公路桥梁加固施工技术与质量控制探讨
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公路桥梁加固施工技术与质量控制探讨摘要:本文在前人工作的基础上总结了桥梁加固的基本理论,详细介绍了公路桥梁加固施工技术,确定了加固设计原则和相关技术标准,公路桥梁加固施工质量控制并结合工程实例进行了验证。
关键词:公路桥梁;加固;施工技术;质量控制
中图分类号: u448.14 文献标识码: a 文章编号:
随着我国经济的蓬勃发展,交通事业也飞速发展,交通部门的基础设施建设发展尤为迅速,公路系统面貌日新月异,桥梁作为公路和城市道路交通的重要建筑物,其重要性也与日俱增,在国民经济建设中起着举足轻重的作用。作为线路的咽喉要道和交通枢纽,桥梁的承载力是沟通公路全线的关键。
一、桥梁加固的基本概念
一般来说,桥梁加固工作应包括日常养护维修、加固和改建三个内容。日常养护是一项经常性的工作,发现桥梁产生的小缺陷,必须及时处理,由养护单位对缺陷进行修理加固。加固是通过加大、加强或增加桥梁构件对重大病害进行彻底整治来提高整座桥梁承
载能力的措施。加固可以有不同的方式和方法,视桥梁的使用要求、结构形式及其荷载承受能力的降低程度而定。能长期保留加大桥梁结构承载能力作用的加固,成为永久性加固;为维持临时性通车而采用的临时性加固,成为临时加固。
对旧桥进行拓宽、升高桥面,改变桥梁形式或该桥为涵,全部更换桥梁主要承重构件或重新建桥等工作,一般称为桥梁的改建。
二、公路桥梁加固施工技术
桥梁作为交通运输的枢纽,直接影响着交通的流量和荷载。当它投入使用一定时间后,往往由于设计的局限和施工的欠缺,使其难以适应日益繁重的交通量,而且随着运输设备的高速发展和车轮负载的不断增长,使桥梁常常处于超负荷运行的状态,从而逐步成为交通运输线上的“瓶颈”。如果不及时采取有效的维修加固措施,轻则要限速减载,影响通行能力,重则造成运输中断,因此成为困扰市政、公路、铁路等有关部门的一大难题。
1、常用被动加固技术的特点及应用范围
桥梁和其他建筑物一样都具有“生命周期”,主要包括建造、使用和老化三个阶段。由于桥梁是建在大地上的特殊产品,不仅要受到自然环境如大气腐蚀、温度、温度变化等的影响。而且还受到使用环境的影响,难以难免地会逐渐产生损坏现象。这使桥梁的维修、养护、加固、改造已成为必然。①桥梁加固有利于节约资金和资源。从经济上分析,桥梁加固可以节省大量投资,收到良好的社会经济效益。采用适当的加固技术和拓宽措施,不仅可以避免因拆除旧桥与重建新桥而增加工程费用,同时也恢复和提高了旧桥的承载能力及通行能力,延长桥梁的使用寿命,满足现代化交通运输的需求。
②桥梁加固有助于保证桥梁的质量。对桥梁进行维修、改造和加固,不仅可以提高公路桥梁的通行能力和服务水平,而且更大程度上能够消除交通安全隐患。③公路旧桥加固有利于促进桥梁建设的可持续发展。可持续发展是指既满足现代人的需求以不损害后代人满足
需求的能力,就是指经济社会、资源和环境保护协调发展,它们是一个密不可分的系统,既要达到发展经济的目的,又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境,使子孙后代能够永续发展和安居乐业。
2、常用主动加固技术的特点及应用范围
(1)体外预应力加固技术
采用布置在梁体外部(或箱内)具有防腐蚀保护的预应力筋(钢绞线或高强度粗钢筋),对梁体施加预应力,构成体外预应力加固体系。体外预应力加固是一种成熟技术,具有许多优点,如加固效果好,能够较大幅度的提高旧桥承载能力,一般可将承载力提高30%-40%;可以减少或限制结构的裂缝和其他变形;对桥梁营运使用的影响较小,可在不限制通行的条件下完成加固施工;对原桥结构损伤较小,可以做到不影响桥下静空;在人力、物力和资金消耗方面也具有明显的经济合理性。因此,预应力加固法既可作为桥梁通过重车的临时加固手段,又可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。
(2)有粘结预应力加固技术
采用锚固于梁体上的2股-3股钢绞线或小直径粗钢筋,对梁施加预应力,然后喷注具有一定抗拉性能的复合砂浆,将预应力钢筋与被加固梁体粘结为一体,构成有粘结预应力加固体系。有粘结预应力加固体系,依靠喷注的高性能复合砂浆,将预应力筋与被加固梁体粘结为一体,复合砂浆的高粘结强度是保证两者共同工作的
基础,复合砂浆的高抗拉性能是控制结构抗裂性、保护后加预应力钢筋免于锈蚀的前提。有粘结预应力加固体系以其预应力筋张拉方便、锚固构造简单和结构耐久性高的技术优势受到工程界的重视。
三、公路桥梁加固施工的质量控制途径
1、脱空支座处理的质量控制措施
在采用起重气袋对脱空支座进行处理时,一定要保证气袋的严密性,防止其被尖锐的物体划破;起重气袋与梁要充分接触,至少接触的面积占气袋的2/3;在充气实验,确定气袋的严密性后,要开始正式充气,当充气加压进行到0.5 mpa时,要暂停一段时间(时间控制在8 min左右)后,再继续充气加压,直至加到满压为止;整个处理脱空支座现象的过程中,工作人员都要谨小慎微,不得浮躁,不得加快速度,若发现有问题要及时报告停止施工,保证工作人员的安全。设计要求桥墩侧面裂缝封缝后先在侧面纵向粘贴两层碳纤维片,再环向粘贴两层碳纤维片。碳纤维片与其他加固方法相比具有高强、耐腐蚀、不增加构件自重、便于施工等特点。加固前对加固桥面进行交通控制,尽可能对加固构件卸荷。
2、处理裂缝加固桥梁质量的控制措施
处理裂缝加固桥梁的过程中,在对注浆嘴进行布局时,要把握其尺度,达到节省资源、提高效率以及增加其经济性的目的。实验证明,对注浆嘴进行布局的基本思想是:裂缝越大,注浆嘴的间距越大,而且每个裂缝至少要安放2个注浆嘴。通常情况下,注浆嘴的间距在10~15cm之内最为合适。
3、通过黏贴钢板加固桥梁质量的控制分析
在对黏贴钢板进行处理时,首先要对加固混凝土进行全方位的清理,主要是把一些小碎石等等全部清除掉,再凿平,确认无误后方可钻孔,要不然会影响钻孔的质量;对钢板进行处理时,要在用丙酮擦拭钢板表面后,再涂上一层环氧树脂薄浆,这样才能保证钢板表面的干净整洁。
采用加固方案之前,须先考虑耗费少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好耐久性等方面的要求。桥梁加固工作一般以不更改原结构形式为原则,在兼顾经济性的前提下,只有在较复杂的情况下,才可考虑更改结构形式。如果加固后仍不能达到交通运输要求,则必须考虑重建桥梁的局部或全部。经济上加固应比重新建桥节约大量的投资和材料,具有明显的经济效益。在分析经济效益时,应包括重建新桥期间交通中断所造成的经济损失。一般认为加固比重建节约费用60%至70%以上才是有意义的,否则重建新桥更有实际价值;桥梁加固之后,无论承载能力,还是耐久性方面都应达到使用上的要求。
四、结论
当前一些交通发达的国家,桥梁建设重点已经放在旧桥加固与改造方面,而新建桥梁已降到次要地位。目前我国旧桥、危桥的加固维修任务十分繁重,全部重建既不现实也不科学,更不经济。实践表明,采用适当的加固技术和拓宽措施,对恢复和提高旧桥的承载能力及通行能力,延长桥梁的使用寿命,以满足现代化交通运输