隨著高速公路的發展,橋梁使用趨于多樣化,交通量及荷載急速增大,橋梁就會產生大大小小的病害,這些病害破壞了橋梁的正常使用狀態。這種不良狀態,除將大大縮短橋梁的使用壽命之外,有的已經威脅著過往人車的安全。以下主要談談橋面和橋臺病害的原因。以及橋梁維修措施。
一、橋面病害和維修
(一)橋面病害及原因分析
橋梁的常見病害情況為橋面鋪裝松散破碎、修補損壞、粱板出現橫向裂縫、粱板底面局部出現孔洞、梁板底勾縫脫落及滲水現象,由于重載超載車輛的增加,橋面鋪裝損壞嚴重,且有屢補屢壞現象,板間聯接損壞造成單板受力,梁板出現橫向裂縫問題的橋梁較多,有的橋梁進行過換板處理,換板以后由于新舊橋面板連接強度不足,換板后很快出現損壞,嚴重影響橋梁的使用安全。損壞原因是多方面的,多數出現鋪裝層進水,鋪裝與橋面板脫離,進水以后在車輪荷載作用下,防水層損壞,造成橋面板漏水。瀝青鋪裝層脫離橋面板以后,損壞迅速加快,雨后層間水排不出,在炎熱天氣形成水蒸汽,橋面板在汽車荷載作用下不斷產生振動,加快了水氣的擴散和鋪裝層的破壞。
總的來說,橋面鋪裝功能性損壞主要是水損壞,鋼筋混凝土和瀝青混凝土結合不好,橋面排水、防水欠佳是主要原因;重載和超載車輛是導致結構性損壞的主要原因,治超的同時適當提高設計荷載是必要的,橋面維修應以補強加固為主。
(二)橋面病害的維修措施
橋面鋪裝層破損面積小的,用熱瀝青灌注縫隙,噴灑粘層油,用細粒瀝青混凝土鋪筑壓平;坑槽、裂縫嚴重、老化開裂、漏水的橋面,應先銑刨面層,修復橋面防水層,再用瀝青混凝土重鋪整平。
橋面鋪裝層破損面積大的提出以下橋面維修方案。一是板間聯接損壞造成單板受力,梁板出現橫向裂縫問題的橋梁較多。對梁板出現橫向裂縫的橋梁進行換板處理,要做好鉸鋒連接,為了保證應力橫向分布效果,每次應更換連續3塊以上面板。二是對梁板底面出現局部孔洞、露筋、板底勾縫脫落,對結構受力影響不大的應及時修補,情況嚴重的應進行換板處理。三是橋面鋪裝損壞嚴重、橋面漏水的情況,應鏟除表面瀝青混凝土鋪裝層,鑿除水泥混凝土鋪裝層,重新布設鋼筋網(縱向筋巾20,橫向筋巾12,間距15×15em),重新鋪筑10~14era厚水泥混凝土橋面鋪裝,預埋鍵力筋以加強層間結合,起到防水以及應力吸收作用等功能,綜合考慮而設置的結構層——玻纖格柵+SBS改性瀝青膜,在其上鋪筑瀝青混凝土鋪裝層4—8arn。四是在橋面外側增設排水盲溝及鑿除排水管進口,保證層間水排出順暢。
橋面維修方案除修補破損外還有補強效果,橋面防水層負面效應是降低了瀝青混凝土與水泥混凝土的連接力,為防止兩層相互脫離,在混凝土中預埋鍵力筋是非常有效的方法。為了補強,現澆層要比原設計適當加厚并配受力鋼筋,必要時可以考慮全部改成混凝土鋪裝。
二、橋臺病害和維修
(一)橋臺病害及成因分析
橋臺病害主要是橋臺裂縫和耳背墻損壞,有時會發現不均勻沉降、變形位移等其它病害。據統計,橋面鋪裝層損壞和橋臺裂縫占全部病害的55%,橋面漏水的大部分原因也和鋪裝層損壞有關,考慮這一因素,橋面病害所占的比重更大。因此,橋面和橋臺病害是主要問題。
鋪裝層損壞的原因主要在于鋪裝層的材料和厚度,同樣的瀝青混凝土鋪裝,8公分的損壞情況比9公分的鋪裝層嚴重得多,調查發現損壞的部位鋪裝層厚度大多數都沒有達到設計厚度,有的是磨耗損失,更多的是預應力板反拱度所致,有個別橋梁支座標高點層過厚,’導致支座頂標高抬高,在路面標高不變的情況下,減小了鋪裝層厚度。材料的影響也很明顯,改性瀝青瑪蹄脂混合料(sMa)的鋪裝層病害少且程度輕,鋼釬維混凝土鋪裝沒有發現損壞情況;外力因素是交通量的大小,超載車輛的破壞性是確定的,但數值上的定量關系目前還不明確,從實際情況看,重載車輛較多的方向損壞情況明顯加重,重載車輛較多超載車輛也會相應增多,分析認為,鉸縫開裂,橋面板斷裂和超載車輛有直接關系,計重收費之前更換橋面板后有再次斷裂情況,治超以后更換的橋面板一般不會發生此類情況。
橋臺裂縫主要發生在薄壁橋臺中,U型橋臺一般沒有開裂現象,薄壁橋臺中和橋臺高度有關。據調查,橋臺高度的影響,高度5.5米以上的薄壁橋臺全部出現不同程度的裂縫(開裂達1oo%),2.5米以下的人行通道和小橋均未發生開裂現象,并且高度5米以上的橋臺增加了配筋和橋臺厚度,效果并不明顯。分析認為橋臺剛度太大時薄壁橋臺的計算模式不再適用,應力不能重分配,導致應力過大,抵消了增加的強度,所以5米以上的薄壁橋臺加大截面和增加配筋是不適宜的。
薄壁橋臺裂縫主要和橋臺高度有關,填土過高應避免采用薄壁橋臺結構形式,加大截面、增加配筋不經濟,效果也不理想。
(二)橋臺的維修方案
橋臺裂縫穩定以后要及時封堵,避免鋼筋銹蝕。當可能影響橋臺安全時,應采取增加支撐梁、圍帶和鋼箍、體外預應力補強等措施。避免橋臺病害,關鍵在設計階段采用合理的橋臺結構形式,特別是高填土路基段的中小橋梁,小橋改用箱涵,通道抬高被交道是非常有效的方法,將薄壁橋臺高度控制在5米以下是非常必要的。另外,背墻、耳墻開裂的要盡可能和搭板同時維修。橋臺承載能力是否在正常使用范圍,不僅只與橋臺裂縫有關,尤其是臺背、基礎等許多隱蔽工程,難以觀察和判斷,無論是維修方案設計前的檢測或病害原因分析、判斷,還是具體的維修方案與效果檢測,相對上部來說難度都更大,所以設計階段方案尤為重要。
總之,對已經出現的橋臺裂縫灌漿封堵;對剝落露筋部位面積小的采用高標號砂漿補齊抹平,面積大需要補強的采用錨噴混凝土或粘貼鋼板加固。橋臺維修困難,特別是高橋臺應選用新的橋臺形式,橋臺病害應以預防為主,單孔橋梁在高填方路段最好改為箱涵。
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