李佑蘭
摘要:隨著使用年限的不斷增加,很多橋梁出現(xiàn)了不同程度的老化、破損,使其成為存在安全隱患的危橋,不利于其正常的運(yùn)營(yíng)與使用。由于直接暴露在空氣當(dāng)中,橋的某些部位還會(huì)受到水的侵蝕,所以橋梁的腐蝕問題應(yīng)得到相關(guān)人員的密切關(guān)注。文章以某橋?yàn)閷?shí)例,闡述了橋梁防腐的辦法和措施,并在此基礎(chǔ)上對(duì)橋梁的加固設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:橋梁建設(shè);防腐設(shè)計(jì);加工設(shè)計(jì);公路橋梁;交通建設(shè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):U445 文章編號(hào):1009-2374(2015)36-0103-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.36.050
科技的突變使橋梁逐漸成為公路密不可分的部分,在經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)之下,交通量逐年增加,車輛的類型與載重也在不斷變化,特別是那些大型的運(yùn)輸車輛以及特種工程車不時(shí)出現(xiàn),使現(xiàn)階段橋梁的承重等級(jí)發(fā)生了翻天覆地的變化。為了能夠更好地保證橋梁使用安全,橋梁的防腐與加固工作勢(shì)在必行。
1 橋梁防腐設(shè)計(jì)
和平大橋連接于??谑惺兄行呐c海甸島,位于海甸河正上方,是海甸島與海口市的重要交通樞紐,也是主要的地面交通通道之一。和平大橋的主跨梁體屬于連續(xù)箱梁型機(jī)構(gòu),其中引橋橋體結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力板梁,大橋上表面實(shí)際寬度為25m。對(duì)于和平大橋而言,改造工程的要求較為嚴(yán)格,不僅需要延長(zhǎng)南端的主橋長(zhǎng)度,還需在大橋的兩側(cè)增設(shè)匝道,從而使大橋的人性系統(tǒng)更加完善。除此之外,還需對(duì)大橋主橋的上方橋面進(jìn)行全面加鋪,加鋪材料為瀝青混凝土,并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)人行道、路燈以及欄桿等設(shè)施加以改造。為了達(dá)到更好的防腐和美觀效果,最后還需要對(duì)橋身進(jìn)行整體涂裝,從而使和平大橋渾然天成,并具有較高的穩(wěn)定性與耐腐蝕性。
1.1 涂裝范圍與內(nèi)容
和平大橋的主橋、引橋以及天橋的結(jié)構(gòu)均屬于鋼筋混凝土,而且人行橋與橋面上的防撞欄桿、扶手和路燈等設(shè)施均為鋼結(jié)構(gòu)。所以對(duì)于和平大橋的整體涂裝工程而言,不僅涉及到混凝土結(jié)構(gòu),還涵蓋了鋼結(jié)構(gòu)。上層結(jié)構(gòu)主要為主梁、引梁、平臺(tái)與人行梯道橋體;大橋橋面上的欄桿主要有防撞墻與欄桿柱;下層結(jié)構(gòu)主要為橋墩和橋臺(tái),其中橋墩還可以進(jìn)一步分成兩個(gè)區(qū)域,分別為表干區(qū)以及表濕區(qū)。由此可見,和平大橋的整體涂裝工作是一個(gè)結(jié)構(gòu)多樣、內(nèi)容豐富且新舊不一的系統(tǒng)工程,相對(duì)來說較為復(fù)雜。針對(duì)當(dāng)?shù)貧夂驐l件,并考慮到海洋性氣候的基本特點(diǎn)以及使用者的要求,通過多次試驗(yàn)與對(duì)比,決定使用丙烯酸聚氨酯材料作為大橋整體涂裝的面漆,此面漆可同時(shí)用于混凝土橋墩、橋身以及不同種類的鋼結(jié)構(gòu),最終形成有效的防腐體系,該防腐體系特點(diǎn)鮮明、效果顯著。
1.2 防腐體系的主要特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
1.2.1 橋墩表濕區(qū)所涂裝的881-S01濕固化環(huán)氧封閉面漆除了能夠起到顯著的滲透性與耐腐蝕性之外,還可以對(duì)處在濕潤(rùn)條件下的混凝土起到較好的鋪展性與附著性,所以在使用時(shí)較為方便,無需考慮濕潤(rùn)的混凝土表面無法涂裝的問題。另外,該面漆的干燥速度極快,在較短的時(shí)間段內(nèi)即可生成一定強(qiáng)度的漆膜,具有抵抗潮水不斷沖刷的能力,而且在水中也會(huì)發(fā)揮出100%的固化性能,十分適合橋墩等接觸水的部位使用。
1.2.2 881-Z01環(huán)氧云鐵面漆可以很好地阻礙水、二氧化碳以及硫酸根離子等侵蝕性元素的滲透。在該面漆當(dāng)中含有一定量的氧化鐵顏料,通過涂裝可以完全遮擋住來源于外界所有類型的腐蝕作用,為涂層帶來抗腐蝕性能與力學(xué)特征。
1.2.3 881-S02濕固化環(huán)氧面漆除了具有較好的抵抗腐蝕性介質(zhì)侵入的能力之外,還對(duì)濕潤(rùn)面層具有更好的附著性能。在涂裝該面漆之前,需對(duì)涂有底漆的底面進(jìn)行全面的清理,去除雜質(zhì)與污垢,可以使用洗滌劑或高壓水槍進(jìn)行清理,如果地層的重涂時(shí)間超出最大標(biāo)準(zhǔn),還需對(duì)漆面實(shí)施拉毛。該面漆與上述881-S01面漆相類似,都具有極強(qiáng)的耐水、耐化學(xué)品、耐沖擊性,而且固化速度快,在漆面干燥之后放入水中不會(huì)受到任何影響,是和平大橋整體涂裝的不二之選。
1.2.4 881-Y01丙烯酸聚氨酯類防水涂料不僅可以與環(huán)氧類面漆有效結(jié)合,共同搭配使用,還具有較好的耐候性,而且經(jīng)過涂裝的橋身十分美觀,裝飾性能極佳。該面漆的特點(diǎn)在于可以有效抵御酸性、鹽性以及溫?zé)釛l件下的侵蝕,可以穩(wěn)定地附著在其他涂料上,配套性能優(yōu)越,可與其他耐腐蝕涂料共同使用。
2 橋梁加固設(shè)計(jì)
2.1 橋面鋪裝加固
如果橋面出現(xiàn)局部損壞的現(xiàn)象,可選用鋪裝法進(jìn)行處理,從而起到加固的作用。首先,對(duì)破損部位的表面進(jìn)行鑿毛并將雜物清除干凈,然后向破損位置涂刷同種水泥或者是具有一定黏結(jié)性能的材料,最后在破損處鋪上鋪裝層,一般由混凝土材料制成。若橋面破損得較為嚴(yán)重,則需要將所有的車道鋪裝進(jìn)行拆除,待清理工作完成之后,按照標(biāo)準(zhǔn)的流程進(jìn)行攤鋪,進(jìn)而制成全新的面板。如果大橋?qū)τ跇蛎娣€(wěn)定性與強(qiáng)度有著較高的要求,則可以向橋面錨入一定量的鋼筋,按照實(shí)際要求,制成1至2層的穩(wěn)定鋼筋網(wǎng)。除這些常用方法之外,如果大橋的橋面老化程度嚴(yán)重,則可以就現(xiàn)有的橋面,在其上方重新鋪筑一層鋪裝層,作為橋面的補(bǔ)強(qiáng)層,進(jìn)而起到加固的作用。該方法不僅簡(jiǎn)單有效,而且還可以有效處理橋面裂縫、剝離以及局部損壞等多種問題,同時(shí)還提高了橋面梁板的實(shí)際高度,間接地提升了橋身整體的抗折能力,合理配置了鉸結(jié)梁板上的壓力分布,使荷載得到更好的分擔(dān),起到提高橋梁整體性與承載能力的綜合作用。
2.2 伸縮縫的維修與加固
針對(duì)橋面的伸縮縫而言,應(yīng)進(jìn)行定期的維護(hù)與保養(yǎng),如果出現(xiàn)一定程度的損壞或者是失去效果,則需根據(jù)具體的情況與損傷的程度實(shí)行修補(bǔ),若破損的情況較為嚴(yán)重,則應(yīng)該直接進(jìn)行更換。鋪裝層在遭受破壞之后,應(yīng)對(duì)損壞的部分進(jìn)行鑿除,然后再重新鋪筑,使用劃線機(jī)確定鑿除的范圍,然后進(jìn)行切割,舊料清除完畢之后,需對(duì)面層進(jìn)行全方位的清理,最后再鋪筑全新的面層。橋梁的伸縮縫較易受到破壞,所以相關(guān)工作人員應(yīng)定時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢查,如若發(fā)現(xiàn)老化程度嚴(yán)重、變形或損壞等情況,應(yīng)立即展開維修,以免其徹底失效對(duì)橋面的行車安全造成嚴(yán)重的影響。
2.3 塞縫灌漿與加固
塞縫指的是主橋上半部分與下半部分的交界處,為提高橋梁的穩(wěn)定性,需對(duì)該交界處進(jìn)行填堵,可以選擇的材料十分豐富,常用的有水泥砂漿、環(huán)氧樹脂以及環(huán)氧樹脂漿等,根據(jù)橋梁的實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。一般情況下,通常使用水泥對(duì)石砌墩以及拱圈位置的裂縫進(jìn)行填堵,根據(jù)裂縫的大小確定是否需要向水泥中添加砂石,運(yùn)用該方法的優(yōu)勢(shì)在于成本低廉、性價(jià)比優(yōu)越且效果顯著。此外,環(huán)氧樹脂漿通常使用在鋼筋混凝土等材料制成的結(jié)構(gòu)當(dāng)中,這是因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)一般不會(huì)產(chǎn)生較大的裂縫,但對(duì)于填堵材料的黏結(jié)性具有較高的要求,環(huán)氧樹脂漿可以很好地滿足此類結(jié)構(gòu)所提出的要求,在橋面裂縫的修復(fù)工作中,環(huán)氧樹脂漿十分常用。
2.4 上部結(jié)構(gòu)改建與加固
充分利用現(xiàn)有橋身進(jìn)行拼寬,運(yùn)用將橋臺(tái)拱狀結(jié)構(gòu)更改成板式結(jié)構(gòu)的方法進(jìn)行加固。通過細(xì)致的驗(yàn)算,對(duì)于無法滿足大噸位運(yùn)輸需求的橋臺(tái)而言,需在技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比之后,按照目標(biāo)載荷設(shè)計(jì)方案對(duì)橋梁進(jìn)行拼寬,從而保證橋梁的運(yùn)輸與通行安全。對(duì)于一些跨徑較小的拱形橋而言,由于其自身的拱圈厚度無法滿足常規(guī)的運(yùn)輸要求或者兩岸的地基出現(xiàn)不同程度的沉降時(shí),會(huì)造成橋梁拱圈開裂等不良現(xiàn)象,大大降低了橋梁的承載力,此時(shí)可選用該方法對(duì)橋梁進(jìn)行改建與加固。
2.5 鋼筋銹蝕維修與加固
鋼筋結(jié)構(gòu)被腐蝕之后其斷面會(huì)顯著減小,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體抗拉與抗彎能力下降。此外,腐蝕還會(huì)使鋼筋發(fā)生膨脹,對(duì)鋼筋周圍的混凝土造成較大的壓力,進(jìn)而使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂、變形等不良情況,還會(huì)降低混凝土與鋼筋之間的作用力。為更好地確保橋梁安全穩(wěn)定的運(yùn)營(yíng),需要對(duì)發(fā)生腐蝕的鋼筋進(jìn)行全面的維修和處理。處理方法為:去除已經(jīng)松脫或剝落的混凝土,然后對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹,除銹工作完成之后還應(yīng)通過涂抹環(huán)氧膠液等方式進(jìn)行防銹,最后進(jìn)行混凝土配料澆筑,并處理新澆筑完成的混凝土表面。
2.6 墩臺(tái)維修與加固
橋梁的墩臺(tái)除了需要承受整體橋梁的荷載之外,還會(huì)受到其他多種外力的共同作用。因此,在長(zhǎng)期的使用過程中,橋墩會(huì)隨著時(shí)間的推移發(fā)生不同程度的破壞。較為常見的有地基沉降所引發(fā)的滑移與傾斜、基底沖空或應(yīng)力變化引起的開裂、不同程度不同方向的裂縫、外表面破損剝落等。在對(duì)橋墩進(jìn)行維護(hù)與加固的過程中,需要根據(jù)實(shí)際的損壞情況與結(jié)構(gòu)特性,選擇適宜的方法,確保橋墩的穩(wěn)定性,進(jìn)而有效延長(zhǎng)橋梁的使用壽命,使其發(fā)揮出應(yīng)有的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。
3 結(jié)語
橋梁防腐與加固對(duì)于確保其安全使用和經(jīng)濟(jì)性而言,具有至關(guān)重要的作用,同時(shí)也決定了我國公路橋梁的具體發(fā)展方向。如今,橋梁的防腐與加固方法多種多樣,每一套方案都具有其自身的特點(diǎn)與局限性,所以在實(shí)際情況中,應(yīng)進(jìn)行妥善的選擇,充分結(jié)合自然條件、用戶需求以及最終目標(biāo)等現(xiàn)實(shí)條件,必要時(shí)還可以運(yùn)用多種方法相結(jié)合的方式進(jìn)行施工,在達(dá)到經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的前提下,盡可能地提高可靠性,進(jìn)而從根本上延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。
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(責(zé)任編輯:黃銀芳)