橋梁的破損成因及結(jié)構(gòu)加固方法
2013-05-09 來源：維普網(wǎng)
引言
在高速公路實(shí)際運(yùn)營過程中，普遍存在著屢禁不絕的超載運(yùn)輸問題，對(duì)橋梁構(gòu)造物等造成嚴(yán)重?fù)p傷。因此，為了保證橋梁的安全運(yùn)營與使用壽命，應(yīng)對(duì)重載交通下橋梁的破壞形態(tài)進(jìn)行研究分析，對(duì)橋梁進(jìn)行必要的加固、維修和改造，以提高其承載能力，使其能夠適應(yīng)實(shí)際的通行需求。
1、橋梁超載破壞成因
（1）超過橋梁承載能力的汽車荷載通行，會(huì)使橋梁產(chǎn)生較嚴(yán)重的病害，行車使用性能下降，承載能力降低，結(jié)構(gòu)開裂，壽命縮短。以最為常見的組合式梁橋?yàn)槔?，由于其橫截面由多梁組合而成，橋梁的病害主要表現(xiàn)為橫向聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的破壞 在橋面上，由于結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞加劇了主梁的撓度．行車道位置會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的車轍，行車平順性降低。橋面鋪裝沿主梁的鉸縫產(chǎn)生縱向的裂縫 從橋下觀察，可發(fā)現(xiàn)鉸縫開裂，鉸縫內(nèi)填充的混凝土呈塊狀剝落，并且橋面降水沿鉸縫滲漏 瀝青混凝土鋪裝開裂、滲，水泥混凝土橋面鋪裝層及鉸縫發(fā)生嚴(yán)重的碎裂，并且滲水 由于橋梁上部結(jié)構(gòu)的各主梁間橫向聯(lián)結(jié)主要靠鉸縫及混凝土鋪裝層實(shí)現(xiàn)，上述病害將導(dǎo)致橫向聯(lián)結(jié)完全失效。這樣，橋梁橫截面上的主梁之間無法相互傳力，行車道上的荷載將完全作用于輪下一條單獨(dú)的主梁上，而橫截面上其他梁沒有分擔(dān)，因此，橋梁的整體承載能力降低 承受荷載的主梁會(huì)因?yàn)檫^載發(fā)生破壞，在跨中梁底部位出現(xiàn)彎矩裂縫，裂縫一般為多條，分布于跨中一定區(qū)段內(nèi)。裂縫的出現(xiàn)會(huì)降低梁的剛度，因此．行車道下承載的主梁的梁底向下凹出，撓度加大。
?。?）重車荷載對(duì)各類橋梁的影響
對(duì)于單孔跨徑較大的橋，因?yàn)闃蜷L、跨徑大，在同一跨內(nèi)或相鄰跨內(nèi)可能同時(shí)上多輛重車．重車的荷載效應(yīng)較大，并且車輛的縱向間距對(duì)內(nèi)力影響也很大。由此可見．在重載交通的路段，大跨橋梁是不適宜的，應(yīng)多采用中小跨徑的橋梁 對(duì)于中小跨徑橋梁，隨著跨徑的減小，恒載內(nèi)力所占比例變小，荷載內(nèi)力所占比例變大，所以荷載增大對(duì)橋梁內(nèi)力的整體影響也變大，也就是說重車在小跨徑橋上的荷載效應(yīng)較大，造成的破壞較嚴(yán)重。另外，因?yàn)闃蛄憾蹋鐝叫?，縱向僅能上1輛重車，因而縱向車距造成的影響不大，最大荷載內(nèi)力的大小由重車的主軸重量決定。內(nèi)力最大值所對(duì)應(yīng)的布載情況為超車時(shí)兩列重車的重軸同時(shí)布于最不利位置。
2、橋梁加固措施與方法
?。?）橋梁加固難度大、技術(shù)要求高，在操作中應(yīng)制定科學(xué)周密的加固方案，采用先進(jìn)的加固材料和嚴(yán)格的加固工藝，由熟練的施工人員來完成，并注意橋梁加固后的觀測(cè)和檢查驗(yàn)證。
1]橋梁下部結(jié)構(gòu)加固：
這個(gè)加固就是對(duì)橋梁的基礎(chǔ)部位進(jìn)行加固，主要是對(duì)橋墩進(jìn)行加固，增加鋼筋增設(shè)橋梁的樁位，對(duì)一些比較舊的橋墩進(jìn)行更換，同時(shí)我們還要注意對(duì)橋梁形狀的選擇。例如圓形或方形，這樣能夠更好地抵御地震，對(duì)基部材料的選擇，要防水防潮。
2）橋梁上部結(jié)構(gòu)加固：
可以通過對(duì)道路的上部表面積進(jìn)行加寬加厚的處理，以到達(dá)減少橋梁單位面積的承載量，同時(shí)還可以通過高科技的復(fù)合材料對(duì)將鋼板或碳纖維等高強(qiáng)材料粘貼在需要加固道路表面上，通過這樣的材料來減輕車輛通過時(shí)的載荷。
3）橋梁造型的改變：
由于受到歷史原因，我國拱橋在全部橋梁中的比例非常高，并且損壞程度也是非常大，很多橋梁已經(jīng)不能滿足大型車輛通過的負(fù)荷要求了。這就需要我們進(jìn)行改造，可以通過修加懸索，從而增加橋梁的使用壽命，根據(jù)實(shí)際情況在原設(shè)計(jì)上改變簡單單一式橋梁為復(fù)合型橋梁。
（2）橋梁結(jié)構(gòu)加固外部粘貼、加大截面、改變結(jié)構(gòu)體、增加外部預(yù)應(yīng)力、增設(shè)縱梁等方法加固橋梁。加大截面加固法主要是增大構(gòu)件的橫截面面積，可采用加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。
1）外部粘貼加固法：
外部粘貼加固法是指采用環(huán)氧樹脂等粘合劑將型鋼、玻璃鋼等材料粘貼在結(jié)構(gòu)外部，用以提高結(jié)構(gòu)承載能力的加固方法。通過對(duì)受拉區(qū)施加預(yù)加壓力，達(dá)到抵消一定的自重應(yīng)力的作用。此法適用于構(gòu)件尺寸受限制而需大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的場(chǎng)合。
2）改變結(jié)構(gòu)加固法：
改變結(jié)構(gòu)加固法的主要做法是增設(shè)支撐或橋墩以及在梁下增設(shè)鋼架等加勁梁或疊合梁，從而提高橋梁承載能力。新增主梁后，橋梁荷載得以重新分布，原梁中荷載得以減輕，且加固后的橋梁承載能力和剛度得以提高。此法適用于梁體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)完好，而承載能力不能滿足要求的場(chǎng)合。
3、橋梁結(jié)構(gòu)材料上修護(hù)
我國最早的道路橋梁一般都是磚結(jié)構(gòu)，承受的壓力比較小，再就是解放后，我國修的道路大部分都是柏油路，大型車輛的碾壓難免不了出現(xiàn)一些損壞，目前我國很多道路基本都是水泥路，在承載能力方面得到了一定的提高，但是還是會(huì)出現(xiàn)修補(bǔ)加固。
對(duì)于橋梁的材料有很多種，目前我國存在的有木橋、石橋、鋼筋混凝土橋、鋼結(jié)構(gòu)橋梁和混凝土橋梁。我國大部分橋梁的材料還是鋼筋昆凝土的，由于這些材料成本相對(duì)來說比較低，應(yīng)用非常廣泛，但是這樣的材料也用容易出現(xiàn)問題，抗彎抗壓性能低，容易出現(xiàn)裂痕。特別是多地震的地區(qū)更是如此。對(duì)于這些裂痕的處理，目前主要修補(bǔ)的方法：表面抹灰法、噴漿法和壓力灌漿法等。
很多道路橋梁需要鋼鐵等材料，這些材料容易受到氧化腐蝕，這就需要我們對(duì)這些材料進(jìn)行有效的處理，例如陰極保護(hù)法、涂鋁鋅層法、物理屏蔽法、化學(xué)緩蝕等，這樣可以更好地保護(hù)橋梁，同時(shí)對(duì)于沒有經(jīng)過保護(hù)措施的橋梁，在維護(hù)時(shí)一定要對(duì)其進(jìn)行有效的保護(hù)，防止出現(xiàn)因氧化腐蝕出現(xiàn)險(xiǎn)情。
4、橋梁養(yǎng)護(hù)和合理施工取材
對(duì)于橋梁的維護(hù)我們一定要加大人力，同時(shí)我們?cè)谛藿蛄簳r(shí)保證質(zhì)量．不能出現(xiàn)偷工減料，按照國家相關(guān)規(guī)定保質(zhì)保量地進(jìn)行建設(shè)，同時(shí)對(duì)于材料的選擇一定要根據(jù)實(shí)際情況，不能違背自然規(guī)律，合理取材。如果在道路橋梁的建筑施工過程中的質(zhì)量控制不嚴(yán)，道路橋梁的瀝青存在裂縫，在投入使用后就很容易導(dǎo)致較大范圍破損現(xiàn)象的出現(xiàn)。道路橋梁的路面平整度是工程建設(shè)的重要指標(biāo)，如果施工時(shí)質(zhì)量控制的不好，那么道路橋梁的整度衰減很快。而且如果道路不平整就會(huì)產(chǎn)生降低車速、增加行車顛簸、加大沖擊力和損壞車輛等問題，影響道路橋梁的使用價(jià)值。道路橋梁上瀝青的裂縫和破損，在運(yùn)營后不久出現(xiàn)大面積的裂縫和破損，造成這種情況的原因是在道路橋梁的施工建設(shè)中存在質(zhì)量控制問題。當(dāng)前我國路面工程片壓面追求平整度，忽視壓實(shí)度的要求，并碾壓的材料配合比不當(dāng)導(dǎo)致瀝青不達(dá)標(biāo)，使得路面基底承載力不足，再加上水分侵蝕和陽光照射，這就造成了路面瀝青凝士疲勞開裂。
如果道路橋梁的路面不具備足夠的強(qiáng)度或者路面的土基強(qiáng)度不均衡，就會(huì)導(dǎo)致水泥路面發(fā)生開裂的現(xiàn)象。此外，如果選擇在春季或者秋季動(dòng)工，由于晝夜溫差較大，混凝土路面在應(yīng)力的作用下極易導(dǎo)致板體的斷裂。只要道路橋梁的水泥路面出現(xiàn)斷裂，就會(huì)在很大程度上影響到路面的平整度。在道路橋梁的施工建設(shè)中，由于路面的土基強(qiáng)度不夠或不均勻而造成路面開裂，或者是因?yàn)楣こ淘冢┐呵飪杉臼┕?，造成混凝土路面白天與晚上存在較大的溫差，從而產(chǎn)生較大的翹曲應(yīng)力致使路面的板體開裂。
5、結(jié)束語
現(xiàn)代交通飛速發(fā)展，我國橋梁的數(shù)量將越來越多，橋梁的病害嚴(yán)重危害橋梁安全，因此，橋梁的養(yǎng)護(hù)工作也將益發(fā)重要。重視對(duì)橋梁的養(yǎng)護(hù)及橋梁加固技術(shù)研究做好橋梁的加固、維修和養(yǎng)護(hù)，能有效地增強(qiáng)橋梁的使用性能和延長橋梁的使用壽命，更好地發(fā)揮橋梁的作用。
