土木工程(道桥方向) 浅析桥梁维修与加固(模板)【毕业论文辅导】
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本 科 生 毕 业 论 文(设 计)
题 目: 浅析桥梁维修与加固
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层 次: 专科起点本科
专 业: 土木工程(道桥方向)
年 级: 年 季
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完成日期: 2022年8月26日
内容摘要
目前世界各国的桥梁普遍存在因原设计标准低,结构构件老化,各种材料的强度降低等原因造成的承载能力降低,通行能力不足,不能满足迅速发展的交通需要等问题。随着我国的社会经济和交通运输事业的快速发展,桥梁因为使用年限的增长和桥梁负荷的日趋增大,很多桥梁出现了破损,因此研究如何对这些桥梁进行修复己经成为当今桥梁方面的重要课题。本文对公路桥梁检查与检测、公路桥梁缺陷修补桥梁构件和附属设施维修、梁桥加固方法等进行了详细介绍,希望能为今后的研究做一点参考价值。
关键词:桥梁维修;加固;检测
目 录
内容摘要... I
引 言... 1
1 绪论... 2
1.1 概述... 2
1.2 桥梁维修与加固的重要性... 2
1.3 本文主要研究内容... 2
2 公路桥梁检查与检测... 3
2.1 公路桥梁检查... 3
2.2 公路桥梁检测... 3
2.3 公路桥梁评定... 3
3 公路桥梁缺陷修补... 4
3.1 公路桥梁表层缺陷的维修... 4
3.2 公路桥梁内部缺陷的维修... 4
3.3 公路桥梁结构裂缝的维修... 4
4 桥梁构件和附属设施维修... 5
4.1 桥面板的维修... 5
4.2 公路桥梁桥面铺装层的维修... 5
4.3 公路桥梁伸缩缝和支座的维修... 5
4.4 桥梁排水设施、栏杆设施的维修... 5
5 梁桥加固方法... 6
5.1 增大截面加固法... 6
5.2 粘贴钢筋加固法... 6
5.3 粘贴钢板加固法... 6
5.4 粘贴碳纤维加固法... 6
5.5 体外预应力加固法... 6
5.6 改变结构体系加固法... 6
5.7 增设承重构件加固法... 6
6 下部结构加固方法... 7
6.1 扩大基础加固法... 7
6.2 桩基础加固法... 7
6.3 人工地基加固法... 7
6.4 旋喷注浆加固技术... 7
6.5 桥台加固方法... 7
6.6 桥墩加固方法... 7
7 结论与建议... 8
参考文献... 9
附 录... 10
引 言
近年来,随着交通事业的发展,各级公路的交通流量、运输车辆的吨位均有较大增加,极大地增加了桥梁结构的负担,其病害问题也日益突出。这一点可以从已修建桥梁产生的病害中得以说明和体现。对于桥梁病害若不及时采取合理有效的维修加固措施,不仅会影响到桥梁的承载能力和通行能力,还危及桥梁结构的自身安全,甚至相关人员的生命安全,从而造成非常恶劣的社会影响。
为尽可能维持桥梁的使用年限,保证桥梁的正常运营,对桥梁的结构进行日常维修是非常必要的。当桥梁的结构不能够满足通行能力、承载能力、防洪等要求时,需对桥梁进行有效的加固。本文主要对桥梁结构维修与加固技术进行总结,旨在为桥梁的维修与加固设计提供合理化建议和一定的指导意义。
高速公路是国家的重要基础设施,是造福社会、巩固国防、发展经济的重要支撑力量。全力保证桥梁的正常使用,最大限度地发挥高速公路骨架作用,将高速公路路网的安全和畅通维护好,是交通部门的重要责任。很多公路桥梁因为设计和施工所造成的先天“营养不良”,再加上使用以来超限超载猖撅以及交通量的剧增,出现了后天“劳累”过度,不仅“外伤”累累,还受了“内伤'夕,而且损伤还在不断积累。由于桥梁长期处于“亚健康”或“不健康”的状态,有些桥梁己“透支健康”,长时间的“带病工作”,造成结构的耐久性和安全性降低,结构的安全风险逐渐加大,甚至有些桥梁过早的进入大修或者中修维修加固周期。怎样科学合理地管养好高速公路旧桥和病桥,如何利用有限的技术和资金等资源,已经是摆在我们面临的函需解决的难题。随着我国高速公路运营时间和里程的日渐增加,桥梁的运营管理以及养护任务越来越繁重。对在役的桥梁进行定期科学的养护和日常维修,以及适时地评估进行加固,已成为桥梁科技创新的新的重要领域。桥梁管养的技术也迅速地经历了以下几个发展阶段材料无损检测、加固施工技术以及状态评估和加固成套技术等。
各类严重的病害随着桥梁运营时间的增长逐渐出现,采用诸如截面增大、粘贴钢板,增加体外预应力、甚至体系转换等方法加固的工程逐渐增多,各类桥梁的加固技术,尤其是施工技术已经重点的成为桥梁管养技术发展目标。虽然国外已经有很多桥梁加固的施工实践,但是外国的加固经验基本是针对钢结构的桥梁,与我国以混凝土桥梁为主的情况不符而且国外在机械化施工条件下积累起来的施工经验,完全套用在我国当时的技术条件下也有困难。所以,探索和发展适合我国国情的加固施工技术,成为这个阶段的研究发展的重点。年颁布实施的《公路桥梁加固设计规范》一和《公路桥梁加固施工技术规范》一是对多年来我国桥梁加固技术的系统性的总结,也标志着我国的桥梁加固设计和施工,进入新的发展阶段。在越来越多的工程实例的支持下,加固施工的施工水平快速提升,经验迅速积累同时,加固设计的水平和经验也同步迅速发展。
1 绪论
1.1 概述
颁布实施的规范对于桥梁加固的常规方法和技术进行了系统性的总结,但是实际因为运营桥梁的初始状态和运营条件的不同,病害发展具有显著的个性的特征,所以对桥梁进行全面的状态评估,科学合理地确定加固方案,仍然是需要不断探索的课题。因此,当前阶段桥梁加固技术发展的重点是运用先进的运营荷载和结构性能测试技术,进行系统性的结构状态评估,并确定和实施综合性、高难度的结构加固方案与之配合,对加固的过程进行实时监测,对加固的效果进行验证的科学技术也同步发展起来。对在役桥梁的加固成套技术研究,即综合状态评估、加固设计和施工、加固过程监测和加固效果验证,正在成为目前发展和科技创新的主要方向。
联合国经济合作与发展组织于年月主持召开了有关“道路桥梁维修与管理”的会议,提出了有关桥梁养护方面鱼需研究的六个问题、对于现有桥梁的实际承载能力与安全度如何进行正确的评价、如何正确地检定结构的损坏程度,检查并发现桥梁病害与异常现象,采用合理的维修与加固方法、桥梁的损坏程度与维修和加固的应用、桥梁维修加固的新技术、桥梁的设计与日后维修管理的关系、桥梁维修加固的未来展望。教授在年第二届混凝土耐久性国际学术会议上指出,当今世界,按重要性递降顺序造成混凝土破坏的原因,分别是钢筋腐蚀、寒冷气候下的冻害、侵蚀环境下的物理化学作用。混凝土建筑工业自世纪年代以来的迅猛发展,虽然混凝土制作的构件强度能满足要求,但是钢筋保护和混凝土耐冻、耐腐蚀的现状,则不令人满意,即当今更多的混凝土结构,甚至比年前的更不耐久。由于我国的公路桥梁以混凝土桥梁居多,所以材料无损检测技术,特别是混凝土无损检测技术,作为桥梁状态评估的基础首先得到发展。
世纪年代末,也就是我国早期的高速公路运营年时间以后,各类桥梁的病害逐步显现出来,从国外得到引进各类无损检测设备,进而混凝土碳化深度测试、混凝土强度检测、混凝土内部裂缝位置及宽度检测、钢筋锈蚀检测、钢筋位置探测、等无损检测项目得到大量的应用。无损检测的桥梁状态评估作为主流技术成为评定运营桥梁状态的标准。这个阶段发展的重点是高科技的检测设备和手段。以简单的修补等为主进行运营桥梁病害的处置方式方法。各类严重的病害随着桥梁运营时间的增长逐渐出现,采用诸如截面增大、粘贴钢板,增加体外预应力、甚至体系转换等方法加固的工程逐渐增多,各类桥梁的加固技术,尤其是施工技术已经重点的成为桥梁管养技术发展目标。虽然国外已经有很多桥梁加固的施工实践,但是外国的加固经验基本是针对钢结构的桥梁,与我国以混凝土桥梁为主的情况不符而且国外在机械化施工条件下积累起来的施工经验,完全套用在我国当时的技术条件下也有困难。所以,探索和发展适合我国国情的加固施工技术,成为这个阶段的研究发展的重点。年颁布实施的《公路桥梁加固设计规范》一和《公路桥梁加固施工技术规范》一是对多年来我国桥梁加固技术的系统性的总结,也标志着我国的桥梁加固设计和施工,进入新的发展阶段。在越来越多的工程实例的支持下,加固施工的施工水平快速提升,经验迅速积累同时,加固设计的水平和经验也同步迅速发展。
1.2 桥梁维修与加固的重要性
桥梁加固的发展在很大程度上依赖于性能优异的新材料的应用和发展。对于传统的钢筋增强材料,应寻找一种强度高、重量轻、耐腐蚀和耐久性好的新材料;对于既有结构加固、维修和改造,应以具有比强度大、施工快捷、施工后结构承载力明显提高等优异的物理力学性能材料代替传统的钢材。因此,桥梁加固利用性能优异的纤维复合材料对土木工程结构进行改造加固是21世纪土木工程领域可持续发展的重要研究课题。FRP用于土木建筑己是国际土木工程界的一个热点,由于其优异的材料及其使用性能,其应用范围与使用量正以惊人的速度增长。 交通设施是保证国民经济和社会健康发展的重要基础设施,钢筋混凝土桥梁作为交通设施的重要组成部分,起到至关重要的作用。我国中小型桥梁建设过程中,20世纪60年代以析架桥为主,70年代以双曲拱桥为主,80年代以T型、桥面板的拼装桥为代表,其中要以90年代初建设的桥梁质量最差,由于勘察、设计、施工、时间等等原因,加上公路交通量不断增加,代表车型不断趋于重型化,公路桥梁负荷日趋加重;加之旧桥部分老化,破损或受原设计荷载标准的限制,普遍存在桥梁承载力不足的情况,许多现有桥梁已经不能满足现代交通的要求,这些问题不仅影响到桥梁的正常使用,严重的还会给国家和人民带来巨大的损失,为了适应现代交通的需要,满足桥梁设计规范要求,必须对桥梁进行加固改造。桥梁加固FRP作为一种新型的有发展潜力的建筑材料,并不是要取代传统的建筑材料一钢材与混凝土,而是作为传统建材的一个重要补充。桥梁加固碳纤维加固法是将碳纤维片材浸含在树脂系粘贴剂中,粘贴于混凝土构件受拉区表面,使其与混凝土基体成为整体,共同变形和受力,从而达到提高结构承载能力的目的。
1.3 本文主要研究内容
2 公路桥梁检查与检测
2.1 公路桥梁检查
公路桥梁检验包括桥梁结构的检查和验算,以及桥梁荷载试验和量测等。结构检查的设备在19世纪以前是相当简陋的,还没有直接量测结构应变的仪器。直至20世纪20~40年代才出现各种类型的应变计。桥梁荷载试验已有100多年历史,例如1850年英国建造的最大跨径为140米的箱形连续梁铁路桥(不列颠桥),原设计是一座有加劲梁的吊桥,在建造过程中,曾进行荷载试验,并改变了原设计方案。
检验程序首先检查桥梁各部构造的技术状况,然后根据桥梁的现状进行结构检算。初建的新型桥梁和缺乏技术资料的旧桥,必要时需进行荷载试验。通过桥梁结构的变位(线位移和角位移)、应变(或转换为应力)、动力特性参量(频率、振幅、阻尼比和动力系数等)、裂缝和损害等项目的检测,来证实桥梁在强度、刚度、稳定性、耐久性和动力性能等方面能否满足安全运营的要求。
结构检查的技术和设备大致可分为无破损检查和局部破损检查。无破损检查主要用于结构材料强度、质量和缺陷等检查。无破损检查应用的技术有:回弹仪检查的技术;超声波探测技术(脉冲传递、脉冲衰减和全息摄影等方法);射线照相或衰减测定技术(电磁放射线有Χ射线、γ射线、红外线和紫外线;核子放射线有中子、质子和正电子束等);磁力或磁通量探测技术;染色渗入法;探测锈蚀状况的半电池电位测量;激光全息摄影技术;光学孔径仪与光纤维和小型闭路电视录象机组合的观测技术;振动法检验技术等。无破损检查技术往往需要几种方法综合运用才能得到可靠的结果,并且需要有经验的检验人员。因此,用一般的量具和放大镜等辅助工具进行外观的检查诊断仍是最广泛的检查手段,必要时才应用无破损检查技术,辅助判断。为了检查与试验作业的方便,尚有专用的桥梁检查车和轻型拼装式悬吊检查架。
局部破损检查是在构件上采取试样进行物理化学分析和力学性能试验的检查方法。如测定材料的强度、弹性模量、混凝土的水泥含量、氯化物含量、炭化深度和渗水等测定,都需在构件上取样。又如混凝土或防水层电阻率的测量等,往往需要在构件上钻孔插入探测仪器进行测量。
荷载实验桥梁静力荷载试验的加载设备常用大型货车、拖挂车、翻斗车、水车和施工机械等各种普通装载车;也有专用的单轴或多轴加载挂车和测定结构影响线的自行式单点荷载设备;有的场合也用压重物等。桥梁自振特性的试验测定方法大致有三类:第一类是常用的突然加载或卸载的方法激振桥梁,如跳车、释放、撞击和小火箭等冲击荷载;第二类用运转频率可调的起振机或专用的单轴电-液惯性加振挂车进行谐振试验;第三类用脉动信号测试与分析的方法,用磁带机记录桥梁无载时的脉动随机信息,并用信号处理机进行谱分析,可取得多阶振型的特征值。
桥梁受迫振动响应的试验测定常用接近运营条件的车辆,以不同车速通过桥梁进行行车试验,测定桥梁的动力系数与车速的关系;或在桥梁动力响应最大的部位进行起动或刹车试验;也可利用平时交通荷载或风荷载等随机荷载,测定桥梁随机振动的响应。
检测桥梁受载及响应的仪器大体可分为静态测量仪器和动态测量仪器两种,也有相互组合和兼用的类型。
荷载和力的测量,静态测量时常用杠杆式地磅、液压型轮重秤和各种机械式或液压式测力计等;电子秤和各种电学的测力传感器及指示计可用于静态或动态测量。直接测定由于车辆荷载本身的振动同桥面不平整状况组合作用于桥梁动力轴重规律的激光测量装置,以及测定风载规律的三向风速测量装置等正在逐渐被采用。
变位测量,静态测量时常用游标卡尺、百分表、钢丝挠度计、精密水准仪、经纬仪、水准式倾角仪、摄影测量与分析设备等。激光位移测量装置,以及各种电学的位移、倾角的传感器和指示器可用于静态测量和动态测量。还有在长期观测中采用连通管水平面法测量竖向位移的自动记录装置。
应变应力测量采用千分表、手持式应变计、杠杆引伸计、刻痕应变计(也可用于动态测量)、电阻应变计与静态应变仪、振弦式应变计与频率(或周期)测定仪、差动电阻式应变计和比例电桥等各种电学的应变传感器与指示器。此外,还有光弹和激光的应变测量装置,但应用不多。用电学应变计组装的各种应力计可直接测量应力,还有用应力松弛法测定结构剩余应力(如自重应力)。
裂缝观测,静力试验过程中裂缝常用读数显微镜观测,也可用应变计(如手持式应变计、一般电阻应变计或裂缝电阻应变计等)监测混凝土裂缝的扩展,还可应用声发射技术探测裂缝的发生;或用纤维断裂法监测裂缝的扩展。此外,还用测缝计测量构造缝的伸缩。
结构环境温度测量,常用日记(或周记)的双金属气象温度计。结构表面温度测量可用普通温度计和半导体测温计。混凝土结构内部温度测量一般采用热电偶、热敏电阻和其他类型的温度传感器和指示器。
测量动位移、速度和加速度的仪器有机械式的万能测振仪和各种电学的拾震器及其放大器和记录器。测量动应变常用动态电阻应变仪和振弦式应变仪器等。
检测、验算和分析试验数据的记录、储存、处理与显示的方法,依照量测技术设备的先进性可分为三类:第一类是手工记录与处理的方法,使用非自动检测的静态测量仪器获得的数据多用这种方法。第二类是自动记录和手工处理的方法,对于自动检测的仪器,记录模拟数据采用笔式或光线式记录器,记录数字化数据采用电传打印机时,数据的处理往往仍用手工方法进行。第三类是利用微型计算机处理数据,动态数据处理有专用的信号处理机。脱机处理时,试验数据(模拟的或数字的)必须记录存储在磁带、磁盘或穿孔纸带上,以便输入计算机处理。计算机输出处理结果的显示设备有 X-Y函数标绘器、热写示波器和电传打印机等。
为了现场试验与量测方便,将各种测试仪器与数据处理设备组装成测试车,能改善野外测试条件和提高试验效率。对于需长期监测的桥梁可建立遥测中心试验站。
检验的成果包括结构检查报告、结构检算书和荷载试验报告。检验成果的分析应遵循有关桥梁检定规范和设计标准。静力试验的一般要求是:桥梁在试验荷载作用下,结构显示良好的弹性工作状态,结构的弹性变形、残余变形和总变形量应满足规定的指标;结构的刚度要满足运行的要求;结构的应力和变形不超过设计标准的容许值;出现的裂缝宽度应小于相应使用环境下的许可值,应满足耐久性的要求等。动力试验的一般要求是:桥梁实测动力系数应不大于设计取用值;在平时交通下,桥梁的振动(频率与振幅的组合)不使行人有不愉快和不安全的感觉;结构的最低阶自振频率应大于有关标准的限值,以避免发生可能的共振现象;结构的动应力应小于相应的疲劳极限值等等。但是,桥梁的最终评定必须是根据桥梁检验成果的分析,同时结合桥梁的运营环境和使用要求等条件进行综合判断的结论。
2.2 公路桥梁检测
随着我国公桥梁事业的发展,桥梁越来越多,同时既有的许多桥梁亦逐渐进入了养护维修阶段,有关专家认为桥梁使用超过25年以上则进入老化期,据统计,我国桥梁总数的40%已经属于此范畴,均属“老龄”桥梁。而且随着时间的推移,其数量还在不断增长,桥梁管理者对桥梁的养护已日益重视。为了适应公路运输载重量不断发展的要求,充分利用现有的公路桥梁,使之能继续安全地为公路运输服务,根据交通部颁布的《公路养护技术规范》要求,必须对桥梁进行鉴定。 随着各地如火如荼地发展桥梁,接踵而来的桥梁施工事故也频频敲响了安全生产的警钟。
屡屡发生的桥梁施工事故让人触目惊心,原因可能不尽相同,地质、勘察、设计、施工、监理等过程,每个方面的疏忽都可能酿成安全事故,但有一点是可以肯定的,事故折射出的是安全施工监测技术和手段的不足,以及施工安全管理和监管力度的欠缺。桥梁施工中的高技术含量和高风险性无不需要强烈的安全意识、周密的安全管理和严格的安全监管来实现,桥梁工程很大程度上就是一项考验安全管理的工程。而坍塌等事故频发,不仅仅是技术上的失误,也是安全意识的坍塌。
一、常规定期检测:包括桥面系检测、上部结构检测、下部结构检测。
二、结构定期检测:包括混凝土强度检测、混凝土碳化深度检测、钢筋位置及混凝土保护层厚度检测。
三、水下构件检测:对水下桩基混凝土脱落、裂纹、露筋、空洞、机械损伤等病害进行探查,并录像。
四、承载能力鉴定:通过承载能力鉴定判定现阶段桥梁的承载能力能否满足设计要求。
五、长期监控点布设及首次观测:为了长期观测桥梁墩台、主梁在车辆作用下的变位情况,从而对桥梁的安全性进行分析,在桥梁关键位置布置监测点,并对监测点进行首次观测。
六、提交各桥的最终桥梁检测报告:内容符合中华人民共和国行业标准《城市桥梁养护技术规范》CJJ99-2003要求,除上述内容外,报告还应包含各桥桥梁限载、限高等标志设置意见。
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2.3 公路桥梁评定
桥梁指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物。按使用用途分为公路桥、铁路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、水运桥和管线桥等;按桥梁全长和跨径的不同分为特大桥、大桥、中桥和小桥;按结构形式分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥和悬索桥四种基本体系,此外还有组合体系桥;按上部结构行车道位置分为上承式桥、中承式桥和下承式桥;按使用年限可分为永久性桥、半永久性桥和临时性桥;按材料类型分为木桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力钢筋混凝土桥和钢桥。
从工程技术的角度来看,桥梁发展可分为古代、近代和现代三个时期。古代桥梁是在17世纪以前,一般是用木、石材料建造,并按建桥材料把桥分为石桥和木桥;近代桥梁则是从18世纪到20世纪30年代,随着18世纪铁的生产和铸造,水泥的发明,为桥梁提供了新的建造材料并出现了钢筋混凝土桥梁。20世纪30年代,随着预应力混凝土和高强度钢材相继出现,材料塑性理论和极限理论的研究,桥梁进入了现代发展阶段。
改革开放以来,随着我国社会主义建设事业的发展,我国的桥梁建设开始步入高速发展期,在这一时期,各种新型结构设计及施工技术的不断创新和应用,使得钢筋混凝土桥梁、预应力混凝土桥梁及钢桥高速发展。桥梁跨度不断增大,在长江、黄河等大江大河和沿海海域相继建成了一大批有代表性的世界级桥梁。例如2008年通车的杭州湾跨海大桥,全长36公里,是目前世界上最长的跨海大桥。截至2010年底,我国公路桥梁总计65.8万座、总长2.73万公里,其中特大桥2051座,大桥39381座,已成为仅次于美国的第二桥梁大国。
颁布实施的规范对于桥梁加固的常规方法和技术进行了系统性的总结,但是实际因为运营桥梁的初始状态和运营条件的不同,病害发展具有显著的个性的特征,所以对桥梁进行全面的状态评估,科学合理地确定加固方案,仍然是需要不断探索的课题。因此,当前阶段桥梁加固技术发展的重点是运用先进的运营荷载和结构性能测试技术,进行系统性的结构状态评估,并确定和实施综合性、高难度的结构加固方案与之配合,对加固的过程进行实时监测,对加固的效果进行验证的科学技术也同步发展起来。对在役桥梁的加固成套技术研究,即综合状态评估、加固设计和施工、加固过程监测和加固效果验证,正在成为目前发展和科技创新的主要方向。
3 公路桥梁缺陷修补
3.1 公路桥梁表层缺陷的维修
混凝土桥梁结构的表层缺陷虽不会引起塌桥等重大事故,但这并不意味着表层缺陷没有任何危害。有些表层损坏还会向构件内部发展,造成混凝土强度降低,危及结构的安全使用,从而缩短桥梁结构的使用寿命。故应对结构的表层缺陷及时维修,以防表层损坏的进一步扩大,避免发生更严重的破坏。对于混凝土桥梁结构小出现的蜂窝、空洞以及较大范围的破损等缺陷,一般可采用新鲜混凝土进行修补。用于修补的混凝土,要级配良好,并须特别注意保证具有良好的和易性,以减少捣实工作的困难。为了浇筑工作的顺利进行,应把构件中的蜂窝或空洞缺陷部分尽可能凿除。同时,还要对混凝土修补部位进行凿毛处理,并使老混凝土表面保持湿润、清洁、不沾尘土。为了保证新老混凝土之间能良好的粘结,最好的办法是,在完成上面工作后,马上在钢筋和其周围的混凝土上涂抹一层水泥浆液或其他胶粘剂,如1:0.4的铝粉水泥浆液、1:1的铝粉砂浆、环氧胶液等,浆液应仔细地刷进混凝土内并均匀地刷到钢筋上。刷浆的目的是在钢筋周围造成一种强碱性环境,以增强老混凝土与新混凝土之间的粘结。同时,在这些浆液涂抹后尚未凝固时,即可立即浇筑上新的混凝土。混凝土的修补法一般有直接浇筑、喷射及压浆(预填粗集料,然后灌入水泥砂浆)等几种方法。面积较大的修补工作,混凝土浇筑前还应立上横板,以保证修补的外观质量。同时,在混凝土浇筑以后应注意尽可能地捣实。
3.2 公路桥梁内部缺陷的维修
(1)压力注浆法
压力注浆法就是利用液压气压把能凝固的浆液均匀地注入填料地层中,在缺陷部位通过地质钻机钻取的取芯孔或原有的预埋注浆管,通过高压把水泥和混合料注入基桩附近的地层中。这些浆液可以起到加固桩体的作用,使桩的受力性能得到提升。这种方法可以广泛应用于各种不同桩径、地层的桩基础。
(2)反套护筒法
根据地层情况的不同,护筒反套可分为钢护筒和水泥护筒两种,钢护筒应用范围更为广泛,水泥护筒主要应用于粘土之中。护筒厚度要根据实际需求进行选择,护筒压要下沉到规定程度可采取锤击、振动等多种方法。对直径 20 m 范围以内的各种桩基础,反套护筒法都能起到要求达到的效果。
(3)大开挖法
如果机械设备配备的比较到位,所在地比较宽阔,排水相对比较方便,可根据具体情况,采用大开挖法。待缺陷部位处理完后,可用原状松散土回填挤密。这种方法主要用于土层较厚,深度不小于 10 m 的情况。该方法一般情况下不能开挖到持力层,否则地层结构将发生变化,进而影响到桩基础的受力。
(4)人工挖孔法
人工挖孔法即采用人工开挖成孔的方法对桩基础的局部缺陷做改进处理的方法,人工挖孔的方法包括风炮机凿打法、爆破法以及水磨钻法等。当地层密实,无水或含水量较少时,一般采用该法。这种方法对处理深度在 20 m 范围以内的各种直径桩的缺陷效果明显。
3.3 公路桥梁结构裂缝的维修
裂缝是混凝土结构最常见的病害,公路工程也是如此。随着公路通车时间的延长,沿线桥梁梁板的裂缝数量将会日益增多,而且裂缝宽度、长度也在不断增大。严重的会危及桥梁的使用,为此需要对已通车的公路上的桥梁经常进行监测,发现裂缝及时进行处理,保证高速公路的正常运行。
对于出现梁板裂缝的桥梁,首先在通过科学的检测手段,取得现场数据,分析梁板裂缝的诱发原因,进而鉴别裂缝属于何种性质,是否会危及桥梁的结构安全,然后对症下药,确定处理方案:是修复还是补强加固或是先修复后加固。 根据调查及分析造成高速公路混凝土桥梁梁板产生裂缝有多种因素,主要有: 1.混凝土浇筑过程中产生的温度裂缝、收缩裂缝; 2.使用过程中产生的温差裂缝; 3.由于施工质量较差,混凝土强度不足,振捣不密引起的混凝土碳化裂缝; 4.因设计失误造成梁板的强度、刚度欠缺或构造措施不利产生的裂缝; 5.因桥墩不均匀沉降产生梁板裂缝; 6.预应力混凝土桥梁的裂缝多由于骨料不符合规范要求,含泥量过大或碱集料反应引起的裂缝;
4 桥梁构件和附属设施维修
4.1 桥面板的维修
桥面铺装层的作用是防止汽车轮胎直接磨耗箱梁上底板,保护其免受雨水侵蚀;分散车轮的集中前载。因此桥面铺装层必须要有一定的厚度、强度。目前,在各种因素的作用下,桥面铺装层损坏较为严重,妨碍了交通安全,影响了桥梁的美观。如不及时尽早处理,很可能会影响桥梁的使用寿命。造成铺装层破损的原因较多,既可能是设计理论不完善,也可能是施工单位未按照设计进行施工,或者施工质量差,建筑材料不合格等。
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