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路桥加固的重要性及技术探究

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  摘要:随着交通运输量大幅度提高,行车密度及车辆载重越来越大,跨河桥梁和高架桥梁在交通工程中的重要性与日俱增。随着时间的推移,任何公路桥梁都将成为旧桥,都会因各种原因不同程度地存在缺陷、病害需要维修、加固和改造。解决桥梁加固问题,运用技术对旧桥进行维修加固,提高承载能力,确保交通运输安全是目前乃至今后面临的主要任务。
  关键词:路桥;加固;重要性
  近年来,我国正在建设完善中的公路网络,为了充分发挥原有交通设施的作用,也需要对一些旧桥进行加固。然而,我国有关于公路桥梁加固技术方面的管理制度还存在许多漏洞,通常加固设计都是根据现行的桥梁建设规范来执行的。有一些公路桥梁在使用情况方面存在较大的差异,而人们对是否需要加固、如何加固等技术关键环节缺乏统一标准,存在盲目修复的误区,甚至危及桥梁的安全运行。当前,公路桥梁加固问题成为我国道路运输行业的一个重点问题。
  1 公路桥梁加固的重要性
  与其它类型建筑物一样,桥梁的“生命周期”需要经历动工建造、使用运营和寿命老化三个阶段。大桥是建造于土地之上造型特殊的建筑物,除了一般建筑物都要遭受到的风雨侵蚀、热胀冷缩等自然的环境破坏作用,还会受桥梁使用环境的不利影响,不可避免地产生各种形式的破坏。当破坏影响积累到一定程度,就会对桥梁结构带来威胁。因此,针对桥梁受损部位的各类维修、加固和改造施工,对于桥梁的养护是至关重要的。
  (1)公路桥梁加固可以节省大量建设资金投入和社会资源。从经济角度上分析,适当的公路桥梁加固施工可以为国家节省大量建设投资投入, 收到良好的社会效益和经济效益。通过采取适当技术措施对旧桥进行加固和拓宽改造,一方面可节省了桥旧拆除后又重建的大笔工程成本; 另一方面,恢复和提高旧桥原有的承载能力和交通运输能力,尽量延长桥梁的生命周期,满足现代运输业发展需要。
  (2)公路桥梁加固确保桥梁的质量。在原有公路桥梁的基础上所进行的加固, 除了大大提高公路桥梁通行能力和服务水平,最重要的是确保了桥梁的质量,消除了运营中的安全隐患。
  (3)公路桥梁加固利于推动可持续发展。当前建筑行业的可持续发展成为人们的共识。所谓可持续发展是指不仅满足现代社会人们不断增长的需求,又不以伤害子孙后代的发展空间为代价。这是一种经济发展、社会进步、环境资源各方面密切联系而又统筹兼顾的模式。可持续发展要在达到经济发展目标的前提下,保护人类生存的自然资源,让我们的后代能够在一个更好的环境中生活和工作。
  2 现有公路桥梁的主要缺点
  (1)工程设计标准低。大部分梁桥施工的时间较早,当时施工的建设设计标准低,仅能满足特定历史条件下的交通建设要求。而这样的标准放在今天来看,显然是无法适应经济发展和车辆通行要求目标的。例如,我国桥梁设计规范得到了一系列的完善改进, 其中设计荷载从原来的汽车六级、汽车八级、汽车十三级,逐步跃升到十五级、二十级,甚至更高的超二十级。尽管公路桥梁设计荷载标准一再提高,但随着道路交通需求的增长,设计标准还有提高的趋势。
  (2)车辆通行能力有待加强。现有桥梁大多为平面线形设计,而纵断面高度标准偏低,使得桥上或桥下的通车净空高度影响了正常通行。
  (3)桥梁施工工艺技术落后。由于公路桥梁在设计与施工方面存在缺陷,还有碳化、氯离子和酸水侵蚀、冻融循环和其他不利影响,使混凝土和钢结构遭到腐蚀,再加上超出了设计标准水灾、山体滑坡、冰雪、地震、强风等极端气候条件和船舶碰撞,造成公路桥梁安全隐患层出不穷。
  3 公路桥梁加固技术主要措施
  当公路桥梁通行能力超出设计标准以及岁月的侵蚀,桥梁的承载能力将有所降低,而在车辆重载作用过程中,进一步破坏了桥梁结构。因此,公路桥梁应定期检测,一旦发现隐患迅速着手采取限制措施,通过施工技术手段增加桥梁的承载能力。
  (1)加固旧桥主梁技术。第一,充分利用墩顶上方两孔梁端的多余空间设置挑梁。挑梁为现浇的横向式悬臂挑梁,并在上面安装妥当预制的微弯板;第二,悬臂部分立设“π”形人行道上梁。桥梁两侧的人行道梁应比主梁长,人行道梁的支承点分别在边墩挑梁和路堤特设的支墩上。这种做法主要是为了减少加宽桥台的工程量。第三,在人行道翼缘与旧桥面之间现浇桥面拓宽部分,并于铺装桥面层时现浇行车道。施工中,桥面的拓宽部分和铺装层需加入钢筋网,以加强桥梁整体性。第四,桥梁伸缩缝应当设置在挑梁顶的中心部位,行车道路面延伸形成于挑梁上。
  (2)桥面整治技术。公路桥梁安全运营需要稳定和坚实的基层。在桥梁加固时,为了提高桥梁整体质量,应将原来的桥面基层清除干净,包括一部分砂石垫层(如果桥面用的不是砂石填料,应将其完全清除,然后再换成砂石填料,并碾压夯实),摊铺水泥稳定砂石基层,浇注钢筋混凝土桥面。
  (3)拓宽加固技术。为了不影响正常通车,应适当实行交通管制,一边通车一边施工的情况下进行拓宽加固。加固时利用旧桥原本就有的墩台,所有拓宽加固施工都在桥梁的上部开展,可以为国家节省更多的建设资金。当然,这种加固技术有一定的局限性,但如果设计施工方案考虑周全,还是能够满足设计荷载要求的。
  (4)加固桥台后座技术。将桥台后座上路面除去,改成38#钢筋混凝土单向简支预制板, 支承于两侧墙上。用直径25mm的锚固钢筋使之与侧墙相接,其上铺装混凝土桥面,钢筋混凝土板与后座填料间留有空隙,以使活载压力直接作用在侧墙上,从而减去了活载引起的对侧墙的土压力,并增加侧墙抗剪能力和基底摩阻力。
  (5)加固主梁负弯矩技术。主梁负弯矩区在一般荷载下即产生大量裂缝,其上桥面铺装层亦产生大量网裂。此种裂缝不仅不美观, 在实际上也会因雨水渗人主梁和翼缘板中,导致锈蚀受力钢筋,影响桥梁使用寿命。在考虑加固方案时,根据计算资料增加纵向受拉钢筋, 置于原铺装层范围内,由于新设计标准的荷载负弯矩作用,桥面混凝土的拉应力将达到3.96MPa,采用钢纤维混凝土,其抗拉设计强度有可能大于此拉应力,从而保证桥面不出现裂缝。在加固中应对负弯区桥面铺装层采用浇筑钢纤维混凝土,要求其与梁顶翼缘板真正牢固连成整体。
  (6)主粱及挂梁正弯矩区加固。措施是在凿去原桥面铺装层及油毛毡后,将原桥面打毛,用锚杆在原铺装层厚度范围内加一层钢筋网,然后浇筑补偿收缩自防水混凝土。使结构达到抗裂防渗的目的,即解决防水问题。
  4 结语
  路桥加固、维修将是一个永久性的课题,路桥的加固是一项综合繁杂工程,应当引起各级公路管理部门的领导充分重视,积极引进和开发路桥加固、改造的先进技术、材料和设备,合理确定加固、改造方案,让有限资金发挥更大的效益,使我国桥梁建设真正步入“建养并重”的可持续发展道路。
  


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