由于这些无横向联结双片并置的铁路梁,空间整体工作性能差,横向刚度弱,在高速行驶列车的作用下,梁体产生较大的斜弯曲,同时,车辆转向架的蛇行运动激励又将引起桥梁横向振动的加剧,从而导致桥梁横向振幅增大,而桥梁的横向振幅是判断横向刚度的一项重要指标,当横向振幅出《铁路桥梁检定规范》的参考限值时,将严重影响提速后列车正常运营的安全性和舒适度。此外,在无横向联结的低高度混凝土梁上进行大修(如换枕)施工时,若在人行道上增加荷载,将会降低梁体的初始倾覆稳定系数,可能导致梁体的横向倾覆失稳,由此引起的重大事故在京广线某桥的大修施工中已有发生。《铁路桥涵设计基本规范》规定,梁体横向倾覆稳定系数不应小于1.3,是没有考虑支座缺陷和变形的,若同时存在支座缺陷或采用平板橡胶支座时,这些梁体横向倾覆失稳的危险性将更为严重。
桥梁加固【电话--申工】城市道路桥梁是重要的基础设施,是城市的生命线,是社会经济发展的动脉,随着我国经济的发展,城市道路桥梁不断增加,为城市经济的发展和人民生活质量的提高做出了巨大的贡献。当前由于部分城市桥梁产权和管理单位不明确,设计荷载偏低,桥梁宽度偏小,加上货运行业及个体运输业受经济利益的驱使,车辆载、限运输加剧了对桥梁的损坏,直接影响到桥梁的安全性、耐久性和使用性。
一、桥梁的日常养护
1.通过检查与检验,系统地掌握桥梁的技术状况,较早地发现缺陷、损坏等异常情况提出养护措施,保证行车安全,延长使用寿命。掌握交通状况,取缔桥梁不正当使用及非法占用,严格管理载车、特种车过桥,必须通过时采取防护、加固措施,以免桥梁损坏。对可能发生台风、暴雨、暴雪、地震、火灾、流冰、洪水危害的桥,应作好各种应急处理措施及防范措施,特大桥应设护桥机构。对通过检验,需进行限载、限速或停止交通的桥梁,应及时办理审批手续并进行交通管制。对桥梁各部分经常保养,对检查发现的缺陷、损坏处进行及时的维修,对检验不能维持原设计载重等级要求的,应有计划地进行维修加固。
2.建立和健全完整的桥梁技术档案。桥梁养护工作内容的首要工作是对桥梁进行的各种检查及检验工作,了解桥梁的技术状况、掌握病害情况及其发展情况,并针对具体的桥梁提出具体养护措施,建立和健全完整的桥梁技术档案。桥梁检查人员在进行桥梁检查后,应根据病害的情况进行整理分析,提出那些部分应进行保养、那此部位应进行维修、是否应进一步检测等报告,以向决策者提供有效的依据,及时对桥梁进行相应的保养、维修工作。在检查评定中评定为一类的桥梁应进行正常的养护工作,二类桥梁需进行小修保养工作,三类桥梁需进行中修,根据病害的情况考虑进行交通管制,四类桥梁需进行大修或改造,及时进行交通管制,如限载、限速通过,当缺损较严重时应关闭交通,五类桥梁需要进行改建或重建,及时关闭交通。
3.应建立桥梁详细档案资料及检查台帐。首先,桥梁养护应建立详细的桥梁档案。桥梁档案包括:项目批示、相关协议书、施工合同、施工日志、设计及竣工图纸、各类相关文件、管理办法、请示报告、工程决算、验收意见、项目移交表、审计报表、新旧照片等静态的书面材料,还应收集养护过程的动态材料,如:日常及经常检查的情况记录表、特殊检查记录、等级评定资料、病害的发展图片等。其次,建立桥梁的检查台帐,是掌握桥梁病害发展动态的重要手段。建立桥梁检查台帐,可以及时了解桥梁病害的发展趋势以及发展速度,为及时地对桥梁进行维护、维修提供有效依据。
二、桥梁的常见病害及整治维修
1.桥梁的常见病害
1.1表层:各种类型混凝土梁运营多年后,出现混凝土麻面、空洞、漏筋、脱露现象,并逐年增多。先漏箍筋,后出现主筋外露。2.2 桥梁的结构裂缝主要有以下几种:网状裂缝、腹板竖向裂缝、梁侧水平裂缝、梁底纵向裂缝。
2.常见桥梁病害整治维修
2.1清除已疏松的混凝土保护层,露出锈蚀钢筋,然后用钢线刷清除铁锈,再用压力水冲洗干净,很后采用聚合物砂浆进行截面修复。2.2 钢筋砼简支梁产生裂缝时,可以采用内部修补法,目前常采用灌浆材料环氧树脂灌浆处理,对宽度大于0.15MM的裂缝,采用环氧树脂灌浆处理;对宽度小于0.15MM的裂缝,采用环氧胶泥作封闭处理。
三、市政旧桥加固的常用方法:
1.上部结构加固:2.1增大截面法,对于钢筋与截面尺寸偏小的桥梁上部结构,可采用增大构件截面的方法进行加固。主要途径有12.1增焊主筋法;2加大主梁截面法;3桥面加厚法;2.2 粘贴加固法,采用环氧树脂等化学粘结剂将补强材料直接粘贴于结构受拉或薄弱部位的混凝土表面使之与结构形成受力整体,用以代替增设的补强钢筋,来提高结构的承载力和刚度。该方法不需要破坏原结构物,也几乎不增大结构的截面尺寸,而且施工快捷方便,对环境污染少,在国内应用较为广泛,用于粘贴加固法的补强材料有钢板、炭纤维布等材料。2.3增加辅助构件加固法。桥梁上部结构病害一般是由结构设计、施工不合理或设计承载能力不能满足现在荷载水平造成的,因此可在现有结构中增加辅助构件来提高承载能力或使荷载分布更加均匀,常有的补强方式为增设纵梁加固法和加强横向联系加固法。在墩台基础有足够承载力的情况下,增设承载力高、刚度大的新纵梁来重新分布原有梁体的荷载,从而使加固后的桥梁承载力和刚度得到提高。当桥梁横向联系较弱时,会使单片梁荷载横向分布系数过大,通过增设横向联系构件方式,加强结构整体性,使荷载在结构上分布更加均匀,从而使结构的整体承载力得到提高。
2.下部结构加固:3.1增补桩基加固法,当桥梁墩台基底下有软土层时,墩台发生沉陷;对此采用增补桩基加固法是一种常用而且有效的方法。这种方法是:在桩式基础的周围补加钻孔桩等,以此提高基础的承载力,增强基础的稳定性。3.2钢筋混凝土套箍或护套加固法,当桥梁墩台由于基础埋深不够,或因施工质量控制不严等原因,导致墩台开裂时,有时会出现贯通裂缝,可采用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。3.3桥台新建辅助挡土墙加固法,由于桥台背水平土压力过大,引起桥台倾斜,应在台背之后加建一挡墙,以抵御过大的土压力。3.4扩大基础加固法。此法适应于基础承载力不足或埋置太浅,而墩台又是砖石或混凝土刚性实体或基础时的情况。当构造物基础具有较大的不均匀沉降,并且地基土质比较坚实时,可以采用扩大基础法进行加固。而对于扩大部分基础底部的地基承载力不足的问题,可采取在扩大部分基础下打入一定数量的桩以提高地基承载力,桩的参数根据地基变形计算来加以选定
3.桥面铺装层的加固:4.1局部修复凿补法。将水泥混凝土铺装层的表面凿毛,深度以使骨料露出为准;用清水冲洗干净断面并充分润湿,在桥梁承载能力容许范围内,铺筑一层水泥混凝土铺装层。4.2重新浇筑混凝土面板。桥面板的破裂和其他损坏特别严重,混凝土质量或施工状况特别不良,且无适用的修补方法时,就必须采用重新浇筑新的混凝土桥面板的措施,施工时,将原有的行车道铺装全部拆除,再将行车道表面清扫干净,必要时配置1~2层钢筋网,浇筑整体化混凝土。4.3桥面补强层加固法。即在旧有桥面上,重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层,此方法既修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板,又能加高原有梁板的有效高度,增加梁板的抗弯能力,改善铰结梁板的荷载横向分布,从而提高桥梁的承载能力。
结束语:桥梁养护的目的是确保桥梁构造物的安全、完整、适用与耐久,以"预护为主,防治结合"为原则,以承重部件为,加强全面养护。桥梁养护应认真执行规范要求,采取灵活、科学的方法,认真对待桥梁养护工作,减少因养护不当而引起的桥梁损坏,为桥梁的安全使用提供有力的保证。
1.2旧桥损坏原因及加固设计方案。经查该桥发现桥面上层钢筋网下部垫块间距过大,在施工浇筑混凝土时局部有钢丝网被踩到下部的现象,使有的地方桥面上部没有钢筋,致使桥梁横向刚度不够,整体受力性能差。在荷载作用下产生剪力,引起混凝土开裂。
2007年养护方发现主梁下部裂缝后自己对旧桥进行过加固,加固方案为:对缝宽小于0.1毫米的裂缝进行刷素水泥浆处理,增强整体性,加大刚度,提高桥梁承载力。对缝宽0.1~0.2mm的裂缝进行灌浆处理。对裂缝宽大于0.2毫米的较严重部位首先凿除松散混凝土,用钢丝刷清锈处理,局部重新加焊与原主筋型号相同的钢筋,采用搭接焊。对于上部无钢丝网的部分重新加设钢丝网,四周于原有钢筋焊接牢固。然后浇筑C40膨胀混凝土修补完整。
加固后桥面铺厚为20厘米,从下至上为:桥面混凝土10厘米厚,沥青混凝土10厘米,此外在桥面混凝土和沥青混凝土间,设置有防水层。
设方案保持原截面线形状不变,施工工艺简单,加固后桥梁承载能力得到很大的提高。
现在调查发现桥粱整体结构良好,桥面无裂缝,砼表面无剥落钢筋现象。
桥梁加固【电话--申工】通过了解与记载,现在我国各地的桥梁普遍都存在着由于设计初级阶段标准较低,构件老龄落后化,建筑材料质量无法保证等等一些原因造成了很多桥梁在使用以及外形上,均出现了承载能力降低、运行能力差、不能满足目前交通的迅速发展的问题。首先,我们需了解目前桥梁在养护方面的现状以及目前所存在的问题,根据现况制定具体养护步骤和内容。
1 公路桥梁的现状分析
1.1 桥面结构损坏
桥面由于建设以来,时间长久没有具体人员管理导致桥面道路坑洼不平、崎岖颠簸。尤其在路面与桥的相接点之间更显严重,这种桥面不平会导致车辆的行走过程中颠簸不稳、瞬间减速,在车辆减速后与桥面所发生的冲击力下会更大化地降低桥面质量进一步造成危害。
1.2 桥面卫生肮脏
有些位置处于接近市区的道路桥梁卫生情况明显不堪,存在障碍物以及垃圾物,在刮风下雨天气里,桥面更加尘土飞扬,污水四溅。
1.3 桥栏杆损坏情况
由于桥梁日常养护工作不到位,车辆发生交通事故等等一些原因,导致很多桥梁的栏杆多处损坏不完整,有的已经丢失不存在,这一点虽然不会太大程度地影响车辆运输通行,但已经很大程度地影响了桥梁的外在美观,也为行人和过往车辆的安全度失去了**。
1.4 桥梁上标志语缺乏
根据建筑规定,在公路以及桥梁道路上,为保证车辆正常运行以及行人行走的安全,需根据道路实际情况设置限重、限速、限宽、限高、等等多项禁行标志语。这对于减少车辆通行事故是十分有必要的,但是随着桥路的年限延长以及后期养护不当,在很多桥梁两侧都已缺少了这些禁行标志语。
2 改善桥梁的养护措施
2.1 提高对桥梁养护管理方面的认识
公路桥梁与公路的改造维护必须是同步进行不可分离的一项工作,只有在基础上提高公路桥梁的使用寿命和使用能力,才能更大地发挥桥梁的效果。由于目前资金紧缺等等一些原因导致一些单位只重视对公路的维护,从而忽略了对桥梁的重视,所以当前应该提高对桥梁的养护意识。各级公路的管理部门应该酌情制定出专门管理桥梁方面的专门机构和专门管理人员,来从事桥梁的日常管理维护工作。
2.2 完善桥梁现况的管理档案
为做好桥梁的公路养护管理工作,各项管理人员应及时并充分地了解每处桥梁存在的现状,并根据实际情况提供有效、准确、运行方便的技术资料,从而建立动态的管理模式。根据桥梁设计建立桥梁系统的数据管理,应用数据等。这样可以方便有效地了解到桥梁的情况和缺陷,并善于在各种数据齐全的情况下分析和管理。
2.3 强化业务技能和培训
在增强技术人员责任意识的同时,也同样要提高桥梁养护人员的整体技能和素质。因桥梁的性比较强,目前公路养护部门在桥梁养护方面比较缺少专门的技术工作人员,为了改变此种情况,要加强对各级公路管理部门中的技术工作人员的培训工作,提高对桥梁养护管理的认知意识,掌握桥梁检测维修及加固的一些基本方法。
2.4 分期检查
经常检查桥面的具体设施以及建筑结构是否存在异常、外观是否整洁、支座是否存在明显缺陷。定期检查桥梁的一些重要部位是否出现故障状态以及用工具测试后有不正常的数据存在等。特殊检查一些桥梁破损的状态和程度,这种需要有技术性较强的工作人员测试,从而发现桥梁存在的问题原因。
2.5 建立的桥梁养护工程队
在综合以上理论的同时,很重要的一点就是要建立一个的、具体的,并有技术性的桥梁养护工程队,这样可以方便有效地随时进行现场勘测和技术指导。
3 桥梁养护的内容
3.1 通过工作人员实地考察与检测,要系统地掌握桥梁的技术状况
尽早发现损坏和缺陷,并提出实际养护措施,制定养护方案。对自然因素引起的,例如:暴风、暴雨、地震、水灾等等造成危害的桥梁,要未雨绸缪,提早制定出预防措施和解决方法。
3.2 完善标志牌,完善桥梁详细资料介绍
对一些经过检测后需要限速,限高,限宽的车辆,要及时给予提示和警告。并根据桥梁的建立日期,建立历史,详细资料完善桥梁介绍。
3.3 对栏杆损坏进行及时修复
如果正在维修过程中,要及时设立警告牌,避免人员安全问题发生。对一些保护层偏薄,混泥土就、空隙比较大的一些位置进行适当的填补。对一些钢结构、伸缩缝、支座以及一些金属构件要及时清理保持清洁。
3.4 支座的检查
具体检查项目为:简易垫支座油毡是否更新,钢板滑动支座以及弧形支座有没有被水侵蚀过,摆式支座位置是不是正确,有没有均匀受力,钢筋混凝土立柱有没有存在故障,橡胶支座有没有变形的可能,对于滑动面、滚动面有没有夹杂尘埃和一些异物,以避免防水装置和排水装置产生漏水。
3.5 桥梁墩台
主要检测桥梁墩台的位置有没有存在缺陷、裂痕,墩台有没有变位等现象。如果墩台是钢筋混凝土的材质,比较常见出现的现象是混凝土的冻涨引起剥离、混凝土被风化、掉角造成了表面混凝土有痕迹、露钢筋等损坏现象。 3.6 桥梁基础
要善于对桥梁墩台基础检测,墩台基础的冲刷情况和缺陷情况是否存在漏洞。在水中的桥墩,因为直接接触水力,除了一般的冲刷以外,还有局部的冲刷,当河水中的水流带动石力运动,会对钻孔灌注桩造成严重磨损,甚至使桩中钢筋外露。
4 桥梁的加固
4.1 混凝土结构的维修与加固
不管桥梁在建设上采用了何种材料、方法,对故障进行维修都要遵从一个原则,那就是必须将表层已有的混凝土清除至钢筋锈蚀范围或露出完好混凝土为止,这样才有助于下一步的正常顺利进行。对面积比较小的损坏部分,可手动凿除,再以水冲洗干净;对面积较大的缺陷,并有一定深度或有蜂窝空洞者,可用气动工具凿除,个别部位铺以手工凿除,再以水冲洗干净。这样在进行下一步的维护时才能做到实施有效。
4.2 墩台基础的加固措施
当基础承载力不足或埋置太浅,却又为刚性实体基础时,可加砌砌体或增补混凝土,以扩大原有基底面积的措施予以加固。
4.3 地基加固措施
当地基松软或深层的一些土质不良的原因,导致桥梁的基础位置受力时,可以先采用人工地基加固,目前一般比较常用的方法有:砂桩法、注浆法等,当松软地基比较厚实时,将钢管打入周围基础土层,灌入干燥粗砂捣实成砂桩,这样可以使地基土的紧密度提高。
4.4 墩台主体加固措施
当墩台产生惯性裂缝时,可以使用钢筋混凝土进行加固。当墩台本身存在表面损坏的故障时,可以将钢筋混凝土围绕整个墩台身的方法。对于埋置式桥台,当桥台受台背土压力而往桥孔方向倾斜时,可根据实际情况对桥台修筑撑壁进行加固;如果是小跨径的桥梁,防止墩台滑移,可在墩台间加设水平支撑。
5 结语
桥梁养护工作目前是一个比较薄弱的环节,加强并重视桥梁的养护工作是公路养护的一个重要标志。更加重要的是,可以更大能力地保证人身安全和人民财产损失,从而也保证国家的经济效益。桥梁养护工作也是每一个工程技术人员应该具备的责任。尤其负责桥梁养护的工作人员更应该提高自己的知识技能,更新信息,并全面掌握各项车辆运输给桥梁带来的变化,为我国交通的发展贡献出自己的一份力量。
为实现快速、安全、舒适的交通运输质量,近年来我国铁路实施了分批分级的提速计划。铁路线路客运允许速度从1OOkm/h,逐步提高到120km/h、140km/h、160km/h和200km/h,与此同时,货运由50km/h逐步提高到60km/h、80km/h、90km/h和1OOkm/h。桥梁的振动一般由环境激励以及人为激励引起。中小跨度的桥梁一般考虑人为激励影响为主。铁路桥梁由于人为激励源是列车, 不仅垂直方向振动大, 而且蛇行波等引起的激励使水平方向的振动也非常大。横向振动会导致脱轨的严重后果。因此,如何避免发生共振现象是非常重要的。同时在既有线上存在相当一部分中小跨低高度混凝土梁,它们是由两片之间没有横向联结的梁组成。
3、主要施工工艺及相应的控制点
3.1 裂缝处理
混凝土裂缝处理方法根据裂缝宽度分为两种:对于非结构性裂缝,宽度<0.15mm的采用凿槽封闭法处理,宽度≥0.15mm的则还需进行压力灌浆;对于结构性受力裂缝,则需做全厚度的灌浆处理。
(1)裂缝封闭,主要是采用环氧树脂胶进行裂缝封闭。具体方法为:先查找裂缝,后清理,清理过后,再用环氧树脂胶封闭。封缝时封缝胶一般涂抹宽度以2~3cm,厚度2mm为宜。
(2)裂缝灌缝工艺流程,测量与记录→表面处理→标注位置→埋设灌浆嘴→封闭裂缝→密封检查→配置灌浆用材料→灌浆→养护→表面清理。
3.2 粘钢施工程序及技术措施
全桥钢板加固总共有29片空心板梁,18片盖梁,在空心板梁下加固钢板厚度为5mm,盖梁梁侧面加固钢板厚度为6mm。所用固定膨胀螺栓为M8。
(1)表面处理:表面处理包括加固构件结合面处理和钢板贴合面处理,是粘钢加固施工过程很关键的工序。打磨混凝土表面保护层,去掉6~8mm后表层,表面清除干净。对钢板粘合面,打磨粗糙度越大越好,打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直,然后用水擦拭干净。
(2)埋设膨胀螺栓:按设计位置和尺寸钻孔埋设膨胀螺栓,定位并钻孔,清理孔内浮沉,并用水清孔,在孔内注入三分之二孔深结构胶,打入膨胀螺栓并在紧固后松下螺母。
(3)钢板焊接:将横向小钢板条与纵向长条焊接成一个整体,采用双面焊接,在每段粘贴上板底后再整体焊接连接,焊接时注意不要灼伤混凝土。
(4)配胶:本工程采用JGN型结构胶粘剂。须搅拌至色泽均匀为止,搅拌是应按同一方向进行搅拌,以免带入空气形成气泡,降低粘结性能。
(5)粘贴:胶粘剂配制好后涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上,厚度为2mm,中厚边薄;然后将钢板贴于预定位置;粘好钢板后,用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板,如无空洞声,表示已粘贴密实,否则应剥下钢板,补胶,重新粘贴。
(6)固定与加压:钢板粘好后立即做好加压保护,加压方式采用螺栓加方垫、紧固螺母进行锚固加压,压力以不应小于0.1MPa,以使胶液刚从钢板边缝挤出以便达到粘贴密实。
(7)固化:JGN型胶粘剂在常温下固化,24小时即可,一天可受力。固化期间不得对钢板有任何扰动。
(8)检验:拆除夹具后,应用小锤轻轻敲击粘结钢板,或用声波法探测粘贴密实度。如锚固区粘结面积少于90%,则此粘结件无效,应剥下重新粘结。
(9)钢板外表面涂刷防锈漆。
4、支座修复处理
4.1 分析
根据检测报告,共有291个支座有不同程度的损伤,根据现场踏勘发现主要病害存在为橡胶支座的侧面有细微的环向裂纹,分布在左右两幅约50片盖梁上,每根盖梁上布置48个支座,部分盖梁的支座除外,具体见检测报告中统计表。
近年来,不论是高速公路、市政、国道还是地方性公路,屡有病害桥梁坍塌事件发生,对我们管养单位来说,是个警钟,这里就以金丽温高速公路双屿立交桥为例,简要谈谈其病害缘由和处理方法。