公路鋼筋混凝土雙曲拱橋病害分析及鋼板粘貼加固施工方法應(yīng)用分析

1、公路鋼筋混凝土雙曲拱橋病害分析及鋼板粘貼加固施工方法應(yīng)用分析摘要：公路鋼筋混凝土雙曲拱橋在使用的過程中逐漸出現(xiàn)諸如承載能力大幅降低、橋梁病害嚴(yán)重等問題，為了實(shí)現(xiàn)公路鋼筋混凝土雙曲拱橋的有效維護(hù)，提升其實(shí)際的使用效果，減少行車安全事故的發(fā)生。本文旨在從公路鋼筋混凝土雙曲拱橋病害發(fā)生的原因入手，結(jié)合雙曲拱橋的結(jié)構(gòu)特征與病害特性，在相關(guān)施工原則的指導(dǎo)下，進(jìn)行鋼板粘貼加固施工的科學(xué)探索，實(shí)現(xiàn)雙曲拱橋病害的科學(xué)處理。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土 ；雙曲拱橋 ； 病害 ； 鋼板粘貼加固 ；施工1.概述雙曲拱橋在我國二十世紀(jì)六十年代初期首次出現(xiàn)，由于其施工難度較低，建筑成本投入少，因此七十年代開始廣泛用于全國范圍內(nèi)，

2、并在之后相當(dāng)長的的一段時(shí)間內(nèi)成為公路橋梁建設(shè)的首要選擇方案1。例如下圖所示的公路鋼筋混凝土雙曲拱橋?yàn)楹怅柲晨h耒水大橋，該大橋修建于上世紀(jì)九十年代初，全長301.5米，全寬12米，橋型布置為5X55米雙曲拱+1X5米混凝土拱，橫向?yàn)?X1.5米人行道+9米行車道。合理的橋型設(shè)計(jì)以及科學(xué)的車道安排，使得衡陽某縣耒水大橋的交通承載能力較強(qiáng)，極大地提升當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\(yùn)輸能力，滿足了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于交通運(yùn)輸事業(yè)的客觀要求。雙曲拱橋之所以能夠成為我國公路橋梁的核心構(gòu)成，與其自身的優(yōu)勢有著密不可分的關(guān)系，雙曲拱橋的拱圈由橫縱兩種結(jié)構(gòu)組成，橫向的拱波與縱向的拱肋共同構(gòu)成了主拱圈2。這種結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢使得雙曲拱橋的挖空

3、率得到了有效地控制，對于鋼材等建筑材料的需求較低，并且雙曲拱橋在建設(shè)施工的過程中，主拱圈一般采用化整為零的施工方案，有效地降低了支架的使用頻率，對于降低施工難度，提升雙曲拱橋的建筑速度有著積極意義。但是雙曲拱橋也存在著使用壽命較短以及整體性較差的不足，從而引發(fā)了一系列橋梁病害的出現(xiàn)，因此如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁病害并對其加以有效處理，就成為現(xiàn)階段，我們不得不考慮的現(xiàn)實(shí)問題。2. 公路鋼筋混凝土雙曲拱橋病害分析我們以衡陽某縣耒水大橋?yàn)槔?，通過對其進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查與科學(xué)研究，從而對公路鋼筋混凝土雙曲拱橋的病害情況有一個(gè)全面客觀的了解，為加固措施的有效實(shí)施提供參考與借鑒。2.1公路鋼筋混凝土雙曲拱橋拱頂發(fā)生沉降

4、，造成主拱圈縱向結(jié)構(gòu)破損。公路鋼筋混凝土橋面的位置移動是造成雙曲拱橋拱頂沉降的主導(dǎo)原因，該橋其在使用的過程中，由于車流量的逐漸增加，以及地質(zhì)條件不穩(wěn)地等方面的問題，出現(xiàn)橋體地基輕度下沉的情況，地基下沉導(dǎo)致拱座的位置輕度偏移3。由于雙曲拱橋自身的抗推能力不足，使得鋼筋混凝土橋面發(fā)生位置移動，這種位置移動使得雙曲拱橋的跨度加大，導(dǎo)致拱座發(fā)生移動變形以及拱軸線彎曲等問題，引發(fā)主拱圈縱向結(jié)構(gòu)破損，對交通安全帶來了極大的威脅。同時(shí)鋼筋混凝土橋面位置移動也會使得橋面積水問題較為嚴(yán)重，一旦得不到有效地維護(hù)與保養(yǎng)，將會對橋面造成破壞，削弱雙曲拱橋拱頂建筑結(jié)構(gòu)中填充材料的抗剪能力，容易引發(fā)側(cè)墻倒塌，造成嚴(yán)重的交

5、通安全隱患。2.2公路鋼筋混凝土雙曲拱橋主拱圈出現(xiàn)裂縫。我們可以將雙曲拱橋主拱圈裂縫劃分為兩大類，一種為主拱圈的恒載等建筑結(jié)構(gòu)在力的作用下發(fā)生位置移動，而引發(fā)的結(jié)構(gòu)性裂縫。一種則是由于鋼筋混凝土在干燥過程中，由于材料性質(zhì)而出現(xiàn)的塑性收縮裂縫4。從危害程度上來看，由于鋼筋混凝土塑性收縮所產(chǎn)生的裂縫較短，寬度較小，并不會對主拱圈帶來實(shí)質(zhì)性的傷害。隨著我國交通運(yùn)行壓力逐漸加大，雙曲拱橋相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)的受力經(jīng)常處于超負(fù)荷狀態(tài)，這就使得雙曲拱橋主拱圈的結(jié)構(gòu)性裂縫會隨著拱橋使用期限的增加而逐漸嚴(yán)重，造成公路鋼筋混凝土雙曲拱橋病害的加重，降低了橋體的使用年限與整體性能的實(shí)現(xiàn)。2.3公路鋼筋混凝土雙曲拱橋拱上建

6、筑結(jié)構(gòu)發(fā)生破損。拱上建筑結(jié)構(gòu)的作用在于為橋梁提供一個(gè)平面，用于相關(guān)車輛的通行，并將橋面活載有效地傳遞到雙曲拱橋的主拱結(jié)構(gòu)上，避免因活載過大而導(dǎo)致橋體結(jié)構(gòu)的破壞。但是從實(shí)際情況來看，由于活載傳遞的均衡性，使得拱上建筑結(jié)構(gòu)無法真正將活載產(chǎn)生的壓力全部傳遞給主拱結(jié)構(gòu)，其自身仍舊要承受活載。因拱上建筑結(jié)構(gòu)的承載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于主拱，所以使得拱上建筑結(jié)構(gòu)的破損較為嚴(yán)重，出現(xiàn)裂縫、變形等病害，影響其建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，在很大程度上影響了公路鋼筋混凝土雙曲拱橋交通運(yùn)輸效率的提高。2.4公路鋼筋混凝土雙曲拱橋橋面病害的發(fā)生。引發(fā)橋面發(fā)生病害的原因是多樣的。一是橋面建設(shè)過程中，填充材料填充厚度不均衡，導(dǎo)致橋面缺乏整

7、體性，形成部分橋面的沉降。二是由于我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通運(yùn)輸?shù)囊?guī)模逐漸加大，日益增長的重型貨車運(yùn)輸，使得公路鋼筋混凝土雙曲拱橋固有的問題進(jìn)一步加劇，加之不正確的維護(hù)技術(shù)與保養(yǎng)工序，使得橋面病害一直得不到解決。3. 鋼板粘貼加固施工應(yīng)用的原則與方法鋼板粘貼加固施工在公路鋼筋混凝土雙曲拱橋中的實(shí)現(xiàn)是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要我們在相關(guān)原則的指導(dǎo)下，以現(xiàn)有的施工技術(shù)為支撐，進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用。以此來降低雙曲拱橋病害對橋體的危害，促進(jìn)我國交通運(yùn)輸事業(yè)的健康快速發(fā)展。3.1鋼板粘貼加固施工應(yīng)遵循的原則3.1.1鋼板粘貼加固施工在公路混凝土雙曲拱橋病害處理中的實(shí)現(xiàn)必須要遵循科學(xué)性的原則。只有從科學(xué)的角度出發(fā)，依據(jù)鋼

8、板粘貼加固技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、采用最先進(jìn)的加固施工的技術(shù)，這樣才能夠最大限度的保證鋼板粘貼加固施工能夠滿足公路混凝土雙曲拱橋病害處理實(shí)際的要求，才能夠在實(shí)現(xiàn)公路混凝土雙曲拱橋病害科學(xué)高效處理的同時(shí)，促進(jìn)我國交通運(yùn)輸業(yè)的健康發(fā)展。3.1.2鋼板粘貼加固施工在公路混凝土雙曲拱橋病害處理中的實(shí)現(xiàn)必須要遵循經(jīng)濟(jì)、實(shí)用性的原則。從實(shí)際來看，鋼板粘貼加固施工既要滿足結(jié)構(gòu)受力要求，又要最大限度的降低公路混凝土雙曲拱橋病害處理中的成本投入，降低業(yè)主單位及施工企業(yè)在這一方面的資金支出，達(dá)到施工簡便、結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)合理、方便實(shí)用的維修加固目的5。3.2鋼板粘貼加固施工應(yīng)用的途徑與方法對鋼板粘貼加固施工的使用范圍與特點(diǎn)

9、進(jìn)行界定，使得加固施工與公路鋼筋混凝土雙曲拱橋病害處理工作能夠形成一個(gè)有機(jī)的整體，充分發(fā)揮鋼板粘貼加固施工的技術(shù)優(yōu)勢。鋼板粘貼加固施工適用于鋼筋混凝土受拉伸、受彎屈較為嚴(yán)重的建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，因此在對雙曲拱橋進(jìn)行病害處理的過程中，要針對主拱圈在受力結(jié)構(gòu)上的特性，對于拱肋等建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理、同時(shí)由于鋼板粘貼加固能夠在相對濕度大于70%的工作環(huán)境下7，進(jìn)行正常的加固工作，因而也可以用于橋體地基的加固，從而有效地提升橋體地基的水平抗推能力，避免位移情況的出現(xiàn)，減少了公路鋼筋混凝土雙曲拱橋拱頂發(fā)生沉降以及主拱圈縱向結(jié)構(gòu)破損的發(fā)生機(jī)率，實(shí)現(xiàn)雙曲拱橋病害的有效處理 ，通過相應(yīng)的鋼板粘貼加固處理，使得衡陽某

10、縣耒水大橋主拱圈的抗沖擊能力得到明顯提升，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過主拱圈加固前的抗沖擊能力。因此可以有效地避免雙曲拱橋拱頂沉降問題的發(fā)生，提升主拱圈縱向結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證鋼板粘貼加固施工在公路鋼筋混凝土雙曲拱橋病害處理中的科學(xué)高效應(yīng)用。為了保證鋼板粘貼加固施工在公路鋼筋混凝土雙曲拱橋病害處理中的有效應(yīng)用，還需要我們從鋼板粘貼加固施工技術(shù)本身進(jìn)行探討。首先為了保證加固施工的實(shí)現(xiàn)，在加固施工之初，針對于主拱圈的裂縫問題，進(jìn)行定位放線，以此來保證施工方案的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步明晰加固施工的部位，確保施工的有序進(jìn)行，如下圖所示：其次要根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行配膠與涂膠處理，進(jìn)行鋼板的粘貼，使得加固施工能夠滿足實(shí)際要求，實(shí)現(xiàn)病害的

11、科學(xué)處理8。最后為了保證加固施工效果，還需要有對加固部位進(jìn)行養(yǎng)護(hù)與檢驗(yàn)，保證鋼板粘貼加固的順利實(shí)現(xiàn)。結(jié)語公路鋼筋混凝土雙曲拱橋病害以及鋼板粘貼加固施工方法應(yīng)用的分析是一個(gè)復(fù)雜的過程，既需要我們立足于混凝土雙曲拱橋病害的實(shí)際，又需要對鋼板粘貼加固施工方法有一個(gè)全面的了解。針對于病害特點(diǎn)，進(jìn)行鋼板粘貼加固施工的科學(xué)高效應(yīng)用，保證公路鋼筋混凝土雙曲拱橋的有序運(yùn)行，滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求。參考文獻(xiàn)1劉莉萍，楊宏平，宋鵬.公路鋼筋混凝土雙曲拱橋病害分析及鋼板粘貼加固施工方法應(yīng)用J.中國建筑科技，2015,24（3）：75-78.2李茂奇，劉芳.粘貼鋼板法在加固雙曲拱橋中的應(yīng)用研究J.城市道橋與防洪，2014（1）：61-63.3樊文靖，吳慶凱，張薇，賈育之.雙曲拱橋舊橋下部結(jié)構(gòu)安全分析與加固方法J.嘉應(yīng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，35（5）：37-40.4馬玥，李凌俊.雙曲拱橋主拱圈病害分析及其加固方法研究J.山西建筑，2014，40（4）：175-176.5何文偉.公路雙曲拱橋病