会造成桥梁内部结构的劣化以及桥梁表面的剥蚀,进而影响桥梁结构的安全性。
造成桥梁裂缝病害的原因较多:一是环境因素,例如混凝土桥梁虽然具有一定的优势性,但是极易受到气温环境因素的影响,尤其是高原地区,昼夜温差较大,日照强烈,极易造成箱梁顶板的混凝土横向抗拉强度较弱,出现纵向裂缝,加大桥梁开裂程度,破坏桥梁结构强度和稳定性;二是荷载因素,荷载因素造成的裂缝主要是指桥梁在常规静、动荷载作用下产生的裂缝,主要原因在于桥梁长期承载过量车辆以及超速行驶车辆,超负荷的汽车承载会导致受拉区和受剪区出现开裂,而超速行驶则会对桥梁结构产生强大的冲击力,造成桥梁应力过大出现裂缝。
2.2腐蚀病害
桥梁腐蚀病害作为影响桥梁结构,减低桥梁使用耐久性的重要因素,主要包括:一是软水腐蚀,桥梁结构中以混凝土主,当混凝土与软水长时间接触,会导致混凝土中的氢氧化钙经过化学反应后不断流逝,产生较大缝隙,同时腐蚀物极易进入混凝土内部,破坏桥梁结构,降低桥梁使用寿命;二是应力腐蚀,所谓应力腐蚀主要是指桥梁长期超负荷运载会改变桥梁结构,同样出现裂缝,那么裂缝的增加加剧了桥梁的不稳定性,进而影响桥梁的结构安全,极易出现坠毁。
产生桥梁腐蚀病害的主要原因在于混凝土的碳化和钢筋的锈蚀。混凝土的碳化主要是指混凝土与碳化中介物相互作用,例如大气中的二氧化碳,通过化学反应会发生碳化降低混凝土的耐受力,而混凝土碳化程度过大,会破坏内部钢筋,降低混凝土对钢筋的保护作用。而钢筋的修饰主要是因为混凝土碳化后无法保护好钢筋,使得钢筋暴露出来,空气中的二氧化碳含有呈高碱性的氧化物,使得钢筋发生钝化,开始锈蚀。另外,就是随着汽车的逐渐普及,桥梁长期超负荷承载造成的应力腐蚀。
2.3沉降病害
所谓桥梁沉降病害主要是指桥梁因为长时间超负荷承载而导致的地基因受到压缩引起的竖向变形或下沉。正常的沉降对于桥梁的来说危害较小,但是如果是较为严重的沉降,未能及时加固,那么会出现桥梁因附加应力的产生而引起桥梁裂缝,严重的甚至会造成桥梁结构断裂,威胁整个桥梁的安全性,造成严重的后果。另外,桥梁沉降处理地基下沉外,还会出现路面下沉,路面下沉不仅降低了车辆行驶的舒适度,还会影响桥梁结构的持久性和稳定性。
造成桥梁沉降病害的因素较为,其中主要在于:一是缺乏合理的结构设计,桥梁建设之前需要通过采集大量的地质数据进行地基相关测算,但是很多勘测人员在进行地基勘测时由于钻孔少而且地基勘测缺乏深度,导致地基设计和建设参考数据缺乏合理性。二是缺乏合理的桥头搭板设置,虽然部分桥梁施工企业通过设置桥头搭板能够规避桥梁端出现因连接问题而出现沉降,但是桥头搭板受到外界因素影响使得桥梁路基出现不均匀沉降。三是超负荷承载压力,部分桥梁建设时间较早,并未预测到日益普及的汽车以及强大的交通运输需求,因此长时间的荷载作用,会使得桥面出现不均匀沉降。
3桥梁结构常用的加固技术
3.1裂缝加固技术
桥梁裂缝危害直接影响桥梁结构,具有较为的危害性,因此需要通过加固技术对桥梁裂缝进行及时修补,降低裂缝对桥梁结构的危害性,确保桥梁安全性和稳定性。具体的裂缝加固技术主要包括:一是材料填充,对于桥梁稳定性和承载性影响不大的表面裂缝和深进裂缝,可以通过在表面进行泥浆涂抹或是在混凝土表面进行油漆、沥青等防腐材料涂抹,防止混凝土因为长期暴露在外产生化学反应。二是灌浆封堵,对于桥梁结构整体性具有非常重大影响的李峰,可以借助压力设备将水泥浆、聚氨酯等胶结材料灌入混凝土裂缝,与混凝土裂缝形成整体,起到加固作用。三是凿槽嵌缝,即顺着裂缝进行开槽,然后在槽中嵌入塑料油膏、丁基橡胶等防水材料,实现对裂缝的封闭处理。
3.2锈蚀加固技术
软水腐蚀和应力腐蚀是造成桥梁锈蚀病害的主要原因,因此需要通过锈蚀管理技术加固桥梁结构,稳定桥梁使用性能。一是定期检查养护,桥梁锈蚀危害的成因较多,且对桥梁的安全性和稳定性影响较大,因此在桥梁养护中需要对桥梁的锈蚀程度进行实时监控,为桥梁加固提供基础;二是涂抹防腐材料,腐蚀的原因主要在于混凝土与软水长期接触后产生化学反应而致,因此通过在混凝土的表面涂抹具有耐腐性、持久性、抗渗性的防腐材料能够高效便捷的开展防护,实现桥梁加固;三是加固种植钢筋,混凝土腐蚀后,暴露出来的钢筋会出现锈蚀,那么需要科学合理的使用种植钢筋加固技术,在桥梁结构病害区钻孔,通过严格控制钻孔深度,确保预埋件深度相同,保证受力的均匀性,做好锚筋清理后,在钻孔处进行植筋处理。
3.3沉降加固技术
桥梁沉降病害处理和加固关乎桥梁结构的安全性,如果对不均匀沉降处理不当势必会导致桥梁基础结构产生裂缝或破坏,因此需要通过加固技术规避沉降危害对桥梁的影响。一是扩大基础,对于桥梁基础出现的不均匀沉降,如果地基土质较为坚实,那么就可以通过打桩,并在刚性实体基础周围加砌工或混凝土,扩大基础承载面积,提高桥梁基础承载力。二是增补桩基,对于部分桥梁地基承载力不够,可以通过增加钻孔桩或打入桩,将原有桥梁基础结构的压力进行转移,进而实现提及承载力的提升。
作者简介:崔幼龙(1989-02-13),男,汉族,籍贯:四川省成都市,当前职务:综合部部长,当前职称:工程师,学历:硕士研究生,研究方向:铁路建设管理及站场土地综合开发,研究方向:铁路建设管理及站场土地综合开发