市政路桥加固改造的设计要点研究

市政路桥加固改造的设计要点研究

范鹏

13010519871228****

摘要：市政路桥作为城市基建的重要组成部分,在我国经济建设中起着举足轻重的作用,也是城市文明的标志,是城市风貌的体现。然而,市政路桥经过几十年高速发展,也越发凸显出施工过程中的各种问题。本文针对这些问题进行分析,提出加强市政路桥建设和加固改造的方法,供市政路桥施工人员和技术人员参考。

关键词：市政路桥; 加固改造; 病害;

1市政路桥常见病害和成因

1.1混凝土碳化及钢筋锈蚀

混凝土碳化和钢筋锈蚀病害是市政路桥最为常见的病害之一。这种病害产生的原因,是因为在施工时,空气中二氧化碳渗透到混凝土中并与其碱性物质发生化学反应,形成碳酸,使混凝土的碱度降低,造成混凝土碳化,降低混凝土强度,影响其使用寿命。一旦发生碳化,结构中的钢筋便会随之发生锈蚀病害问题,使钢筋有效截面减小且体积增大,最后导致混凝土逐渐膨胀、剥落。这样的话,钢筋混凝土的握裹力和承重能力也会大幅降低,直接影响混凝土结构的安全性,缩短使用寿命。这种病害如果得不到有效控制和解决,一旦发展严重,会导致混凝土钢筋结构方向出现严重裂缝,给市政路桥的安全带来致命的危害。

1.2裂缝病害

市政路桥桥体裂缝病害形成的原因多种多样,其中主要由混凝土结构承载能力和耐久性、防水性降低等各种因素综合形成。在各种各样的裂缝中,较为严重的是横贯桥体截面上的宽长裂缝或网状裂缝,其对路桥稳定性危害相对较大。裂缝的危害性并不是单一的,它不光降低路桥的使用效果,还会由此发展成混凝土断裂、钢筋锈蚀等更严重的病害,给城市交通带来安全隐患,为市政路桥的长远发展带来消极影响。

1.3路面塌陷和剥蚀问题

市政路桥路面施工涉及的材料多,但主要是粉碎或原状松散的土,在其中掺入一定量的工业废渣或石灰,并与水充分拌和形成,再经过压实,形成混合料。这种混合料稳定性好,能够满足大多数市政路桥的建设需求。但是,这种混合料耐磨性较差,一旦路基铺设不够均匀,就会导致结构不严密,造成局部破损。这种结构病害,通常会沿车轮的轮迹带产生纵向裂缝,再产生横向裂缝,并渐渐发展成为网裂病害,造成无法挽回的后果。施工人员需要注意的是,路面在经长时间车辆超负载压力的情况下,路面及结构壳体表面混凝土极有可能出现剥蚀病害。路面蜂窝孔、露石或脱落等病害问题,已经成为近年来严重危害市政路桥质量的因素。

1.4桥墩及地基的沉降

市政路桥的桥墩及地基也是比较容易发生问题的部位,这些部位除了要承受桥体横梁等上部结构的重量和地基的自重应力以外,还需要承受自然环境的侵蚀,以及车辆运行、碰撞等外力带来的冲击力。这些外力的共同作用,会让桥墩基础及路面路堤产生不均匀的沉降,进而让桥梁上部结构或路面结构产生相应的额外应力和变形。这种沉降一旦超过限度,将导致桥梁发生倾斜,路面发生开裂,桥体的相关部位也会出现开裂等病害,不及时加以治理的话,路桥将不能够正常使用。

2病害成因分析

市政路桥在使用过程中出现的病害种类较多,形成的原因也是多有不同。

2.1内部因素

在市政路桥混凝土浇筑过程中,材料没有充分搅拌,内部气体没有充分排出,形成气泡及毛细孔隙等问题。混凝土在凝固过程中,也会产生微细空气管道和气孔。自然界中的雨水、腐蚀物质等,就可以通过这些毛细管道渗入结构内部,久而久之,路桥内部的结构遭到破坏,造成破损、开裂,进而降低桥体及路面的耐久性和使用效果。

2.2外部因素

路桥在设计之初,都有一定的负载能力极限要求。长期的超负荷承重,也会让路面产生问题,产生裂缝。而且,路面的使用效果和温度也有着密切的关系,当外界温差较大时,路面收缩不均匀,就会产生裂缝。

3市政路桥加固改造技术要点

3.1地基处理技术

对桥头软基部分进行加固时,通常采用的原料是浆料或水泥固化剂。通过机械设备将材料进行充分搅拌,最大限度清除其中的二氧化碳和水,这样可以将桥头软基结构转化成性能良好的符合地基,以便提升桥头软基结构的承重能力,避免不均匀沉降现象的产生。除此以外,还可以用砂桩法对桥头软基结构进行加固。这种方法适用于杂填土或者砂土环境,在这种环境中能够发挥较好效果。

3.2增大截面加固设计

增大截面加固设计是通过增大受力构件截面面积和增加受力钢筋来提高构件的承重能力和刚度的一种直接加固方法。通过加厚桥面、加大主梁的梁肋宽,这种方法可以实现对路桥的加固。施工人员可以利用设备增大断面,加配钢筋,让两者相辅相成、相互制约,完成加固施工。这种方法一般适用于强度等级不低于C20的普通混凝土。然而,当需要厚层较薄、钢筋较密的混凝土时,细石混凝土就成了最佳选择。施工单位在条件许可的情况下,还可采用钢纤维混凝土。这种结构的混凝土虽然成本较高,但其稳定性和寿命都大大提高。

3.3预应力加固改造设计

还有一种常见的加固方法,是在原构件外施加预应力钢拉杆或型钢撑杆。施工人员通过这种施加预应力的方法,对路桥结构构件或整体进行加固。预应力加固改造设计其实是改变了原结构内部的应力分布状态,通过应力分布的改变,来提高整体的承重能力。这种方法适用于大跨度结构的加固和一般方法无法完成加固或加固效果不佳的工程。这种方法还可用于加固桥梁下部受压墩柱,让墩柱承重效果更好。不过需要注意的是,这种方法不适用于高湿度环境的加固施工,因为附加构件多为金属材质,在湿度较大的环境中容易锈蚀从而影响加固效果。

3.4桥面局部修复方法

对于市政桥梁表面出现的破损进行修复时,施工人员可以采用局部修复法。这一技术是对桥面的混凝土材料进行松动处理,然后针对其修复部位进行开凿,并及时将桥面的残渣进行清理,然后再按照施工时的建筑方法,对开凿区域进行恢复,修复桥面问题。这种方法在桥面出现坑洞或裂缝时比较常用,由于桥面的病害问题直接影响车辆和行人的安全,加上这种局部修复方法高效、安全,对交通的影响较小,所以,在近些年我国市政路桥修复工程中得到了广泛应用。

3.5重新浇筑混凝土方法

对于市政路桥的破损问题,还有一种非常常用的重新浇筑混凝土方法。使用这种方法可以对路桥进行加固。不过,需要注意的是,在重新浇筑之前,施工人员需要对路桥破损部位进行拆除,并将现场的残渣清理干净,才能进行重新浇筑。而且,为了提高加固效果,通常在浇筑时还要适量地添加钢筋,提高新浇筑部位的稳定性和韧性。在使用重新浇筑方法时,还要注意在浇筑完成之后为结构施加一层保湿材料,保湿材料通常使用的是麻袋、保湿膜等,防止浇筑结构中的水分在环境中快速流失,导致混凝土开裂等问题。另外,重新浇筑的混凝土结构有可能和原有结构之间发生连接问题,这也是加固施工人员需要注意的。为了避免这种情况发生,要对加固设计方案进行会审,确保加固之后新旧浇筑结构能够形成一个整体,切实发挥加固的作用。

4结束语

市政路桥的各种病害在不同程度上影响路桥的使用效果,缩短路桥的寿命,对城市的长远发展极为不利,相关部门应针对这些常见病害,做出积极应对,降低路桥安全风险,尽量延长路桥使用寿命。

参考文献

[1]田守伟.市政路桥加固改造的设计要点研究[J].工程技术研究,2019,4(16):194-195.

[2]李进兴.市政路桥加固改造设计的要点研究[J].门窗,2014(06):251+254.