2、病害分析
尽管这些年桥梁病害是我们这个行业很难处理的问题,有耐久性问题、结构问题、载问题以及施工过程中留下的后患等等,但大体出现的病害症状却基本有以下几类:
2.1 裂缝病害
裂缝病害按性质分主要分为结构缝和非结构缝如龟裂等;按分布可分为梁端的剪切缝、梁底承载不够或载引起的裂缝以及预应力梁的顺筋缝,还有一种就是墩柱轴压不够引起的在墩柱两端碎纹,或者梁体横向受力不均或地基的不均匀沉降引起梁体扭转竖纹等,双屿桥的裂缝基本比较规则,都是分布在梁底的横向裂缝,以及局部盖梁负弯矩出现的竖向裂缝,根据*的多次讨论分析,各种原因都存在,运营过程中的载、交通流量的不断增大以及施工质量的控制方面。
2.2 混凝土病害
混凝土的破损、脱落以及露筋现象,这类问题出现的核心本质是混泥土中的孔隙与进入到里面的水分结合形成碳水,致使里面的钢筋锈蚀膨胀反过来进一步胀裂混泥土,如此循环,导致钢筋更快的,很终形成我们检查时常见的局部破损现象:混泥土脱落、露筋。
2.3 伸缩缝病害
渗水,多半是伸缩缝老化或者施工处理是质量控制不严,或者养护时未及时处理,一般原因前者比例较大,这和当时设计的伸缩缝材料属性以及施工过程的管理都不无关系,还一种情况就是桥头存在刹车或者发生变速处也容易破坏。双屿桥当时个别缝也存在这个问题,拟采用局部加固处理以及加强日后的养护这种方式来解决当时的这个问题
2.4 支座病害
支座的变形、破损与更换,这是个目前隐形后患,不是说它本身的破坏性,而是如不及时处理引发的桥面反射裂缝或者更严重的后患是不言而喻的,解决它一样也不是容易的事,即技术含量较高的同步**升,因为更换一个支座和一根盖梁一样,都需要精密的仪器和整个梁同时抬高到一定的高度,需综合考虑作业时间、空间、费用。
2.5 附属设施病害
栏杆及其它一些非结构但设计到美观和运营安全的问题,做到勤检查,及时处理就可以了,这里暂不做详叙。
为实现快速、安全、舒适的交通运输质量，近年来我国铁路实施了分批分级的提速计划。铁路线路客运允许速度从1OOkm／h，逐步提高到120km／h、140km／h、160km／h和200km／h，与此同时，货运由50km／h逐步提高到60km／h、80km／h、90km／h和1OOkm／h。桥梁的振动一般由环境激励以及人为激励引起。中小跨度的桥梁一般考虑人为激励影响为主。铁路桥梁由于人为激励源是列车, 不仅垂直方向振动大, 而且蛇行波等引起的激励使水平方向的振动也非常大。横向振动会导致脱轨的严重后果。因此,如何避免发生共振现象是非常重要的。同时在既有线上存在相当一部分中小跨低高度混凝土梁，它们是由两片之间没有横向联结的梁组成。
桥梁加固「电话--申工】桥梁是公路交通的咽喉,其使用功能的好坏直接影响整条线路的畅通,既有公路中由于受到当时局限的设计、材料、施工加固等各方面的影响，严重制约了公路运输事业的发展,加上不能适应现在交通量飞速增长，使得旧桥检测和旧桥加固技术显得非常迫切。随着我国国民经济的日益发展，交通运输量的迅速增长，我国危桥较多。若将其拆除重建，不仅要耗费大量资金，而且工期也较长；若有计划、有步骤的对现有旧桥进行加固改造，桥梁加固后，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入，使桥梁能满足交通量的需求，还可以缓和桥梁投资的集中性,为国家带来巨大的经济和社会效益。因此,加固设计必须本着“牢固可靠、简便耐用、经济适用”的基本原则。桥梁加固的原因：1、 随着经济的发展、交通量增大，载重等级发生变化。2、 早年设计的指导思想注重于材料的节省，安全度低。一般来说造成断面单薄、安全储备低，其中很典型的就是双曲拱。3、 桥梁耐久性差和年久老化，如砖拱桥等。4、 近年修建的桥梁，因设计失当或者施工质量差，也存在着加固的问题。桥梁加固的难度大。 已通车的桥梁，有现实的交通需要，因为要在不中断交通的情况下进行加固，所以加固时有交通干扰。结构形式上的限制：加固的原则一般必须利用原有结构进行，只能在原有结构上做文章，所以受到局限。 新老结构的结合是一个难题：这里包含新老结构体系的变化和过渡，还包括新老桥体的结合面。 风险大：因为凡是要加固的桥梁，多半是危桥，结构已处在不利状态，有的还岌岌可危。对旧桥有的缺乏原有的设计资料和施工记录，结构内部情况不详；现有的受力情况不一样，很难确定其结构，这给旧桥的加固带来了风险。对加固的技术要求高： 通常业主单位更愿意废弃旧桥另修新桥，除非必要时才利用旧桥而采用加固措施。由于旧桥加固方案的设计，工作量大，收费低，所以一般大的设计单位不愿意承担这样的设计任务。 加固设计需要良好的桥梁理论水平和力学基础知识。确定加固方案时要能正确分析和判断旧桥的安危程度，即其结构状态和内力大小程度。这就需要一定的力学试验以作结构分析的支撑。加固方案实施中存在复杂性。
二、桥梁加固维修的方法
加固维修，简单来说，就是通过一定的措施使构件乃至整个结构的承载能力及其使用性能得到提高，以满足新的要求。加固维修施工方法：1 主拱的加固。从主拱脚起向拱**方向2.5m范围内均进行加固，变矩形截面为T型截面，以提高主拱的承载能力，增大其刚度和整体性，为了增强新老混凝土的连接，除采用钻孔锚筋，凿掉老混凝土，涂刷掺有丙苯乳液的水泥浆等措施外，新浇上混凝土还采用微膨胀混凝土，尽量减少新老浇混凝土的收缩差，使新老浇混凝土连成整体。混凝土的灌注应从拱脚到拱**方向对称进行，逐孔施工。为了节省支架，浇筑混凝土的支架支承在主拱脚上。为了减轻模板的自重，施工模板及支架一律采用木质结构。2 桥面板的施工。现浇桥面板应以对称均衡为原则进行，为了延长桥梁的使用寿命，桥面板不设纵缝。拱**部分的施工支架均以实腹段为支撑，模板支撑在实腹段上，其余部分的施工支架均以弦杆为支撑。3 新老混凝土结合面的施工 1用硬毛刷或钢刷清洗老混凝土的表面，将混凝土表面的泥土、粉尘、油污及碎渣清洗干净。2用小铁锤将混凝土表面凿毛，凿成间距3cm、深5mm的密布小坑。3用清水冲洗，用钢刷刷洗小坑，将混凝碎渣全部清除干净。④在老混凝土表面上涂刷一层水泥浆，其厚度为1~2mm。为了增强新老混凝土的粘结力，在配制水泥净浆时，要求加入浆液体积10%的丙苯乳液。⑤在涂刷的水泥浆液尚未凝固时，立即浇注微膨胀混凝土，要求振捣密实，各部尺寸满足设计要求。.4 混凝土缺陷及钢筋锈蚀的处理。对有缺陷的混凝土（如蜂窝、麻面、空洞、表面风化、剥落等），必须人工敲打、凿毛、用钢刷来回刷擦，清除不稳定的混凝土部分。为使混凝土表面洁净，必须用水清洗。对锈蚀钢筋，应先凿除掉周围损坏的混凝土，露出的钢筋，用细的钢刷将锈蚀部分清除干净，再外涂阻锈剂，然后再根据情况用高标号混凝土或水泥砂浆填补。为增强新老混凝土的连接，在浇注混凝土之前，应在原混凝土表面刷上一层水泥净浆，以利新老混凝土结合牢固。
三、桥梁加固维修技术的应用
本溪境内头道河大桥建于20世纪80年代，全长 145.8 m 上部结构为3×30m钢筋混凝土刚架拱，桥面全宽18.7m（净-9m主车道+2×0.2m分隔带+2×3m非机动车道+2×1.5m人行道+2×0.15m栏杆），该桥原设计荷载为汽-20，挂-100。上部构造由6个钢筋混凝土拱片组成，拱片采用现浇法施工，由横系梁将6个拱肋组成整体。桥面系为预制的肋板上现浇桥面铺装层，在拱片外侧为预制的悬臂板。下部结构两个桥墩采用钢筋混凝土人工挖孔桩，桩基直径1.4m，采用高桩承台。两个桥台采用重力式桥台，未发现墩台沉降和变位问题。 桥梁主要病害 1桥面出现多处纵横方向裂缝，特别是沿桩号前进方向由于重车较多，导致裂缝更多，有的肋腋板在运营过程中已经损坏后更换。2车辆行驶过桥时振动较大，尤其是各跨中振动较为明显。30＃侧桥台上部沿下游方向有局部开裂现象。④各跨主拱腿拱脚上缘出现多处横向裂缝。对桥梁病害原因分析：桥梁本身结构缺陷和承载力不足。刚架拱桥是一种集零散为整的结构，结构尺寸偏小和配筋不足，整体性能差和刚度较低是主要原因。2重载车辆的过度行驶加速了结构的破坏。以上两点是本桥出现严重病害的很主要原因。 加固维修方案： 本桥主要采用加强主拱腿及上部构造的整体性，提高桥梁强度和刚度，用环氧结构胶封闭桥梁裂缝，修补桥梁缺陷等办法进行加固。具体加固措施有：在主拱腿拱脚2.5 m范围内上缘**面新增钢筋混凝土现浇板，将矩形截面改造为T型截面，改善拱腿受力和加强6片拱腿横向连接。2更换桥面，增强桥面的整体性。由于肋腋板整体性差，与拱片不能形成组合截面，降低了刚架拱桥的强度和刚度。本桥拆除全部桥面铺装及肋腋板，重新现浇钢筋混凝土桥面板，并采取有效措施，使新老混凝土结合牢固，增强刚架拱桥的整体性，提高桥梁的刚度和承载能力。3用环氧结构胶封闭桥梁裂缝。④修复加固桥台及桥梁中的混凝土缺陷、钢筋锈蚀等病害。⑤更换全桥伸缩缝，增设变形缝（缩缝）。⑥完善泄水系统。⑦为保证行车安全、桥面上、下游设置钢筋混凝土护栏。我国交通运输量迅速增长，道路上行驶的车辆密度以及车辆轴重不断加大，势必造成公路桥梁日益不堪重负，桥梁加固维修问题已经成为我们普遍关注的问题。随着科学技术的发展，加固维修桥梁的方法有很多，各有所长，应用时要因地制宜，结合所处地区的实际情况定出比较好的方案，确保危旧桥的改造工作科学合理、经济安全。
1.2旧桥损坏原因及加固设计方案。经查该桥发现桥面上层钢筋网下部垫块间距过大，在施工浇筑混凝土时局部有钢丝网被踩到下部的现象，使有的地方桥面上部没有钢筋，致使桥梁横向刚度不够，整体受力性能差。在荷载作用下产生剪力，引起混凝土开裂。
2007年养护方发现主梁下部裂缝后自己对旧桥进行过加固，加固方案为：对缝宽小于0.1毫米的裂缝进行刷素水泥浆处理，增强整体性，加大刚度，提高桥梁承载力。对缝宽0.1～0.2mm的裂缝进行灌浆处理。对裂缝宽大于0.2毫米的较严重部位首先凿除松散混凝土，用钢丝刷清锈处理，局部重新加焊与原主筋型号相同的钢筋，采用搭接焊。对于上部无钢丝网的部分重新加设钢丝网，四周于原有钢筋焊接牢固。然后浇筑C40膨胀混凝土修补完整。
加固后桥面铺厚为20厘米，从下至上为：桥面混凝土10厘米厚，沥青混凝土10厘米，此外在桥面混凝土和沥青混凝土间，设置有防水层。
设方案保持原截面线形状不变，施工工艺简单，加固后桥梁承载能力得到很大的提高。
现在调查发现桥粱整体结构良好，桥面无裂缝，砼表面无剥落钢筋现象。
3、主要施工工艺及相应的控制点
3.1 裂缝处理
混凝土裂缝处理方法根据裂缝宽度分为两种:对于非结构性裂缝,宽度<0.15mm的采用凿槽封闭法处理,宽度≥0.15mm的则还需进行压力灌浆;对于结构性受力裂缝,则需做全厚度的灌浆处理。
(1)裂缝封闭,主要是采用环氧树脂胶进行裂缝封闭。具体方法为:先查找裂缝,后清理,清理过后,再用环氧树脂胶封闭。封缝时封缝胶一般涂抹宽度以2~3cm,厚度2mm为宜。
(2)裂缝灌缝工艺流程,测量与记录→表面处理→标注位置→埋设灌浆嘴→封闭裂缝→密封检查→配置灌浆用材料→灌浆→养护→表面清理。
3.2 粘钢施工程序及技术措施
全桥钢板加固总共有29片空心板梁,18片盖梁,在空心板梁下加固钢板厚度为5mm,盖梁梁侧面加固钢板厚度为6mm。所用固定膨胀螺栓为M8。
(1)表面处理:表面处理包括加固构件结合面处理和钢板贴合面处理,是粘钢加固施工过程很关键的工序。打磨混凝土表面保护层,去掉6～8mm后表层,表面清除干净。对钢板粘合面,打磨粗糙度越大越好,打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直,然后用水擦拭干净。
(2)埋设膨胀螺栓:按设计位置和尺寸钻孔埋设膨胀螺栓,定位并钻孔,清理孔内浮沉,并用水清孔,在孔内注入三分之二孔深结构胶,打入膨胀螺栓并在紧固后松下螺母。
(3)钢板焊接:将横向小钢板条与纵向长条焊接成一个整体,采用双面焊接,在每段粘贴上板底后再整体焊接连接,焊接时注意不要灼伤混凝土。
(4)配胶:本工程采用JGN型结构胶粘剂。须搅拌至色泽均匀为止,搅拌是应按同一方向进行搅拌,以免带入空气形成气泡,降低粘结性能。
(5)粘贴:胶粘剂配制好后涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上,厚度为2mm,中厚边薄;然后将钢板贴于预定位置;粘好钢板后,用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板,如无空洞声,表示已粘贴密实,否则应剥下钢板,补胶,重新粘贴。
(6)固定与加压:钢板粘好后立即做好加压保护,加压方式采用螺栓加方垫、紧固螺母进行锚固加压,压力以不应小于0.1MPa,以使胶液刚从钢板边缝挤出以便达到粘贴密实。
(7)固化:JGN型胶粘剂在常温下固化,24小时即可,一天可受力。固化期间不得对钢板有任何扰动。
(8)检验:拆除夹具后,应用小锤轻轻敲击粘结钢板,或用声波法探测粘贴密实度。如锚固区粘结面积少于90%,则此粘结件无效,应剥下重新粘结。
(9)钢板外表面涂刷防锈漆。
4、支座修复处理
4.1 分析
根据检测报告,共有291个支座有不同程度的损伤,根据现场踏勘发现主要病害存在为橡胶支座的侧面有细微的环向裂纹,分布在左右两幅约50片盖梁上,每根盖梁上布置48个支座,部分盖梁的支座除外,具体见检测报告中统计表。
由于这些无横向联结双片并置的铁路梁，空间整体工作性能差，横向刚度弱，在高速行驶列车的作用下，梁体产生较大的斜弯曲，同时，车辆转向架的蛇行运动激励又将引起桥梁横向振动的加剧，从而导致桥梁横向振幅增大，而桥梁的横向振幅是判断横向刚度的一项重要指标，当横向振幅出《铁路桥梁检定规范》的参考限值时，将严重影响提速后列车正常运营的安全性和舒适度。此外，在无横向联结的低高度混凝土梁上进行大修(如换枕)施工时，若在人行道上增加荷载，将会降低梁体的初始倾覆稳定系数，可能导致梁体的横向倾覆失稳，由此引起的重大事故在京广线某桥的大修施工中已有发生。《铁路桥涵设计基本规范》规定，梁体横向倾覆稳定系数不应小于1．3，是没有考虑支座缺陷和变形的，若同时存在支座缺陷或采用平板橡胶支座时，这些梁体横向倾覆失稳的危险性将更为严重。
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