公路桥梁施工加固技术?
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发布时间：2023-05-29 06:59
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时间：2024-12-13 13:15
赫梁伸缩缝病害治理是非常重要的，了解伸缩缝病害的影响，才能理解治理的作用，每个细节的处理都非常关键。中达咨询就赫梁伸缩缝病害治理和大家说明一下。
桥梁伸缩缝是指为了保证桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩与徐变等影响下的自由变形而在桥面上设置的两粱端之间以及在梁端与桥台背墙之间的伸缩装置，它不但要保证梁能够自由变形，而且要使车辆在设缝处能平顺地通过并防止雨水渗漏和垃圾泥土等的阻塞。其部件除本身要有足够的强度外，应与桥面铺装部分牢固连接。
现以某国道的一些桥梁为例，这些桥梁大部分修建于80年代，通车后都造成不同程度地损坏，已使钢筋混凝土构件的端缘日渐破碎脱落，缝宽逐年增加，严重影响了桥梁的使用效果和寿命。为此，笔者近两年对此进行了专门研究，取得了初步经验。
1.分折损坏原因选择处治方案
1.1伸缩缝损坏原因
这些桥梁伸缩缝虽然是4种形式，但归纳起来只有两种，即一种是无伸缩装置的伸缩缝，一种是有伸缩装置的伸缩缝。橡胶板式伸缩缝的损坏原因有三：(1)伸缩缝设计不合理，“U”型铁皮伸缩缝现在已被淘汰，利用木板隔开的伸缩缝只能适用于小桥；(2)固定橡胶板的螺栓容易损坏，损坏的情况有两种，一种是因螺杆埋置不牢，造成螺栓松动，另一种是在荷载通过时，形成橡胶板弹动，久而久之造成螺母松动，严重使螺栓滑丝，失去对橡胶板的固定作用；(3)伸缩缝两侧锚固区混凝土因强度不够而破损，从而造成整条伸缩缝的破损。
1.2选择处治方案
橡胶板式伸缩缝，是由耐老化的优质橡胶内嵌高强度钢板而制成，刚柔相济，内置钢板有相当的垂直刚度，足可承受各种车辆荷载，利用橡胶的高弹性和不可压缩性来吸收因剪切拉压而引起的桥梁变形，完全能够满足行车对路面的顺适性和减小行车对桥梁的冲击破坏作用，而且耐久性好，可以避免圬物落人缝内，施工维修方便，并具防水功能，是当前常选用的一种桥梁伸缩缝装置。
1.3伸缩缝的设计
橡胶板式伸缩缝的型号，主要是由桥梁因温度变化而引起的伸缩量决定，橡胶板的伸缩依靠橡胶和钢板的剪切和拉压来完成，要完成这样的变形，橡胶板必将受到相反两个水平力的作用，这两个水平力是通过锚固螺栓施加给橡胶板的。据资料介绍，当橡胶板达到伸缩的极限值时，其产生的线性分布拉(压)力约为16KN/m，这样大的水平力很容易使锚固螺栓受损，为降低螺栓受损程度，就要避免橡胶板产生过大的拉(压)力，所以在选择橡胶板型号时，宁大勿小，留有充足的余地。橡胶板伸缩量主要是由两部分组成，一是由温度变化而引起的伸缩量；一是由混凝土凝固徐变而引起的收缩量。旧桥加设橡胶板伸缩缝，可不计后者，而仅考虑因温度变化而引起的伸缩量来决定橡胶板的型号。
在设计时，考虑到锚固区和过渡区的混凝土均偏薄，不易与旧混凝土形成一体，锚固螺栓不易“生根”而受损，采用电锤打眼，灌环氧树脂镶嵌。考虑到橡胶板与过渡取相邻处的边缘混凝土易被啃边，加设10号槽钢。
2.伸缩缝的施工
旧桥加设橡胶板式伸缩缝，施工的两个关键问题：一是桥面铺装混凝土厚度不能满足锚固螺栓定筋的最低要求，特别是架拱桥设计铺装层厚度最薄处为8cm，固定筋以下的埋置深度仅为2.5cm，倘若遇到板安装时，超过标高，显然更加不足。如果在施工时，不能保证新旧混凝土的牢固粘结，形成一整体，就上新混凝土的强度再高，也只是一层硬皮，车载上去，就会被压碎。二是镶嵌的槽钢和锚固螺栓“无土生根”易被车辆引力拔松，导致损坏。为解决这两个问题，施工时采用如下两条措施：一是橡胶板下新混凝土厚度达不到6cm的，改浇环氧树脂混凝土；二是对固定筋的锚固采用“N”16钢筋用电锤打眼环氧树肢镶嵌。为使锚固筋多嵌入旧混凝土的深度，如果是刚架拱桥正在微弯板偏中位置，要实测总深，使锚筋嵌入微弯板内3cm-4cm(微弯设计厚为6cm)，这一部分打眼最难，稍不留神就会将微弯板打透，那就要在微弯板下面采用环氧树脂砂浆先封口。
旧桥架设伸缩缝，采取半道封闭半道施工的方案比较现实，早一天通车，其经济、社会效益就非常可观。为此，施工时在混凝土内加入16%JK一24快速修补剂，并采用塑料薄膜养生，可缩短混凝土的凝固期。室内实验结果表明，混凝土达到设计强度(设计标号为C40)在不同气温条件下所需养生时间为平均气温l0℃时48h，20℃时36h，25℃时24h。
3.连孔伸缩缝的处治
连孔伸缩缝就是将简支上部构造孔伸缩缝处施行铰接，该处桥面应具有适应车辆荷载作用所需的柔性，并应有足够的硬度来承受因温度变化和制动作用所产生的纵向力。
石桥为9孔的13m空心板桥，若将空心板端缘沿高度全部或局部连接(内设连接钢筋)、隔以薄型橡胶垫层已无可能，这样，只将桥面进行了处理，采取三孔一连的设计方案，当温差达到65℃时，其伸缩量约为25.35mm，采取45型橡胶板式伸缩缝能满足因温差变化而产生的伸缩量，但是使用后连孔处的裂缝当前还没有办法解决。因为在荷载作用下，连孔处形成不一个铰的作用，钢筋混凝土是不能完成铰的任务的，所以在使用后，必然造成连孔处比较规则的裂缝。但是这种裂缝不会扩展成病害，造成连孔处桥棉铺装的损坏，为防止渗水腐蚀钢筋可灌注道路嵌缝胶。连孔处理是非常简单的，只在此区域多布置几根钢筋就可以。
4.结语
4.1伸缩缝过渡区的混凝土过去一直设计为宽30cm，而车轮着地常宽为20cm，汽车通过伸缩缝的冲击力恰好作用在过渡区的边缘，加速了过渡区混凝土的破坏。现在我们将过渡区混凝土适应加宽不小于40cm，可能会延长过渡区混凝土的使用年限。
4.2锚固橡胶板的螺栓，受区域*，不易固定，但大部分橡胶板损坏的原因又多出在锚固螺栓上，所以对嵌夹螺栓的两根钢筋也要精心施工。如果嵌固螺栓的混凝土厚度小于6cm，必须改用环氧树脂细石混凝土浇注，并注意捣固密实。
4.3嵌边用10号槽钢“n”用法较为理想，混凝土厚度不能小于12cm，而且震捣时要特别注意，因为在槽钢内区空气不易排出，往往造成混凝土不密实或浮浆过多。混凝土厚度如果小于10cm，可改用5cm×5cm的角钢。不论是槽钢或角钢，固定他们的钢筋甚为重要，我们采取底面用l6的钢筋嵌固到板内深度不小于15cm，灌注环氧树脂镶嵌，侧面焊“u”型16钢筋，其焊接长度20cm，锚固长度不小于25cm，效果颇佳。
4.4橡胶板伸缩缝具有良好的弹性，时间久了，往往锚固螺母松动，有的甚至造成螺杆滑丝，如不及时维修，会造成整块橡胶板的损坏，所以橡胶板伸缩缝的养护维修非常重公路桥梁施工加固技术是非常重要的，合理利用加固技术达到预期效果，每个工程施工细节都非常关键。中达咨询就公路桥梁施工加固技术和大家说明一下。
一、公路桥梁中经常出现的一些病害
公路桥梁当中的一些主要病害有：第一，主拱圈、拱肋、拱波和拱肋的连接处、横梁处出现各种各样的裂缝。第二，钢筋生锈腐蚀现象，钢筋生锈的时候，体积会发生膨胀，从而对钢筋周围的混凝土造成挤压的现象，使混凝土开裂，桥梁的承载能力也会随着下降。同时，锈迹外流之后造成桥梁的表面不美观。第三，桥墩及其墩台承受着桥梁的大部分的重量，而且受到各种力的作用，比如说风载荷、水的浮力等等，导致了桥墩及其墩台会出现不同程度的破坏。第四，主梁发生变形会出现裂缝，主梁的裂缝大多数是发生在中部梁的下缘或者梁臂的上缘区域。这种裂缝基本上都是因为桥梁的超载荷运行使桥梁的受力区拉开，这种现象一般都是属于正常范围之内的，但是这种裂缝都是在上面，因此雨水容易从这些裂缝流到梁内，使梁内的钢筋生锈腐蚀，使桥梁的结构强度降低。
二、桥梁加固的重要性
桥梁每天承受着超重的载荷，经过多年的运行，难免会出现一些安全隐患。对桥梁进行加固之后，对这些安全隐患可以有效的进行消除，并且可以提高桥梁的通过能力。另外，对桥梁的维修和加固可以促进桥梁的可持续发展，提高资源的有效利用，使经济、社会、环境三个方面的协调发展。
桥梁的加固技术可以节省大量的重修改造费用，而且对桥梁进行维修和加固不会影响桥梁的通行能力，延长了桥梁的使用寿命，收到了良好的经济效益和社会效益。
因为桥梁是建在自然环境之中的，因此必然会受到一些自然环境的影响，在这些环境的影响之下，任何的桥梁都会成为旧桥，都会出现一些不可避免的病害。且按照当时的建设水平，在材料的配备和使用方面存在着一些技术局限性，导致桥梁的构造不牢靠等一些技术性的问题。因此，对这些桥梁进行维修和加固就显得非常的重要了。
三、公路桥梁加固的技术措施
1、加固的新技术
在这方面出现的加固新技术主要有体外预应力加固和高强复合纤维预应力加固技术。
体外预应力加固技术：这种加固技术是在桥梁的下缘安装预应力材料，通过对预应力材料的拉升对桥梁产生偏心的预应力，从而减小桥梁因为自重和一些外力作用下产生的变形和裂缝宽度，提高桥梁的结构承载力。这种加固技术在大跨径预应力混凝土方面应用得比较的广泛。这种加固技术的特点有：第一，钢筋可以设计成是不可更换的或者是不可更换的。可更换的加固钢筋在维修方面比较的方便。第二，这种加固技术操作简单，对于普通的加固技术，节省了施工量，这些都是具有重要的意义的。第三，体外预应力的钢筋的利用率比较的高，体系布置比较的灵活，不仅可以加固桥梁的连接处，对桥拱也能进行加固，不仅能够进行桥梁整体性的加固还能够优化构件的抗剪性能。因此这种新型的加固技术有着比较好的应用前景。但是用这种新技术对桥梁进行加固时应该先进行合理的计算，并且在施工的过程当中采取一些相应的措施，从而最大程度上的减小预应力损失。
高强复合纤维预应力加固技术：高强复合纤维材料主要是一些碳纤维材料，这种加固技术比较的成熟。其原理是利用高性能的粘合剂把碳纤维粘贴在桥梁结构的表面，二者共同作用从而达到加固桥梁、提高桥梁承载力的目的。粘合剂和碳纤维的性能是能否加固桥梁的关键所在。因此，为了达到加固桥梁的效果，应对碳纤维材料施加预应力。这种加固技术的特点如下：第一，高性能复合纤维材料具有高强度、高弹性的特点，这些特点可以有效的提高混凝土结构的承载力。第二，当温度发生变化时，高性能碳纤维材料可以和混凝土协同工作，而且由于高性能复合纤维材料厚度很薄，因此在修复之后不增加桥梁构件的自重和体积，而且对桥梁的原结构不会造成损伤，具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳的性能。但是这种加固技术因为材料的原因，当温度大于60摄氏度的时候，材料会出现软化的现象，考虑到现在的桥梁都是暴露在空气当中的，受到了阳光的直射，因此很容易高于60摄氏度，因此不利于采用树脂胶作为粘合剂。
2、传统的加固技术
（1）桥面铺装加固技术：第一，桥面的补强加固，这种方法的原理就是在原有桥面的基础上重新铺一层混凝土，这种方法能够有效的修补桥面上出现的裂缝，而且还加高的桥面的有效高度，提高了桥面在受到重力作用下的抗弯矩能力，从而提高桥梁的承载能力。第二，对原有的桥面进行拆除，重新铺过一层混凝土桥面，这种方法适用于桥面破损比较严重、混凝土的浇筑质量或者施工质量不好的桥梁。第三，对桥面进行一定量的挖凿，露出部分的钢筋骨料，然后对桥面进行湿润，在这基础之上铺筑一层水泥混凝土。
（2）增大截面加固技术：这种技术是增大桥梁的截面面积从而对桥梁进行加固的一种技术。增大桥梁的截面面积一般是采取加厚桥面板和加大主梁梁肋的高度和宽度两种方法。这种加固技术具有适应性强、施工简单的特点，而且这种加固技术的设计比较的成熟、有着比较多的施工经验，用这种方法进行加固的桥梁都能收到比较良好的效果。但是这种方法的施工时间比较的长。
（3）桥下部结构加固技术：对于一些高度比较高的桥台，一方面都到车载荷的作用，一方面受到自然环境的作用，桥台一般都会出现开裂、错位等一些病害。对于一些跨度比较小，水流量不是很大的石拱桥，可以采用桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。
（4）裂缝灌注技术：当公路桥梁出现很大的裂缝的时候，会对桥梁的承载力和结构造成严重的危害。这于这类型的裂缝应该加强观测和记录，分析产生裂缝的原因，从而相应的制定出一些方法。对于裂缝的处理，一般都是采用灌注灌缝胶进行处理。
（5）其他加固方法：比如说加铺一层沥青混凝土、钢纤维混土修补法、聚合物混凝土罩面法等等。
四、总结
对于公路桥梁的加固，保证公路交通的安全运行已经引起了相关部分的重视，公路桥梁的加固技术作为一个永久性的课题，技术人员应该充分的汲取知识，对公路桥梁的加固技术进一步的进行完善，对每一座桥梁制定出一套合理的治理方案，延长是桥梁发挥出更大的社会效益和经济效益。使我国的公路桥梁建设走上一条可持续发展的道路。
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