道路橋梁工程結構的病害與加固技術
2015-05-29
前言
道路橋梁工程是我國與各個地區(qū)相互交流與發(fā)展的重要的基礎設施，目前飛速發(fā)展的交通事業(yè)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟增長的主要基礎和動力，也一定程度上帶動了我國社會經(jīng)濟文化的發(fā)展，但是，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，我國目前的道路橋梁還存在著一定程度的病害，并且這些病害已經(jīng)促使我國四分之一的道路橋梁成為危橋，不僅阻礙了社會的發(fā)展，也在一定程度上對人們的人身以及財產(chǎn)安全產(chǎn)生了威脅。因此，加強對病害橋梁的加固技術研究是目前我國道路橋梁建設企業(yè)的首要任務。
一、道路橋梁中出現(xiàn)病害的主要表現(xiàn)
道路橋梁是交通道路的一種結構形式，其需要具備相當足夠的強度和剛度以及抗壓能力，而且還要具備一定的穩(wěn)定性和延續(xù)性。目前，在我國，道路橋梁大部分都是以鋼筋混凝土的建筑結構進行相應建筑設計的，這是由于混凝土能夠滿足橋梁技術性能的足夠需求。但是鋼筋混凝土的道路橋梁結構在一定程度上也容易產(chǎn)生一些常見的病害，它的主要表現(xiàn)是：
（一） 對道路橋梁結構構造的破壞
由于結構的關鍵部位構造不合理、施工中存在問題或年代久遠等而引起的結構構造老化和失穩(wěn)以及變形過大等，已經(jīng)在一定程度上對道路橋梁的安全運行產(chǎn)生了影響。
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因為地基不均勻沉降而導致的破壞對道路橋梁結構的影響也比較大，如翼墻和錐坡的下沉、滑動、開裂，毛石墩臺的貫通縫等。
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剝蝕現(xiàn)象是由混凝土的外表破壞形態(tài)開始的，對混凝土橋梁結構表面混凝土發(fā)生蜂窩麻面、露石、酥松起皮和剝落等病害的統(tǒng)稱。
（四） 產(chǎn)生裂縫
裂縫對鋼筋混凝土橋梁的危害程度不一，嚴重的裂縫如貫穿縫、網(wǎng)裂等將會嚴重危及橋梁的安全運行。另外裂縫往往也會引起其它病害的發(fā)生與發(fā)展，如鋼筋銹蝕、凍融破壞等，這些病害與裂縫形成惡性循環(huán)，會對橋梁的耐久性產(chǎn)生很大的危害。
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當混凝土炭化和鋼筋銹蝕程度日漸嚴重后，橋梁必然會產(chǎn)生較多的順筋裂縫，這會造成橋梁使用安全性降低和使用壽命縮短。
二、 道路橋梁出現(xiàn)病害的原因分析
道路橋梁中出現(xiàn)的病害不僅影響了人們正常的出行，也對交通造成了極大的影響。因此，必須要引起相關主管部門的重視。通過詳細的調(diào)查研究表明，對道路橋梁的病害進行了相應的分析，發(fā)現(xiàn)影響道路橋梁產(chǎn)生病害的原因有很多，例如在建筑設計過程中，對橋梁的荷載能力設計相對偏低，施工質(zhì)量相對較差，結構設計不合理以及后期的養(yǎng)護不科學等都會導致道路橋梁出現(xiàn)一定的病害。下面就來具體分析一下道路橋梁產(chǎn)生病害的主要原因：
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根據(jù)不同的機理，剝蝕可分為凍融剝蝕、沖磨和空蝕、水質(zhì)侵蝕、風化剝蝕等。其中凍融剝蝕是指在水飽和或潮濕狀態(tài)下，由于溫度正負變化，結構物的已硬化混凝土空隙水結凍膨脹，融解松弛，產(chǎn)生疲勞應力，造成混凝土由表及里逐漸剝蝕的破壞現(xiàn)象。
（二）裂縫
當混凝土中拉應力大于其抗拉強度或拉應變大于其極限拉應變時，混凝土會產(chǎn)生裂縫?；炷翑嚢?、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)，引起混凝土澆筑時坍落度過低，會使混凝土出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫?；炷脸跗陴B(yǎng)護時方法不得當，出現(xiàn)塑性收縮狀態(tài)，也會在混凝土表面產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。
（三）混凝土碳化及鋼筋銹蝕
凡裂縫多、混凝土質(zhì)量差的橋梁，其鋼筋銹蝕程度也必然嚴重，產(chǎn)生的順筋裂縫也特別多。
隨著鋼筋銹蝕的發(fā)生，混凝土開裂、剝落，鋼筋和混凝土的粘結力就不斷喪失，鋼筋截面積就減少，承載能力下降，從而降低了結構的安全度。
三、 道路橋梁的加固增強技術研究
在對道路橋梁的病害進行分析之后，就要對其進行橋梁加固處理的相應技術進行研究，保證病害不會擴大，以免造成交通事故。
?。ㄒ唬?nbsp;道路橋梁的裂縫修補技術
裂縫修補技術手段的主要目的是恢復相應結構物的耐久性以及防水性，其主要的技術有：
1、表面裂縫的處理法，在微裂縫的表面進行填料的涂抹以及防水材料的涂抹。對于寬度發(fā)生改變的裂縫，要對其使用具備伸縮性的材料。
2、注漿法，在其產(chǎn)生的裂縫中注入一定的樹脂或者水泥類的材料，主要的注漿材料為環(huán)氧樹脂，要對其采用低壓低速的注入法。將環(huán)氧樹脂注入法和鋼釘一起使用，不僅可以對裂縫部位的整體性進行增強，也可以防止裂縫繼續(xù)產(chǎn)生。
3、充填法，此種方法適合于對較寬裂縫的修補，其具體的做法是沿著產(chǎn)生的裂縫鑿一條深槽，之后在其槽內(nèi)嵌補各種粘結材料，如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹脂硅、瀝青及各種化學補強劑等。
4、表面噴涂法，噴漿修補是一種在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實而且粘度高的水泥砂漿保護層，來封閉裂縫的修補方法。噴漿前，需要把結構表面的剝離部分除去，再用水沖洗清潔，并在開始噴漿之前把基層濕潤，然后再開始噴漿。
5、 粘結鋼板封閉法，當鋼筋 構件產(chǎn)生主拉應力裂縫時，可對裂縫先進行處理之后，再在其裂縫的地方把鋼板粘接，并且采用膨脹的螺栓對其鋼板進行相應的加壓。其鋼板粘接的方向應該與裂縫的方向相互垂直。
（二）橋梁上部結構加固技術
梁式橋上部結構加固增強技術主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預應力加固法、改變結構體系加固法等。
1、 加大截面加固法采用增大構件的截面面積，根據(jù)荷載大小和凈空條件不同，可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。
2、外部粘貼加固法系用型鋼、玻璃鋼等材料通過環(huán)氧樹脂等粘合劑粘貼在結構外部，以提高結構承載能力的一種方法。適用于構件尺寸受限制但又必須大幅度提高結構承載能力的場合，必須保證粘和劑的質(zhì)量。
3、 外部預應力加固法指運用預應力原理，在增設的構件或原有構件上施加一定初始應力的一種加固方法。采用對受拉區(qū)施加預加壓力，可以抵消部分自重應力，起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。
4、改變結構體系加固法通過增設支撐或橋墩，把簡支變?yōu)檫B續(xù)、在梁下增設如鋼架等加勁梁或疊合梁，以減小梁內(nèi)控制截面峰值彎矩，提高承載能力的一種加固方法。
結語：
綜上所述，道路橋梁病害的出現(xiàn)是導致交通事故發(fā)生的主要原因之一，所以，相關的建設單位以及相關的管理部門要加強對于道路橋梁養(yǎng)護技術的提升以及道路橋梁養(yǎng)護的管理，在第一時間發(fā)現(xiàn)道路橋梁的病害，并且分析器產(chǎn)生病害的主要原因，根據(jù)其產(chǎn)生的原因采取一定的改善措施，防治道路橋梁病害引起的安全問題。在科學技術迅猛發(fā)展的今天，道路橋梁的加固技術也在不斷的發(fā)展，不斷的被應用，這些技術都具備一定的優(yōu)勢，所以，被大多數(shù)的道路橋梁施工人員所采用。加強對道路橋梁病害以及其加固技術的研究不僅可以改善我國的交通狀況，而且還可以保證我國經(jīng)濟的發(fā)展，促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展。
