桥梁病害对桥梁设计的启示分析 李阳

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:李阳
[导读] 摘要:现阶段,随着社会经济的飞速发展,桥梁基础设施的建设速度逐渐加快。
        中科瑞成设计有限公司  河南省郑州市  450000
        摘要:现阶段,随着社会经济的飞速发展,桥梁基础设施的建设速度逐渐加快。同时,随着各种各样桥梁病害问题的出现,对桥梁的承载能力造成了一定程度的影响。因此,及时防治桥梁病害有助于保障桥梁的安全性。
        关键词:桥梁病害;桥梁设计;启示
        引言
        随着我国经济建设发展进入新常态,基础设施建设加快,桥梁在经济建设中的作用越来越重要。但由于桥梁本身的特点、人为因素或自然因素,各种原因造成桥梁病害,影响了桥梁的承载能力和正常使用,需对桥梁出现病害的形式和原因进行分析,并以此为依据提出应对桥梁病害的方法,来提高桥梁的安全性能和承载力。
        1桥梁病害
        1.1下部结构病害
        桥梁下部结构中,盖梁是经常发生病害的构件。盖梁作为桥梁梁体部分的重要支撑,会起到关键的作用,能够为桥梁的安全起到重要的保护作用。盖梁的结构受力相对比较简单,只是受到重力的影响,特别是受到剪力和轴力的影响。常见的问题是发生氧化腐蚀和裂缝,会对桥梁的安全性构成重大隐患。墩台也是经常发生病害的构件。墩台的主要作用是将桥梁的结构荷载传递给地基,保证桥梁基础结构的稳固。墩台在实际的使用过程中,经常会受到天气、温度等自然条件的影响,发生腐蚀和损坏等问题,对桥梁的安全使用造成影响。
        1.2钢筋锈蚀
        钢筋是桥梁中的重要支撑结构,在我国桥梁施工中,会使用到大量的钢筋,而钢筋会经过长时间的使用后,会出现钢筋锈蚀的病害。造成钢筋氧化病害的主要问题是钢筋周围的氧化物不断增加,会加速钢筋周围混凝土的膨胀速度,混凝土在不断积聚的压力作用下,就会出现裂缝问题,使钢筋暴露在空气之中,空气中的水分就会逐渐与钢筋发生氧化反应,当氧化反应达到一定程度后,钢筋的强度和质量就会明显下降,钢筋的抗压能力、抗弯曲能力都会有不同程度的降低,严重时钢筋还会断裂,无法对桥梁进行支撑,最终导致桥梁坍塌,引发严重的危害。钢筋锈蚀是桥梁养护中常见的病害,需要养护和维护人员给予高度的重视,加强对钢筋结构的养护,保证钢筋结构的质量。
        1.3混凝土裂缝问题
        混凝土是桥梁的主要结构组成材料,目前我国大多数的桥梁都是采用混凝土作为主要结构的,因此混凝土裂缝问题是桥梁中最为常见的病害类型。混凝土裂缝主要是因为桥梁承受的复合压力过大,混凝土结构难支撑巨大的负荷,当负荷超过混凝土结构能够支撑的阈值后,混凝土结构就会出现裂缝。造成混凝土结构承载负荷压力过大的原因主要是桥梁施工设计不够规范和标准,桥梁方案设计缺乏科学性,或混凝土结构施工质量达不到标准,桥梁施工前没有进行可行性分析,没有深入施工现场做好调查工作。此外,桥梁在投入使用后,车流量过度增加,导致混凝土结构承载负荷压力不断增加,也是导致混凝土出现裂缝问题的主要原因。自然因素也会导致桥梁混凝土结构出现裂缝,例如地震等自然灾害或极端天气,都会对混凝土结构的强度和质量造成一定的损害,导致混凝土的强度下降。
        1.4桥墩及基础病害
        桥墩与基础质量是桥梁安全、稳定的重要因素,其主要目的是支撑桥梁的整体结构,从而加强桥梁的稳固性和安全性,因此,桥梁有关运营人员应高度关注桥墩及基础的病害情况。桥墩及基础部分若长期遭受雨、雪等外界不良环境因素的影响,则会造成桥墩外部结构交叉开裂、出现蜂窝现象、内部混凝土钢筋外露、基础出现下沉或倾斜等情况。与此同时,桥梁桥墩及基础部分混凝土抗拉能力下降和桥梁基础施工不当,也会造成上述情况的发生。桥墩出现病害之后,承重能力就会大打折扣,无法承载自身重力和车辆压力,最后导致桥梁出现坍塌等问题。所以在桥梁施工环节以及后续的氧化环节都要加强对桥梁墩台的养护和维修,防止桥墩质量出现问题。


        2桥梁病害处理措施
        2.1桥面铺装
        针对桥面铺装存在的病害与缺陷,可以视实际情况应用局部修复凿补以及桥面板重新浇筑两种方法对其进行处治:①局部修复凿补。针对出现破损病害的桥梁表面沥青铺装层进行铣刨处理,对表面混凝土进行凿毛,除去锈蚀钢筋,然后通过铺筑厚度为1.0~5.0cm混凝土的方式提升桥梁整体承载能力,满足病害修复要求;②桥面板重新浇筑。在桥面铺装层损坏程度相对严重的情况下,局部修复凿补无法取得良好处理效果,因此需通过对桥面板进行重新浇筑的方式对其进行处治。先对原铺装层进行拆除,然后视情况锚入一定比例短钢筋,并铺设1~2层钢筋网,最后经混凝土整体化浇筑方式确保桥面安全。
        2.2钢筋锈蚀处理
        ①凿除结构表面已损坏的混凝土;②对锈蚀的钢筋进行人工除锈并做防腐处理;③对混凝土凿除部位的补填选用专用混凝土或环氧树脂砂浆;④待填补的混凝土或环氧树脂砂浆龄期达到14d以后,对其表面进行处理并喷涂钢筋阻锈剂;⑤应按照要求进行多遍钢筋阻锈剂喷涂,并在每一遍喷涂后,采取措施防止日晒雨淋。最后一遍喷涂完成,应在静置24h后,使用压力水将表面清理干净。
        2.3裂缝处理
        在实际工作中,需要根据桥梁裂缝的宽度以及表现形式,采取针对性的维修处治方案。对于宽度在1.5mm以上的结构受力裂缝病害,建议在条件允许的情况下通过压力灌浆法进行维修处治。本方法对结构内部裂缝分布较多且存在空隙的病害有良好适用性,可结合实际情况选用黏土、环氧树脂、水泥、沥青以及甲基丙烯酸酯等灌浆材料;对于宽度在0.2~1.5mm范围内的结构受力裂缝,建议条件允许的情况下通过裂缝修补胶直接进行修补处理;对于宽度低于0.2mm的结构受力裂缝或非结构受力裂缝,均可应用环氧树脂砂浆进行直接修补处理,同样可达到满意的维修处治效果。
        3桥梁病害对桥梁设计的启示
        3.1选择合理的桥位
        由于桥梁所处的环境不尽相同,所以在对桥梁桥位和造型的设计方面需要注重差异性。在桥梁设计方案初步拟定的过程中,应对项目建设现场进行细致的调查与踏勘,提前充分了解桥梁所在地的气候和容易发生的灾害,选择合适的桥位以适应当地的环境与气候。
        3.2充分细化设计方案
        桥梁的设计工作,在近几十年获得了飞速发展。目前,绝大多数常规结构桥梁的设计中均大量采用通用结构与尺寸,对提高设计与施工效率,有着极为正面的意义。然而在此过程中,也难免出现机械套用通用结构,忽视桥梁所处环境具体情况的问题。在桥梁设计方案初步拟定的过程中,应充分了解项目特点,制定出合理的、因地制宜的设计方案。
        3.3关注桥梁设计细节
        为了保证桥梁的安全性,在桥梁设计时,应该从结构材料和构造、设计、施工、使用这几方面入手,注重设计的细节,从而提高桥梁的安全性能。为了提高桥梁的耐久性,应该对选取的材料与造型进行深入论证,增强桥梁结构的抗损伤能力。
        结语
        在现阶段经济建设的过程中,桥梁占据着重要的位置并发挥着显著的作用,倘若桥梁遭到破坏与损伤,不仅会影响到经济社会的发展,还会使人们正常的生产与生活受到严重制约。因此,必须将桥梁病害关注与重视起来,具体问题具体分析,找准桥梁病害的位置与具体成因,并将此作为依据与启示,为桥梁设计提供指导性方向。在桥梁设计的具体过程中,若想让设计方案变得更加合理与科学,可行性更高,需要结合桥梁的使用情况,提前了解桥梁所处的环境等各方面因素,展开针对性的设计,保证桥梁使用的安全性与耐久性,不断提升桥梁的使用年限,让民众可以安心通行。
        参考文献:
        [1]杨海平,马悦.某桥梁病害整治及加固设计分析[J].城市道桥与防洪,2019(08):123-125+17.
        [2]祁信丽.公路桥梁病害及加固设计技术[J].河南建材,2019(03):226-228.
        [3]许桂生.桥梁病害整治及加固设计探究[J].黑龙江交通科技,2019,42(11):150-151.
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