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桥梁板超载破坏成因及结构加固方法

作者: 来源: 日期:2016/8/24 15:34:32 人气:28 加入收藏 评论:0 标签:
在高速公路实际运营过程中,普遍存在着屡禁不绝的超载运输问题,对桥梁构造物等造成严重损伤。因此,为了保证桥梁的安全运营与使用寿命,应对重载交通下桥梁的破坏形态进行研究分析,对桥梁进行必要的加固、维修和改造,以提高其承载能力,使其能够适应实际的通行需求。
  1、桥梁板超载破坏成因
  (1)超过桥梁承载能力的汽车荷载通行,会使桥梁产生较严重的病害,行车使用性能下降,承载能力降低,结构开裂,寿命缩短。以最为常见的组合式梁桥为例,由于其横截面由多梁组合而成,桥梁的病害主要表现为横向联结结构的破坏 在桥面上,由于结构发生破坏加剧了主梁的挠度.行车道位置会出现较严重的车辙,行车平顺性降低。桥面铺装沿主梁的铰缝产生纵向的裂缝 从桥下观察,可发现铰缝开裂,铰缝内填充的混凝土呈块状剥落,并且桥面降水沿铰缝渗漏 沥青混凝土铺装开裂、渗,水泥混凝土桥面铺装层及铰缝发生严重的碎裂,并且渗水 由于桥梁上部结构的各主梁间横向联结主要靠铰缝及混凝土铺装层实现,上述病害将导致横向联结完全失效。这样,桥梁横截面上的主梁之间无法相互传力,行车道上的荷载将完全作用于轮下一条单独的主梁上,而横截面上其他梁没有分担,因此,桥梁的整体承载能力降低 承受荷载的主梁会因为过载发生破坏,在跨中梁底部位出现弯矩裂缝,裂缝一般为多条,分布于跨中一定区段内。裂缝的出现会降低梁的刚度,因此.行车道下承载的主梁的梁底向下凹出,挠度加大。
  (2)重车荷载对各类桥梁的影响
  对于单孔跨径较大的桥,因为桥长、跨径大,在同一跨内或相邻跨内可能同时上多辆重车.重车的荷载效应较大,并且车辆的纵向间距对内力影响也很大。由此可见.在重载交通的路段,大跨桥梁是不适宜的,应多采用中小跨径的桥梁 对于中小跨径桥梁,随着跨径的减小,恒载内力所占比例变小,荷载内力所占比例变大,所以荷载增大对桥梁内力的整体影响也变大,也就是说重车在小跨径桥上的荷载效应较大,造成的破坏较严重。另外,因为桥梁短,跨径小,纵向仅能上1辆重车,因而纵向车距造成的影响不大,最大荷载内力的大小由重车的主轴重量决定。内力最大值所对应的布载情况为超车时两列重车的重轴同时布于最不利位置。
  2、桥梁加固措施与方法
  (1)桥梁加固难度大、技术要求高,在操作中应制定科学周密的加固方案,采用先进的加固材料和严格的加固工艺,由熟练的施工人员来完成,并注意桥梁加固后的观测和检查验证。
  1]桥梁下部结构加固:
  这个加固就是对桥梁的基础部位进行加固,主要是对桥墩进行加固,增加钢筋增设桥梁的桩位,对一些比较旧的桥墩进行更换,同时我们还要注意对桥梁形状的选择。例如圆形或方形,这样能够更好地抵御地震,对基部材料的选择,要防水防潮。
  2)桥梁上部结构加固:
  可以通过对道路的上部表面积进行加宽加厚的处理,以到达减少桥梁单位面积的承载量,同时还可以通过高科技的复合材料对将钢板或碳纤维等高强材料粘贴在需要加固道路表面上,通过这样的材料来减轻车辆通过时的载荷。
  3)桥梁造型的改变:
  由于受到历史原因,我国拱桥在全部桥梁中的比例非常高,并且损坏程度也是非常大,很多桥梁已经不能满足大型车辆通过的负荷要求了。这就需要我们进行改造,可以通过修加悬索,从而增加桥梁的使用寿命,根据实际情况在原设计上改变简单单一式桥梁为复合型桥梁。
  (2)桥梁结构加固外部粘贴、加大截面、改变结构体、增加外部预应力、增设纵梁等方法加固桥梁。加大截面加固法主要是增大构件的横截面面积,可采用加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。
  1)外部粘贴加固法:
  外部粘贴加固法是指采用环氧树脂等粘合剂将型钢、玻璃钢等材料粘贴在结构外部,用以提高结构承载能力的加固方法。通过对受拉区施加预加压力,达到抵消一定的自重应力的作用。此法适用于构件尺寸受限制而需大幅度提高结构承载能力的场合。
  2)改变结构加固法:
  改变结构加固法的主要做法是增设支撑或桥墩以及在梁下增设钢架等加劲梁或叠合梁,从而提高桥梁承载能力。新增主梁后,桥梁荷载得以重新分布,原梁中荷载得以减轻,且加固后的桥梁承载能力和刚度得以提高。此法适用于梁体结构基础完好,而承载能力不能满足要求的场合。
  3、桥梁结构材料上修护
  我国最早的道路桥梁一般都是砖结构,承受的压力比较小,再就是解放后,我国修的道路大部分都是柏油路,大型车辆的碾压难免不了出现一些损坏,目前我国很多道路基本都是水泥路,在承载能力方面得到了一定的提高,但是还是会出现修补加固。
  对于桥梁的材料有很多种,目前我国存在的有木桥、石桥、钢筋混凝土桥、钢结构桥梁和混凝土桥梁。我国大部分桥梁的材料还是钢筋昆凝土的,由于这些材料成本相对来说比较低,应用非常广泛,但是这样的材料也用容易出现问题,抗弯抗压性能低,容易出现裂痕。特别是多地震的地区更是如此。对于这些裂痕的处理,目前主要修补的方法:表面抹灰法、喷浆法和压力灌浆法等。
  很多道路桥梁需要钢铁等材料,这些材料容易受到氧化腐蚀,这就需要我们对这些材料进行有效的处理,例如阴极保护法、涂铝锌层法、物理屏蔽法、化学缓蚀等,这样可以更好地保护桥梁,同时对于没有经过保护措施的桥梁,在维护时一定要对其进行有效的保护,防止出现因氧化腐蚀出现险情。
  4、桥梁养护和合理施工取材
  对于桥梁的维护我们一定要加大人力,同时我们在修建桥梁时保证质量.不能出现偷工减料,按照国家相关规定保质保量地进行建设,同时对于材料的选择一定要根据实际情况,不能违背自然规律,合理取材。如果在道路桥梁的建筑施工过程中的质量控制不严,道路桥梁的沥青存在裂缝,在投入使用后就很容易导致较大范围破损现象的出现。道路桥梁的路面平整度是工程建设的重要指标,如果施工时质量控制的不好,那么道路桥梁的整度衰减很快。而且如果道路不平整就会产生降低车速、增加行车颠簸、加大冲击力和损坏车辆等问题,影响道路桥梁的使用价值。道路桥梁上沥青的裂缝和破损,在运营后不久出现大面积的裂缝和破损,造成这种情况的原因是在道路桥梁的施工建设中存在质量控制问题。当前我国路面工程片压面追求平整度,忽视压实度的要求,并碾压的材料配合比不当导致沥青不达标,使得路面基底承载力不足,再加上水分侵蚀和阳光照射,这就造成了路面沥青凝士疲劳开裂。
  如果道路桥梁的路面不具备足够的强度或者路面的土基强度不均衡,就会导致水泥路面发生开裂的现象。此外,如果选择在春季或者秋季动工,由于昼夜温差较大,混凝土路面在应力的作用下极易导致板体的断裂。只要道路桥梁的水泥路面出现断裂,就会在很大程度上影响到路面的平整度。在道路桥梁的施工建设中,由于路面的土基强度不够或不均匀而造成路面开裂,或者是因为工程在)春秋两季施工,造成混凝土路面白天与晚上存在较大的温差,从而产生较大的翘曲应力致使路面的板体开裂。
  5、结束语
  现代交通飞速发展,我国桥梁的数量将越来越多,桥梁的病害严重危害桥梁安全,因此,桥梁的养护工作也将益发重要。重视对桥梁的养护及桥梁加固技术研究做好桥梁的加固、维修和养护,能有效地增强桥梁的使用性能和延长桥梁的使用寿命,更好地发挥桥梁的作用。


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