李發(fā)武
摘要:在我國交通運(yùn)輸體系中公路橋梁是最主要的構(gòu)成要素,承擔(dān)了很多基礎(chǔ)的交通工作。隨著城市化的快速發(fā)展,公路橋梁面臨著日益增大的壓力,其中不少是超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),加上一些外部自然環(huán)境的客觀影響,公路橋梁病害問題也越來越頻繁。及時(shí)檢測(cè)病害,并采取恰當(dāng)?shù)募庸檀胧┦谴_保公路橋梁正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。本文就公路橋梁病害的常見檢測(cè)技術(shù)以及病害加固措施進(jìn)行論述,以期更好地推動(dòng)我國公路橋梁事業(yè)的快速發(fā)展。
關(guān)鍵詞:公路橋梁;病害檢測(cè);加固措施
伴隨國力的上升,我國交通運(yùn)輸需求量呈增長態(tài)勢(shì),汽車數(shù)量也在不斷增長。運(yùn)輸量的逐年增長讓公路橋梁所承受的壓力也明顯增大,不少公路橋梁都是長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),加上一些自然環(huán)境因素的影響,公路橋梁經(jīng)常發(fā)生病害,表現(xiàn)為表面不平、有裂縫形成、橋頭跳車、梁端頭破損等問題。因此,必須重視公路橋梁病害檢測(cè)技術(shù),及時(shí)檢測(cè)出病害,并給予加固處理,從而使公路橋梁的使用壽命得以延長,同時(shí),也保障了公眾的人身財(cái)產(chǎn)安全。
1、公路橋梁病害的常用檢測(cè)技術(shù)
1.1常規(guī)檢測(cè)
公路橋梁一旦發(fā)生病害不僅可能會(huì)引起交通安全事故,而且也會(huì)大幅縮短公路橋梁的使用時(shí)間。為此,必須定期檢測(cè)公路橋梁是否有病害發(fā)生,即常規(guī)檢測(cè),常用方法有下列幾種:(1)檢測(cè)外觀:逐一檢測(cè)公路橋梁的各部分構(gòu)建情況,將一些重要信息記錄下來,如鋼筋直徑、截面尺寸、支座部位等信息。通過分析這些信息可大致了解有無病害存在。(2)檢測(cè)建材性能。對(duì)公路橋梁的材料性能進(jìn)行分析,用于評(píng)估其是否有病害發(fā)生。比如,通過檢測(cè)鋼筋混凝土的強(qiáng)度、彈性模量、砂漿標(biāo)號(hào)、石料標(biāo)號(hào)等信息,分析材料的具體性能。(3)評(píng)估公路橋梁的運(yùn)行狀況。主要觀察測(cè)量橋梁整體構(gòu)造有無發(fā)生變形或位移,公路路面有沒有出現(xiàn)風(fēng)化剝落問題[1]。另外,針對(duì)已有的裂縫,要預(yù)測(cè)記錄好裂縫的寬度與深度分布情況。對(duì)公路橋梁的伸縮縫、相關(guān)排水設(shè)施以及附屬設(shè)施進(jìn)行排查,評(píng)估其工作狀態(tài),從而大致判斷出公路橋梁的病害問題。
1.2鑒定檢測(cè)
(1)低應(yīng)變反射波法。這又被稱為小應(yīng)變檢測(cè)。開始檢測(cè)時(shí)通過小錘敲擊橋梁樁頂,利用專門的工具將傳感器粘結(jié)固定在橋梁的樁頂部位。傳感器能夠捕獲到樁內(nèi)發(fā)出的應(yīng)力波信號(hào),再對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化分析便能知道橋梁樁系的整體動(dòng)態(tài)響應(yīng)情況。工作人員參考動(dòng)態(tài)響應(yīng),將頻率信號(hào)速度與實(shí)際檢測(cè)速度進(jìn)行研究計(jì)算,對(duì)比分析就能判斷出橋梁樁基有無病害發(fā)生[2]。
(2)超聲波檢測(cè)法。這屬于無損檢測(cè)技術(shù)之一,不會(huì)損害公路橋梁,而且還能了解內(nèi)部是否有病害問題。運(yùn)用該檢測(cè)技術(shù)需要預(yù)先埋入聲測(cè)管,再對(duì)樁基實(shí)施混凝土灌注作業(yè)。待混凝土澆筑完畢后埋設(shè)的管道能獲得由超聲探測(cè)儀發(fā)送的信號(hào),之后工作者通過對(duì)每個(gè)管道內(nèi)的橫截面聲波參數(shù)進(jìn)行觀察,并做好記錄,再重點(diǎn)研究超聲探測(cè)儀內(nèi)部系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)就能判斷是否有病害發(fā)生,并能初步確定病害的地方與大小。
(3)動(dòng)載檢測(cè)法。該檢測(cè)技術(shù)是測(cè)定汽車運(yùn)行以及剎車時(shí)所引起的激烈振動(dòng),用于判斷公路橋梁有無病害問題。比如,選擇20噸重的貨車作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,貨車可以讓公路橋梁承受瞬間加大的壓力。那么,貨車在公路上緊急剎車時(shí),可利用專門的儀器設(shè)備監(jiān)測(cè)貨車剎車瞬間所引起的路面振幅,然后進(jìn)一步計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)獲得公路橋梁豎向的模態(tài)頻率以及阻尼比。如果這些參數(shù)數(shù)值在規(guī)定區(qū)域內(nèi),說明公路橋梁承載力良好,無病害發(fā)生,反之則提示公路橋梁有病害問題,需采取加固措施。
2、公路橋梁病害加固方法
2.1裂縫修補(bǔ)
裂縫屬于公路橋梁常見病害之一,也直接影響到公路橋梁的使用質(zhì)量。如果形成的裂縫較小,所產(chǎn)生的影響也較小,一般不會(huì)對(duì)路面或橋梁整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重影響,可噴涂防水材料對(duì)裂縫進(jìn)行填充,多次重疊后就完成了裂縫修復(fù)。若裂縫過大,一般需使用伸縮性與延展性較強(qiáng)的水泥、瀝青等材料予以填充修復(fù),注意在整個(gè)施工過程中要保持低壓低速[3]。此外,還有一種修補(bǔ)裂縫的方法是采用鋼板修復(fù)裂縫,有利于防止裂縫擴(kuò)大。通過鋼釘與樹脂來連接不同鋼板,再通過膨脹螺栓將鋼板以及橋梁主體固定好。最后,通過相關(guān)輔助工具及材料對(duì)橋梁進(jìn)行加壓,獲得較好的修復(fù)效果。
2.2混凝土再澆筑
施工期間最常見的問題就是公路橋梁彎曲,原因主要是受到水文、地域等客觀因素的影響。一般采用的加固措施就是混凝土再澆筑,可提高公路橋梁的穩(wěn)定性,增加強(qiáng)度。在加固作業(yè)前施工人員必須先清理公路橋梁鋪裝層,然后才能對(duì)其表面進(jìn)行二次澆注施工。采用混凝土澆筑技術(shù)可以提高彎曲部位的高度,而且從某種程度上來說增加了它的厚度,從而提高了公路橋梁的整體抗剪切力,使彎曲部位更穩(wěn)固。
2.3錨噴加固技術(shù)
錨噴技術(shù)目前已發(fā)展得比較完善,近年來在國內(nèi)公路橋梁工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。其中,多用于公路橋梁的加固處理,如今在支護(hù)巖體橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也逐漸增多。這項(xiàng)技術(shù)所用工具包括噴射錨桿與鋼筋網(wǎng)。參照規(guī)定比例吧速凝劑與相關(guān)材料進(jìn)行混合,可以加快材料凝結(jié)速度,并能保證施工路面強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定要求,確保項(xiàng)目施工進(jìn)度與質(zhì)量[4]。此外,可結(jié)合實(shí)際情況來使用材料,開展混凝土澆筑作業(yè),從而略過一些加固施工流程與步驟。這樣在確保施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上讓加固作業(yè)更加簡單可行,提高了施工效率。
2.4構(gòu)造性加固技術(shù)
構(gòu)造部件發(fā)生病害屬于公路橋梁最嚴(yán)重的一類病害。如果不及時(shí)進(jìn)行加固處理,所導(dǎo)致的損失是難以估計(jì)的。構(gòu)造性加固技術(shù)通常包括下列幾種。第一,預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)。將預(yù)應(yīng)力材料放置于路橋下端的受力區(qū)域,這樣路橋受力的過程中就會(huì)形成偏心預(yù)應(yīng)力,同時(shí),對(duì)其產(chǎn)生往上拉的作用。那么,在向上的拉力與向下的壓力影響下可以抵消公路橋梁的一部分承重,從而使橋梁重力減小,減少裂縫或結(jié)構(gòu)變形的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。第二,碳纖維加固。將碳纖維布粘貼在混凝土的表面,選擇樹脂類膠作為粘接劑。樹脂類膠與碳纖維布之間通過不斷擠壓就形成碳纖維。樹脂膠的強(qiáng)度十分大,在粘結(jié)混凝土與碳纖維布的過程中將慢慢滲入進(jìn)混凝土中,增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度?;炷僚c碳纖維結(jié)合后可以讓自身的壓力更強(qiáng),達(dá)到加固公路橋梁的目的。第三,粘貼鋼板。將鋼板粘貼在混凝土的受力面以及部分薄弱的部位,增強(qiáng)公路橋梁的承載性能。鋼板具有很大的強(qiáng)度,采用這種加固技術(shù)操作簡單,加固效果顯著,因此,在時(shí)下常用于公路橋梁結(jié)構(gòu)性加固處理中。若鋼板厚度未超過5mm,將膠水直接涂抹進(jìn)行粘貼;若鋼板厚度超出5mm,則選擇壓力注膠粘貼方法。在加固處理鋼筋混凝土受彎構(gòu)件時(shí),一般選擇條帶粘貼法粘貼鋼板。若鋼板延伸長度不符合設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)定,需采用錨固方法[5]。
3、結(jié)語
總之,公路橋梁病害檢測(cè)與加固處理是確保公路橋梁正常運(yùn)轉(zhuǎn),保障廣大群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的關(guān)鍵。這對(duì)促進(jìn)我國公路運(yùn)輸事業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展有非常重要的意義。要加強(qiáng)對(duì)公路橋梁病害特點(diǎn)與成因的研究,尋找更加先進(jìn)、便捷的檢測(cè)技術(shù),提高病害檢測(cè)效率與準(zhǔn)確性,為盡快開展加固工作奠定好基礎(chǔ),確保公路橋梁的正常使用。
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