桥梁缺陷的成因与控制措施

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  摘要:桥梁作为交通运输的枢纽,是实现交通运输良好协调发展的关键,桥梁在工作的过程中直接影响着交通的流量和荷载。在当前建筑工程的施工中,桥梁施工是当前施工的难点也是重点。随着当前社会发展的日益加快,交通运输形式日益紧张,在这种背景之下,桥梁运输作为当前交通运输的枢纽,期施工是不可替代和避免的趋势。当它投入使用一定时间后,往往由于设计的局限和施工的欠缺,桥梁缺陷是在所难免的,这些缺陷是影响当前交通运输也发展的主要因素。本文就当前桥梁在使用过程中的缺陷成因和控制措施进行分析和探讨,提出其相应的弥补措施和技术方法。
  关键词:桥梁缺陷;成因;解决
  一、钢筋混凝土桥面板缺陷及产生原因
  在当前桥梁施工建设过程中,混凝土作为其主要的原材料是不可缺少的施工过程,在混凝土施工的过程中,由于混凝土自身特性的因素形成各种裂缝是影响桥梁正常工作的关键。混凝土开裂、混凝土剥离,断面破损、钢筋外露、锈蚀,混凝土质量下降都会引起桥梁工作中的控制措施。这些裂缝随着时间的推移和各种自然因素的影响逐渐的增大,成为控制过程中的主要控制手段,更是其桥梁的缺陷成因。混凝土裂缝出现的原因主要有桥梁在使用的过程中过渡的超载引起的裂缝,混凝土在施工的过程中各种材料控制的不达标引起的裂缝,温度引起的裂缝以及混凝土施工的过程中出现的干缩裂缝。
  这些裂缝在桥面损坏中起着主要的作用,因此在桥面的维修过程中,其主要的修补方法有修补施工法、加盖板施工法,支架施工法等。一般桥面补强层加固方法有底面加固和顶面加固。在桥面施工和加固的过程中是采用相应的灌浆技术进行处理和喷射各种钢纤维砂浆进行控制。
  二、体外预应力加固
  加固措施:通过体外预应力索施加反向荷载的方法对该桥进行加固,此外考虑箱梁两侧腹板出现大量的斜剪裂缝,为了约束斜裂缝进一步发展,加强对腹板混凝土的约束,增强腹板抗剪承载能力和刚度,采用腹板内侧粘贴钢板。预应力施工工艺:1.锚固端部横梁与跨中转向横肋、墩顶导向槽的施工,2.钢绞线下料与穿束,3.钢绞线张拉,4预紧,5.高应力张拉,6.压浆。
  缺点:
  1.预应力的施工工艺,在钢绞线下料与穿束中粘接段段的长度和位置,新老混凝土之间的粘结,后加预应力对原预应力的影响,很难确定。
  2.施加预应力索加固现在存在的问题:如合理的加固预应力筋的位置和数量后加固的预应力钢筋对已经存在的预应力钢筋的影响。
  3.体外预应力钢筋松弛、断筋等失效的现象也较为常见。
  三、体外预应力的加固另外的加强措施
  1、弯曲加强
  采用体外预应力加固法可提高结构构件的受弯承载力,预应力筋布置应符合优化布置原则,即加固筋外形与外荷载产生的弯矩图形相似,因此,加固梁式结构时,体外预应力筋多采用折线形连续筋,以充分发挥加固筋的抗拉强度。体外筋的灵活布置,可以有效地补强加固不同受力情况的简支梁和连续梁。若连续梁中仅有个别跨需要加固,则可采取在这些跨上单独布置预应力筋进行局部加固;若连续梁普遍较差,则可用各跨布置给予整体加固,若连续梁普遍较弱,但个别跨更弱,则可采取通长布置与局部布置相结合的办法进行加固。
  2、剪切加强
  梁的剪切强度可通过外部加设扁钢、钢板和钢箍等方法来提高,扁钢通常箍在构件上用后张法拉紧并已开发了一种后张不锈钢钢箍的方法,后张法能使新材料平分恒载及活载,这样就能更有效地利用新增材料。提高剪切强度的另外一种方法为采用后张的附加预应力钢筋.预应力钢筋可以加在垂直和倾斜方向上,而且既可安装在梁腹板内,又可安装在箱内,施加预应力时应当小心谨慎,避免结构某些部分出现超限应力。若构件中存在裂缝,一个好的实施方法是在施加预应力之前,先在裂纹上注射环氧树脂。
  四、粘贴法
  粘贴碳纤维法与钢板粘贴加强法基本原理是一致的,均是将其增强材料粘贴在混凝土结构的受拉边缘或薄弱部位,使之与结构形成整体,代替需增设的补强钢筋,提高梁的承载能力达到补强的目的。
  1、粘贴碳纤维法
  碳纤维加固桥梁构件的部位:用粘结材料将碳纤维材料有序地缠绕粘贴于构件表面,实现对构件变形的约束并因此提高构件的极限强度和承载能力。在桥梁加固%考试大%运用中,可粘贴在混凝土梁的顶面或底板上,以提高混凝土梁的截面强度和刚度:也可粘贴在梁的腹板上,以提高其抗剪强度
  2、具体的施工工艺
  (1)对结构抗弯和抗剪加固效果明显,但对结构静刚度影响不大(静刚度包括等直杆件扭转刚度、受弯梁的弯曲强度、薄板受弯曲载荷作用、薄壳变形计算)。(2)在借用桥面铺装层参与受力时,新老混凝土的可靠连接,始终存在问题如粘结剂的老化问题。
  此外粘贴钢板法存在以下自己特殊的缺点:(1)钢板面积大,刚度大,适型性差,很难与原结构紧密粘接,此外,自重很大,加上锈迹等原因,底、侧粘贴很易脱落(钢板易受腐蚀或脱落)(2)对于大跨度梁来说,钢板的重量可能太重。
   粘贴碳纤维法存在以下自己特殊的缺点:(1)碳纤维的抗剪强度低,延展性又不好,所以,其受力的不均匀性必须充分注意(2)碳纤维用于桥梁加固,其老化问题不容忽视。
  五、体系转换法
  体系转换法是通过改变桥梁结构体系以减少梁内应力,提高承载能力的一种加固方法这是一种“变被动加固为主动加固”的方法,该方法需要对原结构的现状进行仔细的调查,对其承载潜能进行正确评价,用周密、细致、可靠的汁算分析确定体系转换的方法和施工工艺流程,以达到加固修复病桥的目的。一般可通过简支梁下增一设支架或桥墩;或把简支梁与简支梁加以连接,使结构由简支变为连续等。
  六、扩大或增加原结构构件截面
  增大截面、粘贴钢板(碳纤维)、体外预应力等加固方法都属于二次超静定受力结构。加固前原结构已经承受荷载(即第一次受力),特别是当承载能力不足时,加固前原结构的截面应力、应变水平一般都很高。新加固部分加固后并不立即承受荷载,而是在新荷载(即二次加载)下才开始受力。从而导致整个加固结构在其后的第二次受力过程中新加部分的应力、应变始终滞后于原结构的累计应力、应变,这决定了此时混凝土结构加固计算分析不能够完全按普通结构概念进行。加固结构的承载力与新旧两部分的应力差值或应变差值直接相关,与原结构的极限变形值有关,与两部分材料的应力—应变关系有关。
  七、结束语
  在桥梁工作的过程中,混凝土裂缝是常见的,也是最为普遍的质量缺陷,在当前桥梁缺陷控制的过程中,要将混凝土引起的裂缝和缺陷放在首位进行处理,通过对桥梁混凝土裂缝的处理来保证其在运行的过程中正常的工作,增加其寿命。随着当前各种科学技术和管理手段的日益完善,在当前桥梁缺陷的控制和弥补中的方式也在逐步的增加,为保证当前桥梁和道路安全奠定了基础。
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