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關鍵詞:公路橋梁;病害分析;防治措施
中圖分類號:TU997文獻標識碼: A
公路橋梁所存在的問題出現的種類很多,原因也各有所不同。比如卡車的超載導致道路的損壞,或者是在施工中設計的不合理影響公路橋梁的使用,這給道路的交通安全帶來了很大的隱患,需要針對這些問題提出解決的措施,保證公路橋梁的運行安全。
1.1沉陷與坑槽
沉陷是指道路的豎向變形,道路路面下沉達到一定的深度損害了路面的完整度。產生沉陷的原因有多種假如施工時材質的用量與施工工藝是合理的,路面的沉陷就是由自然環境中雨水的侵蝕或者是后期認為的破壞所引起的,比如卡車的超載等。但是多數時候都可以歸結到施工質量的問題,最可能的是瀝青混合料在攤鋪時厚度不均或粗細料不均引起的面層輕微下沉,而且也忽視了路基的本身條件等問題,比如在對橋梁的施工中忽視了地基中含水量較大,忽視了加固的施工,最后導致路面的沉陷。
1.2混凝土開裂及成因
從目前鋼筋混凝土橋梁使用的情況看,有很多橋梁體開裂和橋面鋪裝混凝土損壞等,使橋面產生坑槽,影響車輛的正常行駛,甚至影響到結構的正常使用和耐久性。混凝土橋梁裂縫的成因復雜、繁多,有時多種因素互相影響,但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要因素。混凝土橋梁裂縫大致可劃分以下幾種:
第一,地基變形引起的裂縫。由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結構中產生附加應力,超出混凝土結構的抗拉能力,導致結構開裂。基礎不均勻沉降的主要原因有:地質勘察精度不夠、試驗資料不準、地基地質差異太大、結構荷載差異太大、結構基礎類型差別大、地凍脹、分期建造的基礎、橋梁基礎基于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質時,可能造成不均勻沉降。
第二,荷載引起的裂縫。混凝土橋梁在靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫,主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫;次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生裂縫。通常裂縫方向與主拉應力方向大致是正交的。
第三,溫度變化引起的裂縫。混凝土具有熱脹冷縮性質,當外部環境或內部溫度發生變化,混凝土將發生變形,若變形遭到約束,則在結構內將產生應力,當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中,溫度應力可以達到甚至超出活載應力。溫度裂縫區別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有:年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養護或冬季施工措施不當等。
第四,收縮引起的裂縫。在實際工程中,混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中,塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發生混凝土體積變形的主要原因,另外還有自生收縮和炭化收縮。研究表明,影響混凝土收縮裂縫的主要因素有:水泥品種、標號及用量、水灰比、外摻劑、養護方法、外界環境、振搗方式及時間。
1.3路面松散
“松散”,路面結料失去粘接力,集料松動或散失,嚴重時出現坑槽,是瀝青路面常見病害。其癥狀為瀝青混凝土中瀝青與集料的粘結力逐漸下降并喪失,在車輛荷載作用下使瀝青混凝土表面層呈松散狀態,面層中的集料顆粒脫落,粗細集料散失,路面磨損,路表粗麻,表層剝落,路面外觀質量差,行車不適。如不及時治理,它會從路表面向下不斷發展,以致形成坑槽。
2.解決公路橋病害的措施
2.1提高路基的強度
路基是路面的基礎,路基工作區又是路基經受行車荷載影響較大的深度區域,該深度區域具有足夠的強度和整體穩定性對保證路面結構的強度和穩定性極為重要,否則將產生不均勻沉降使路面發生開裂。因此,必須采取有效措施處理好影響路基工作區的穩定性和強度的關鍵環節,最大限度地減小路基完工后沉降量。
路基工作區的強度主要是在填筑過程中形成的。必須嚴格控制路基的填筑工藝,確保路基強度。填筑材料首選石、礫、砂類土,其次選用含礫、砂低液限粘土,再次選用低液限粘土。粉質土和有機土不能用于填筑路基。降低地下水位是提高路基強度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的關鍵部位,它直接承受和吸收路面的擴散應力,要有足夠的強度和穩定性。當開挖后發現底下滲水,不論流量大小都要處理。填方地段要采用較好的材料填筑,土質差的地段要進行換填處理,確保其強度和穩定性。
2.2開展對裂縫的處理工作
對于基層開裂引起的反射裂縫及瀝青混凝土溫縮等引起的縱向裂縫,如縫寬較小可不予處理,如寬度在3mm以上,可將縫隙刷掃干凈,并用壓縮空氣吹凈塵土后,采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料法封堵。如縫寬在5mm以上,可將縫口雜物清除,或沿裂縫開槽后用壓縮空氣吹掙。采用砂料式或細粒式熱拌瀝青混合料填充搗實,并用烙鐵封口。
大部分無法再灌縫,采用切割擴寬裂縫方式進行灌縫。由土基沉降引起的橫向裂縫,如出現錯臺、啃邊、裂縫寬度大于5mm的,則需沿橫縫兩側各50cm100cm范圍開槽,按照上述方法先將裂縫填實。然后沿橫縫加鋪玻璃格刪,重新攤鋪上面層。對于灌縫處理,施工難度較大地方,一般不進行處理,直接罩面和補強。對需補強路段進行拉坡,在原路面上重新鋪筑密級配瀝青碎石基層,撒鋪粘層油,鋪筑中粒式瀝青混凝土。具體路面結構為5cm中粒式瀝青混凝土+l4cm密級配瀝青碎石+原路面面層。
3.做好公路橋的病害的預防與養護工作
3.1預防病害
嚴格控制施工。合理安排好施工計劃,施工時符合規定,是有效減少橋頭跳車關鍵,應遵循“早開工,工期長一點”原則進行,控制好填料質量,盡量采用輕型材料,滲水性好填料。控制好每層填筑厚度,碾壓遍數,并對每層填筑質量實施檢測,特別是控制好壓實度。
設置橋頭搭板。在橋頭設置搭板是防治橋頭跳車的一項主要輔助措施。搭板的一端支承在臺背上,用錨栓固定,另一端、可直接置于石灰穩定土或路面基層上,不設枕梁。搭板長度依據設計行車速度、路堤填土高度及預計的橋臺與臺后填土的工后沉降差的大小來確定,可選用4m、6m、8m、10m、12m幾種長度。搭板的受力形式多種多樣,在頂、底面配置足夠數量的受力鋼筋,搭板的下面設不小于2m厚的石灰穩定土或碎礫石墊層,石灰穩定土或碎礫石墊層應在兩則鋪至邊坡面處,并順路方向鋪至搭板外2~3m。路徑小于3m的明涵或暗式涵洞通道可不設橋頭搭板,但臺背填料應選用砂礫或石灰土,由挖除表土后的地面起進行填筑至路基頂,可選用小型振動式壓路機碾壓,壓實度同前。
3.養護措施
注重高速公路管理及養護,采取積極有效措施,嚴格控制超載車輛,以減少超載車輛對路面的破壞,認真貫徹“預防為主,防治結合”的方針,加強科學研究,建立路面養護管理系統,對路況進行跟蹤觀測,及時采取預防措施,清除隱患,發現問題,及時處治,以免進一步釀成大病害。同時,加強對路面病害處治方法的研究,不斷提高路面養護質量。對瀝青路面必須進行預防性、經常性和周期性的養護。必須加強路面的日常巡查,隨時掌握路面的使用狀況,根據路面的實際情況指定日常小修保養以及經常性、預防性和周期性養護工程計劃。
總結
對公路橋的修復與預防還需要盡量的使用現代化的技術,與信息技術的應用相結合,使建設的質量和工作效率得到同步提高。
參考文獻
[1]宋國瑞.淺談高速公路瀝青路面病害成因及防治措施[J].科技信息,2008
道路工程并不是水電工程的主體建設項目,但卻是水電工程的重點建設項目之一,在電站建設規劃及實施過程中起著無比重要的作用。首先,水電工程的主要特點為施工布置面狹長,生產、生活區域及各種料場、渣場成線性布置,道路是串聯整個水電工程構造物體系的關鍵。其次,道路是水電工程大動脈,各種生活、生產物資需依靠道路進行運輸,才能保障工程建設的正常開展。因此,保證生命線的暢通,就是保證電站工程順利進行的關鍵所在。本文就水電工程中易發、多發的道路病害、災害原因進行分析,并結合實際提出相應常用的預防和治理措施。
一、路面推移、壅包、波浪
(一)、發生原因
路面的推移、壅包、波浪是水電工程中瀝青路面常見的病害之一,其產生的原因一般與基層施工質量、透油層灑布質量、超載車輛比重加大、瀝青混合料性能不良等因素有關。在瀝青混凝土路面鋪筑前,由于基層表面清掃不干凈、透層油灑布不均等都會容易造成瀝青面層和基層粘結不良。瀝青面層建成運營后在大量行車荷載(超載車輛)作用下,由于與基層粘結不良特別在瀝青面層施工接縫處開始產生推移,隨著時間增長,輪跡帶兩側會產生壅包,甚至會出現由于推移而造成的嚴重裂縫。另由于水電工程道路一般修建于河川峽谷處,道路彎道較大、較多,在電站建設過程中,施工車輛超載、超速現象較為普遍且不容易控制,因此導致該病害在水電工程道路上極易發生。
(二)、預防措施
1.規劃設計時綜合考慮。在允許范圍內,增加橋梁、涵洞以及土石方開挖量,盡量考慮降低彎道弧度,減少彎道,特別是連續彎的道設計。
2. 加強路面基層施工質量,提高基層平整度。瀝青面層鋪筑前透層油的灑布尤為重要,透層油灑布前首先必須認真清掃基層表面浮土及雜物并且保證透層油灑布的均勻性和設計用量,提高基層與面層的粘結力。
3.加強電站車輛管控。與當地交通主管部門積極聯系,在進站口和沿線道路、橋梁設置限速、限載標志,加強施工單位的車輛交通教育,加大查處及處罰力度。
(三)、治理措施
及時安排道路養護人員對病害部位面層進行切除,可根據現場實際情況適當擴大切除面積,清理基層表面、均勻灑布透層油,鋪瀝青混凝土并進行充分壓實、養護。在病害高發、頻發路段前后,可安裝安全減速裝置。
二、路面裂縫
(一)、發生原因
裂縫是路面的高發病害,裂縫主要有縱向裂縫和橫向裂縫兩種,誘發因素較多,一般分為內因和外因。縱向裂縫的產生主要是由于地基和填土在橫向不可避免的不均勻性所造成的,特別是在舊路基拓寬地段,由于土質臺階處理不規范、分層填筑厚度及壓實度控制不嚴,尤其在有表面水滲入的情況下,這些地段往往是縱向裂縫的高發區。 和縱向裂縫一樣,橫向裂縫也是不可避免的。橫向裂縫的產生往往是由于溫度應力的作用而產生的疲勞裂縫。這種溫度裂縫往往起始于溫度變化率最大的表面并很快向下延伸,并隨著時間增長造成瀝青或混凝土老化,面層的抗裂縫能力逐年降低,溫度裂縫也隨之增加。面層裂縫一旦發生沖刷、就會產生以縫為中心的下陷形變,同時引起裂縫兩側產生新裂縫甚至碎裂破壞。
另外施工原因、材料原因、超荷載原因等都可能造成路面裂縫的產生。
(二)、預防措施
施工過程中質量控制。這是裂縫生成的最主要控制方法,就水電工程而言,在土方開挖階段就要進行嚴格管控。
路基質量的控制,路基壓實質量要求達到規定的壓實度值和彎沉值,保證路基有足夠的,均勻的強度;排水設施應完善,并要充分考慮地下水對路基穩定的影響;路基填筑中,不同種類的土壤應分層填筑,避免土壤類型在路基上突變造成沉降不一致,影響路面板結構性能;對于填挖交界,半填半挖結合處應按路面板的要求進行特殊設計,施工中要對路槽以下部分進行處理。
路基擋護物質量控制,路基擋護物一般為漿砌石擋墻、毛石擋墻及混凝土擋墻,施工時應嚴格控制地基承載力、施工材料、擋墻尺寸及工人操作規范。
路面基層及面層質量控制,基層及面層除應按照國家相關技術規范管控施工外,瀝青混凝土路面施工時為減少裂縫的發生率,應嚴格控制填料的均勻性和壓實度,選用優質瀝青也會明顯減少裂縫的產生。混凝土路面施工時較好的攤鋪、振搗工藝,以及溫度控制、后期養護也能有效的減少使用過程中裂縫產生。
(三)、治理措施
對已產生的裂縫應及時封閉,防止病害的擴大及加重,對于混凝土路面裂縫一般采用水泥砂漿灌縫、封閉。對于縫寬在2mm以內的瀝青混凝土裂縫,可接沿裂縫涂刷少量稠度較低的瀝青;對于縫寬在2mm~5mm的裂縫,將稠度較低的熱瀝青灌入縫內,填入干凈石屑或粗砂,搗實并清除縫外的瀝青與石屑;對于縫寬在5mm以上的裂縫,應清除已松動的裂縫邊緣,然后用熱拌瀝青混合料填入縫中,搗實,縫內潮濕時應采用乳化瀝青混合料。上述方法可以治理一般的面層裂縫,但因路基或水穩層斷裂而產生的裂縫,則要將其拆除,觀察后再視情況進行具體處理。
三、路基沉陷
(一)、發生原因
道路上的路基的沉陷原因有很多,其中包括設計缺陷、地質原因、氣候原因及施工原因等多方面,本文主要就水電工程道路沉陷其特殊原因進行分析。首先,在電站建設中后期蓄水時,由于水位抬高,地下毛細水上升的浸濕作用加劇,其次,道路沿線地質條件復雜,常會有未經勘探發現的溶洞、斷層等地質隱患,庫區內水位變化對地質影響較大,再加上車輛荷載造成的振動會隨路面、路基的剛度增加而向下更深的傳遞,甚至可傳遞到填土以下的原地面土層內而造成壓縮變形。上述幾方面綜合因素,造成了水電工程路基沉陷的周期性長、可預見難度大等特點。
(二)、預防措施
1.加強前期勘察工作。對電站公路的地質勘察、土質分析應高度重視,并應在全路段范圍內普遍進行,尤其是在地質不良路段應視為重要工點加強勘探,較早發現溶洞、斷層等潛在地質隱患,在設計階段就做出規避措施。
2.提高路基高度。在設計階段適當提高路基填筑高度,增大路基邊緣與地表或地下水位間的距離以降低毛細水向上遷移的數量,從根本上避免沉降。
3.施工過程中質量控制。除了本文第二章節中列出的質量控制措施,預防路基沉降在施工過程中尤其要注意對路基填充壓實的控制。
4.正確排水,加強排水設施的維護工作。在設計及施工過程中,要注意排水溝、邊溝、涵洞的正確布置及施工質量,在投入運營后應加強路基排水,保證排水設施的完善,以確保路基干燥。
(三)、治理措施
路基沉陷的治理措施根據實際情況多種多樣,在水電工程中發生了路基沉陷,最常見的處理方法列舉以下幾種方案。
1.路基改線:在原沉陷路基內側進行土方開挖,根據地質情況設置擋護設施,將原路基向山體內側進行位移,該方案在路面整體沉降的情況下較為適用。
2.打樁法:將沉陷路面進行清理后,按梅花形布置樁位,打到穩定層后下鋼筋樁并注漿,回填土石方,穩定充分后進行路面修復,該方案在路面半幅塌陷且地質情況良好的情況下較為適用。
3.卸荷板法:拆除原有路面,對路基進處理后在原路面范圍內澆筑鋼筋混凝土卸荷板,鋪設路面,該方案在路面小幅塌陷,且路基尚完整的情況下較為適用。
4.架設橋梁:在沉陷路面兩側架設永久性橋梁,該方案造價高且見效慢,僅在路面沉陷嚴重,地質條件復雜無法實施改線方案的情況下適用。
四、其它易發災害
(一)、發生原因
崩塌、滑坡、泥石流是水電工程中常見的道路易發災害,在水利水電工程道路施工過程中,大量機械施工對地面產生擾動,用地范圍內地表植被破壞較大,施工中路基高填、路塹深挖產生新的坡面,造成地表形態改變,降雨沖擊路基邊坡導致產水、產沙,尤其在陰雨連綿的季節,上部山體因雨水入滲加重負荷,底部因路塹失去支撐,極易發生山坡滑塌等災害。
(二)、預防措施
1.加強地質監測。借助簡單的測量工具、儀器裝置和量測方法,監測災害體、房屋或構筑物裂縫位移變化,是一種能有效預防道路地質災害的方式。其常見的監測方式有埋樁法、埋釘法和貼片法。
2.加固工程。道路地質災害的基本防治方法主要是各種加固工程,如支檔、錨固、減載、固化等,利用各種加固方法能夠控制邊坡的變形及位移。
3.消除和減輕地表水和地下水的危害。道路地質災害的發生常和水的作用有密切的關系,因此,消除和減輕水對邊坡的危害尤其重要,災害防治的基本方法是工程設計和施工中要設置完善的排水系統,避免地表水入滲,對已有塌陷坑進行填堵處理,防止地表水注入。
(三)、治理措施
在電站工程中,道路地質災害的治理一般采用綜合治理的方式。首先在災害發生后,在地質情況穩定的前提下,應立即組織搶險保通,保證電站交通動脈的暢通。其次,設置警戒設施,對可能繼續發生災害的部位設置鋼筋石籠、被動防護網等臨時攔擋設施。第三,對崩塌、滑坡或泥石流進行清理,恢復截水溝、涵洞等排水設施的正常功能,有效排出地表水。最后,分析地質災害原因,對的地表進行處理。地表的處理方式多樣,有噴漿封閉、錨固、主動防護網、綠化固結等,也可以幾種方式綜合進行治理。
五、結語
隨著社會的發展進步,水電工程建設的理念發生了很大變化,當今的電站建設,主體項目的招標前首要就得完成“三通一平”。其次在梯級電站的整體規劃中,出于安全環保、節約、統一管理等理念,一部分構筑物和設施是幾個電站共用的,沿江公路的建成無疑使得這些規劃理念變成了現實。所以,這一電站生命線的暢通就顯得尤為總要,結合具體實際對道路的常見病害、災害原因進行分析,加強對路基沉陷原因機理的認識,提早建立相關防治措施,應急預案,使用有效的方法進行管控,這樣才能最大實現電站的經濟效益和社會效益。
參考文獻:
張東,公路工程常見地質災害分析,交通建設與管理,2008(6)
聶忠權,路基病害整治,人民交通出版社,2010
周德軍,高速公路路基下沉的措施分析,科技創新導報,2008
作者簡介:
關鍵詞公路橋梁;病害;防治;修復;裂縫;措施;
中圖分類號: F540.3 文獻標識碼:A文章編號:
引言
隨著交通運輸事業的蓬勃發展,種種原因造成不少橋梁發生病害,甚至有的已成為“危橋”,嚴重地影響了橋梁的承載能力和正常使用。因此,如何延長橋梁構件的使用壽命,提高其耐久性以減少橋梁更新的投入,便成為廣大橋梁工作者極為關心的問題。
一、公路橋梁常見結構形式
隨著國民經濟的快速發展,公路運輸的發展更可謂突飛猛進,我國幅員遼闊,經濟發展水平參差不齊,經濟上總體水平不高,公路橋梁發展主要著眼于量大、面廣的一般大、中橋,這類橋梁仍以預應力混凝土結構為主。大批始建于60、70年代的公路橋梁,在日趨增大的車輛荷載的作用下,技術狀況快速下降,很快由一、二類發展為三、四類甚至五類橋梁,對人民群眾的生命財產安全構成了威脅,橋梁垮塌事件也時有發生。從總體情況看,當前公路橋梁的失養導致病害產生,主要集中在一些中小橋梁,這些橋梁存在著橋面鋪裝混凝土不同程度損壞,導致橋面產生坑槽,影響車輛的正常行駛。甚至還有一些橋面伸縮縫損壞嚴重,產生“橋頭跳車”,危及行車安全。公路橋梁“橋頭跳車”成為一種比較普遍的現象,尤其在一些軟土地基地方表現得更為嚴重,這給養護部門帶來很大困難。為杜絕橋梁垮塌、墜車傷人事件,保障公路橋梁完好暢通,進一步加強橋梁的養護規范化管理水平已成為迫切需要。
二、公路橋梁常見病害分析
2.1路橋裂縫
一座橋梁從建成到使用,牽涉到設計、施工、監理、運營管理等各個方面。設計疏漏,施工低劣,監理不力,均可能使混凝士橋梁出現裂縫。而裂縫也有很多種,如主拱圈裂縫(主拱圈中波縱向裂縫、肋、波連接處裂縫、拱肋裂縫、橫系梁裂縫)、主梁裂縫(多發生在錨跨中部梁的下緣及懸臀梁根部上緣)、墩臺身裂縫(墩臺網狀裂縫、從基礎向上發展至墩臺上部的裂縫、墩臺身的水平裂縫、翼墻和前墻斷裂的裂縫、由支承墊石從下向上發展的裂縫,橋墩墩帽順橋軸線橫貫墩帽的水平裂縫、雙柱式橋墩下承臺的豎向裂縫、支承相鄰不等高的墩蓋梁、矮墻上的豎向裂縫、墩臺蓋梁自上而下的垂直裂縫、鑲面石突出的裂縫、懸臂橋墩角隅處的裂縫等)。
2.2伸縮縫損壞嚴重
造成伸縮縫破壞的原因主要有以下幾個:
1、由于設計不周引起的伸縮縫損壞;結構計算時荷載少算或部分漏算;結構受力假設與實際受力不符;內力與配筋計算錯誤;結構設計時與施工的脫節;設計斷面不足;鋼筋設置偏少或布置錯誤;結構剛度不足等。
2、由于選型不當引起的伸縮縫損壞;
3、由于橋墩臺施工及梁(扳)預制尺寸誤差導致實際板端預留間隙與設計間隙懸殊而引起的伸縮縫損壞;
4、設計與實際伸縮量不符引起的伸縮縫損壞
5、板式橡膠伸縮縫由于施工誤差或橡膠板破壞引起的伸縮縫處嚴重跳車;
6、板式橡膠伸縮縫或鋼板伸縮縫由于伸縮裝置混凝土施工先于兩端瀝青混凝土路面面層而引起的伸縮縫尾端跳車;
7、施工操作時,因操作不當引起伸縮縫處跳車;
8、材料選用不當引起的伸縮縫損壞。
2.3鋼筋銹蝕
由于混凝土質量較差或保護層厚度不足,混凝土保護層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面,使鋼筋周圍混凝土堿度降低,或由于氯化物介入,鋼筋周圍氯離子含量較高,均可引起鋼筋表面氧化膜破壞鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應,其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2-4 倍,從而對周圍混凝土產生膨脹應力,導致保護層混凝土開裂、剝離,沿鋼筋縱向產生裂縫,并有銹蝕滲到混凝土表面。由于銹蝕,使得鋼筋有效斷面面積減小,鋼筋與混凝土握裹力削弱,結構承載力下降,并將誘發其他形式的裂縫,加據鋼筋銹蝕,使截面有效尺寸減小,導致結構承載能力下降。銹蝕的直接后果是鋼筋斷面面積減小,對于以鋼筋作為抗彎能力。鋼筋銹蝕還會降低混凝土對鋼筋的握裹力,銹蝕物外流,在結構表面形成銹跡,影響結構美觀。
2.4其他影響因素
橋梁結構中其他常見的病害包括:支座破壞,主拱圈軸線下降,牛腿裂縫,墩臺基礎損壞,橋面變形及破碎甚至脫落,混凝土碳化速度快,碳化深度達到鋼筋表面,防震蕩塊損壞,橋面破損,欄桿斷裂,伸縮縫損壞,橋頭跳車,這些病害不僅影響橋梁的美觀,也影響橋梁的使用。
三、公路橋梁既有病害的整治和維修加固
下面針對橋梁經常出現的主要病害,總結歸納如下防治措施。
3.1 橋面鋪裝病害防治措施
橋面鋪裝過早破碎主要是施工階段的問題,我們在橋面鋪裝施工時控制好如下幾個環節:①梁體施工階段,采取有效的方法將預制(現澆)梁的拱度控制在誤差允許的范圍內,梁體安裝時要確保橋面鋪裝層的最小厚度。②施工前徹底處理好梁體的頂面,清除梁面的雜物,鑿除處理混凝土表面的水泥砂漿和松弱層。③施工中處理好泄水管、伸縮縫、施工縫等細小環節。④采取適當措施控制鋼筋網的保護層,因為保護層偏大或偏小都將影響鋪裝層的使用壽命。
3.2 預應力混凝土梁裂縫的防治措施
造成混凝土梁裂縫相關的原因有:結構受力、施工操作、環境條件(如空氣濕度、氣溫、風速等)和材料品質。①若結構受力變形而造成混凝土梁裂縫,檢查梁體底模及支架體系下伏地基是否在緩慢下沉,還是模板或支架剛度不夠有輕微變形,必要時預加荷載試壓(尤其是現澆梁施工),或采用換填等措施強化處理地基。②若是施工操作原因引起的裂縫時,從檢查工序出發,重點考察混凝土施工配合比、攪拌、運輸、澆筑順序及間隔時間、振搗、模板拆除時間、養護周期及方式、預應力張拉和壓漿控制等環節。③環境條件主要影響混凝土的配合比和養護如對于嚴寒、酷暑、風沙、陰雨連綿等不同類型氣候條件要采取靈活多樣的養護方式。
3.3 橡膠支座變形受損的防治措施
除承擔全橋的豎向荷載外,全橋的水平力包括制動力、牽引力、溫度力、地震力、風力等均通過支座傳遞到下部結構。從設計方面,確保像膠支座的各項性能指標滿足使用要求;從施工角度,一要控制好支承墊石表面的平整度和水平,確保像膠支座平置;二要保證同一片梁的幾個支座均勻受力;三當梁體架設就位不準時,要起吊離開支座后進行二次就位。對損壞嚴重的橡膠支座須及時更換,否則會影響橋梁整體使用壽命。
3.4 橋梁外露混凝土局部破損的防治措施
橋梁外露混凝土局部破損,一方面是由于外界對混凝土結構的侵蝕作用,另一方面是由于受到意外撞擊導致的損害。對于這些混凝土的損害只有從提高混凝土自身的密實性、抗滲性入手,同時可考慮針對不同環境類型在混凝土中添加具有不同功用的防護劑。
結束語
總之,在實際工作中,我們應加強對橋梁的檢查,如發現缺陷后,應結合觀察到缺陷的種類、部位、范圍及嚴重程度,從設計、施工及使用年限,使用狀態記錄出發,進行綜合分析,使之得到切合實際的初步判斷。對公路混凝土橋梁的一些病害進行分析,找出產生病害的原因,提出加固處理的具體辦法,進而提高經濟效益和社會效益,保證人民的生命財產安全。
參考文獻
[1]田春艷,劉勇.高速公路橋梁橋梁常見病害原因分析及對策探討[C].2004北京國際橋梁結構評估研討會論文集,2004.
關鍵詞:公路;黃土地區;路基病害;防治措施
中圖分類號:U213.1 文獻標識碼:A
引言
隨著公路里程的增加,公路建設將會遇到更多如黃土地區等特殊地形地質情況,這就大大增加了路基災害發生的可能,路基工程是道路工程中的一項重要工程項目,是路面工程的基礎,直接影響到道路工程的使用品質和行車交通,因此,黃土地區路基災害的防治也日益受到人們的關注。
一、填方路基病害的主要類型及防治措施
(一)常見填方路基病害表現為:
1.路面出現橫向裂縫,裂縫處出現差異沉降,產生錯臺;
2.路面出現縱向裂縫,嚴重時裂縫向路肩邊緣伸展,形成滑裂面;
3.填方路基完工后路基整體或局部沉陷;
4.路基滑動或邊坡坍塌。
(二)填方路基病害發生的影響因素
黃土填方路基病害的發生是多方面因素綜合作用的結果,其中可能有設計及施工質量問題;路基填料問題;地基中存在軟弱土層或暗穴;路面防水和排水設施不完善,造成路基浸水軟化等。對黃土區高速公路填方路基建設質量具有普遍性影響的因素主要是路基填土土質、級配,以及施工質量,這兩個方面最終都歸結為路基填土的壓實度不足及壓實不均勻。另外,由于黃土對水的特殊敏感性,路基路面防水和排水設施的不完善而造成的路基浸水軟化是加劇路基病害程度的重要原因。
(三)防治措施
基于提高路基土體的壓實度和壓實均勻性的目的,從控制路基填料和施工質量來防止病害的發生,加上黃土對水的特殊敏感性,對路基路面排水設施的合理設計是防止黃土地區高速公路病害發生的重要方面;橋臺背路基為病害的集中發生帶,可根據實際情況采用強夯法或注漿法加固。
二、挖方路基病害的主要類型及防治措施
(一)常見挖方路基病害表現為:
1.后緣拉裂
由于人工迅速開挖使黃土中的天然應力場(自重應力)進行調整,由于應力的偏轉,剪應力在坡腳越集中,同時在坡腳形成較高的壓應力集中。
2.滑移破壞
由于黃土的覆蓋較厚,其坡腳一些地段是相對隔水的泥巖、泥質砂巖及風化剝蝕面,在降水過程中,由于張裂隙及一些大的孔洞存在,地表水形成面流,會沿這些裂隙、孔洞直接灌入到達一定的深度,加之地下水的側向補給就會在該處形成地下潛水或上層滯水,便黃土呈現流塑或軟塑狀態。這樣在坡體重力作用下就會沿著薄弱面產生滑動,使邊坡破壞。
3.崩塌
高邊坡形成后暴露地表,受到各種外部應力的作用,使坡形產生改變,最終下部形成反坡,如有不利的裂隙切割組合成塊體,最終產生崩塌破壞。
4.滑坡
滑坡的產生原因,主要是由于黃土的強度下降引起土體穩定性平衡的破壞。
(二)黃土地區挖方路基地基處治措施
1.換填法處治法
當地基土的承載力和變形滿足不了道路結構的要求,而軟弱土層的厚度又不很大時,將基層底面下一定范圍內的軟弱土層挖去,然后分層換填砂、石、石灰、爐渣等建筑材料并夯實。
2.沖擊壓實法
土體在壓實過程中,土的密度和強度隨之提高,土體漸漸由塑性狀態變為彈塑性狀態,直到彈性狀態。加大作用于土體的沖擊能量,可以增加影響深度,提高土體的密實度,從而更容易使土體達到彈性狀態。
3.強夯法處
強夯法是在重錘夯實法的基礎上演變而來的。重錘夯實法加固地基,可提高地基表層土的強度。對濕陷性黃土,可降低地表的濕陷性,對雜填土,可減少表層土的強度不均勻性。
4.土工格柵加筋處治法
在黃土路基半填半挖路段,由于在填挖結合部沉降量不同,產生一定的沉降差值,由此導致道路產生縱向裂縫。土工格柵加筋就是眾多處治措施中比較有效的方法之一,可以減少填挖結合部位的沉降差;同時加強填挖路基的銜接,并保證路基的填筑質量,用來減輕填挖路基性質差異所產生的危害。
三、結論
由于黃土本身具有的特殊性質,對黃土地區路基病害應以預防為主,工后處治為輔。對填方路基質量預防措施應著重提高路基土體的壓實度和壓實均勻性,從控制路基填料和施工質量來防止病害的發生。對挖方路基,可通過鋪設砂礫墊層和灰土墊層,一方面提高了地基的承載力,另一方面又控制了水對黃土地基的影響作用,合理選用沖擊壓實法、強夯法、土工格柵對路基進行處治。
參考文獻:
[1]劉小偉,諶文武等.黃土壓實的影響因素研究.中國沙漠,2004, 24 (5): 657-661.
[2]霍延霓.黃土地區路基病害分析及防治措施研究.道路交通.2008,06- 0022-02.
【關鍵詞】混凝土橋梁病害防治措施
[Abstract] a large number of diseases of in-service highway bridge in existence, are directly or indirectly affect the bridge safety and driving comfort. In this paper, the author introduces the common concrete bridge diseases and causes, and put forward the prevention measures for the disease.
[keyword] concrete bridge diseases prevention and control measures
中圖分類號:U448.33文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
引言
隨著經濟的發展,交通運輸量大幅度增長,行車密度和車輛載重越來越大,尤其是推行拖掛運輸和集裝箱運輸后,重型車輛日益增多,現有一部分公路橋梁己滿足不了使用要求,這是世界各國所面臨的普遍問題。為了確保公路的正常運營,必須對橋梁常見病害及原因進行分析,并采取相應的防治措施。
一、混凝土橋梁常見病害及原因
1、混凝土橋梁表層缺陷常見病害
鋼筋混凝土橋梁表層缺陷主要有蜂窩、麻面、漏筋、空洞、磨損、銹蝕、老化、表層成塊脫落等類型,具體各類缺陷產生的原因如下:
(1)蜂窩
蜂窩現象的產生主要是因為施工原因所致,具體的原因如下:混凝土在灌筑過程中如果缺乏應有的振搗、以及運輸過程中混凝土出現離析、支模時模板縫隙不嚴,使得水泥砂漿流失等都可以造成蜂窩現象的產生;此外,當鋼筋太密、混凝土粗骨料粒徑太大或塌落度過小時,都可造成其蜂窩的形成。
(2)漏筋
漏筋的產生很大程度上是因施工質量差所引起,如灌筑時鋼筋保護層墊塊發生位移,鋼筋緊貼模板,保護層處振搗不實或漏振等,此外,當梁橋梁體因為外界或自身原因出現裂縫,降雨天氣里,雨水浸入梁體裂縫,使得鋼筋銹蝕膨脹引起表層大面積脫落,從而促成漏筋現象出現。
(3)麻面
麻面的發生主要是因為施工時采用了表面不光滑的模板,以及模板在濕潤時不夠充分,造成梁體表面混凝土內的水分被模板吸收,從而使得麻面現象出現。
(4)空洞
如果在結構設計時鋼筋選配不當,使得鋼筋布置過密,則可能造成該病害的產生,同時,在施工時混凝土被卡住,又未充分振搗就繼續灌筑上層混凝土。此外,嚴重漏漿亦能產生空洞現象。
(5)磨損
該病害的成因大致有三種情況:混凝土強度不足,表層細骨料太多;車輪磨耗;高速水流沖刷,水流中又夾帶大量砂石等。
(6)銹蝕、老化、剝落
其成因主要有以下幾種:①保護層太薄;②結構出現裂縫時,雨水浸入裂縫內部,使得鋼筋發生化學及物理反應,從而出現銹蝕;③鋼筋銹蝕膨脹引起剝落;④嚴寒地區冰凍及干濕交替循環作用;⑤有侵蝕性水的化學侵蝕作用。
2、混凝土橋梁的裂縫及其產生原因
裂縫是混凝土橋梁最常見的缺陷之一,根據裂縫的發生部位和產生原因不同,主要有以下幾類:
(1)沿梁腹板梁高度上的表面裂縫
常見于T形梁的腹板側面上,在半梁高度處常出現棗核形裂縫,間距無規律;裂縫寬度δ=0.2~0.6mm,有的達到0.8mm。位置和方向:腹板裂縫,常出現在梁的跨中,并垂直于主鋼筋;在支座到1/4跨徑之間,裂縫與主鋼筋形成60o斜角。
原因:混凝土質量不均勻,在受到較大荷載,易沿腹板產生表面裂縫大。這種裂縫,最大寬度一般變化不大,但是,容易與受拉區裂縫相連接,如圖所示:
圖:沿梁腹板高度上的表面裂縫圖
(2)梁腹板的斜裂縫
斜裂縫常見于跨徑大于l0m的鋼筋混凝土梁橋。位置和方向:斜裂縫常發生在支座到1/4跨徑之間,出現在梁的側面,并與梁形成45o~60o左右的夾角。裂縫形式:裂縫寬度0.1~0.3 mm,裂縫間距0.5~1.0mm。
原因:梁在彎剪作用下,在0~1/4區域產生的主拉應力,超過了該部位的材料抗拉強度。隨著荷載增加,斜裂縫也逐漸增大。在0~1/4梁段內,外力主要以剪力形式出現,因此,裂縫形成角度大于450;隨著彎矩增加,梁腹板在剪一彎作用下,發生剪一彎裂縫,裂縫則與梁縱向成為30o~45o角,裂縫條數為1~2條,縫寬為0.2~0.3mm。這種裂縫的發生的過程:先出現垂直于梁軸的彎曲裂縫,再發生傾斜裂縫。
(3)梁(板)結構的主筋部分水平縱向裂縫
位置和方向:在主筋位置附近,沿著主筋延伸方向,出現的水平縱向裂縫;裂縫度可達半跨。最大裂縫的寬度達到4mm。伴隨著裂縫擴展,混凝土保護層剝離,鋼筋外露而銹蝕。
原因:這種裂縫產生的原因比較復雜,可以是混凝土先出現裂縫,引起鋼筋的銹蝕;也可能是鋼筋銹蝕膨脹引起混凝土開裂。發生這種病害原因,施工質量較差,保護層過薄;混凝土內加了過量的添加劑,導致混凝土碳化、鋼筋銹蝕脹裂混凝土。
(4)梁體支座處裂縫
位置與方向:在簡支梁支座的墊板處的梁體上,支座上的墊板與混凝土交界處,時常發生的斜向裂縫。這種裂縫往往只有一兩條大裂縫,裂縫寬度δmax =2mm。
原因:橋墩發生不均勻沉降、歪斜;局部混凝土承壓力不夠;支座傾斜或者活動支座失靈等。
因此,發現混凝土橋梁出現缺陷后,必須及時對缺陷進行調查研究,分析缺陷的產生原因、現狀、發展趨勢,以及橋梁遭受破壞的程度,對使用的影響等,及時采取措施進行維修加固。
二、混凝土橋梁常見病害的防治措施
1、蜂窩麻面等混凝土缺陷處理
對于板底存在混凝土蜂窩、麻面、剝落、掉塊、缺損、凹陷等缺陷,首先將缺陷部位表層的舊混凝土全部鑿除,露出新鮮混凝土,然后利用人工除銹的方法對缺陷部位的外露鋼筋除銹,并將混凝土表面清理干凈,最后利用環氧砂漿對缺陷部位進行修補。
2、表面裂縫封閉修補方法
(1)填縫
填縫是磚石砌體裂縫修理中最簡便的一種方法。操作時,將裂縫清理干凈,根據裂縫寬度同分別用勾縫刀、抹子、刮刀等工具進行操作,所用灰漿通常采用1:2.5或1.3水泥砂漿,一般不得低于砌筑灰漿的強度。填縫處理后可在美觀、耐久性等方面起到一定的作用,而對砌的整體性、強度等方面所起的作用甚微。
(2)表面抹灰
表面抹灰是指用水泥漿、水泥沙漿、環氧基液及環氧砂漿等材料,涂抹在裂縫部位的磚石體或混凝土表面上的一種修補方法。
(3)表面粘貼修補法
表面粘貼法是指:用膠粘劑把玻璃布或鋼板等材料粘貼在裂縫部位的混凝土表面上,達到封閉裂縫目的的一種修補方法。
(4)鑿槽嵌補
鑿槽嵌補是沿混凝土裂縫鑿一條深槽,然后在槽內嵌補各種粘結材料,如環氧砂漿、瀝青、甲基丙稀酸脂類化學補強劑(甲凝)等的一種修補方法。
(5)表面噴漿
噴漿修補是在經鑿毛處理的裂縫表面,噴射一層密實而且強度高的水泥砂漿保護層來封閉裂縫的一種修補方法。
(6)打箍加固封閉法
當鋼筋混凝土梁件產生應力裂縫時,可采用在裂縫處加箍使裂縫封閉的方法。
3、內部裂縫修補
壓力灌漿是指施加一定的壓力,將某種漿灌入結構內部裂縫中去,以達到封閉裂縫,恢復并提高結構強度、耐久性和抗滲性能的一種修補方法。此法一般用于裂縫多且深人結構內部或結構有空隙的修補。根據灌漿材料的不同,壓力灌漿可以分為三類:水泥灌漿、化學灌漿和瀝青灌漿。其中水泥灌漿和化學灌漿較為常用。
結語
通過對鋼筋混凝土橋梁的常見病害及原因的分析,我們可以看到,一座橋梁的病害成因涉及到許多方面的因素,因此,要使得病害的減輕,就需要緊抓設計、施工等各環節,并及時加強養護和維修,爭取減輕或消除病害。
參考文獻: