對橋梁施工技術(shù)的幾點看法

王 杰

(湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院，湖北省 孝感市 432000)

對橋梁施工技術(shù)的幾點看法

王 杰

(湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院，湖北省 孝感市 432000)

現(xiàn)代橋梁設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，使得眾多國家對加大對橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計理論方面的研究。通過簡要說明橋梁設(shè)計的注意事項。對現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論和設(shè)計中常見的問題做簡單探討及實踐中混凝土橋梁裂縫的分類及成因，提出混凝土橋梁裂縫的幾種修補方法，包括表面封閉修補法、壓力灌漿法、黏貼鋼板施工法等。 基于震害現(xiàn)象和有關(guān)實驗與理論研究，結(jié)合能力抗震設(shè)計的思想，按照我國公路橋梁的特點，探討影響極限強的因素，并提出抗震設(shè)計的方法，具有重要的論意義和工程應(yīng)用價值。

橋梁設(shè)計 混凝土橋梁裂縫 抗震

目前國內(nèi)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計普遍有這樣的傾向：設(shè)計中考慮強度多而考慮耐久性少；重視強度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài)，而結(jié)構(gòu)在整個生命周期中最重要的卻恰恰是使用時的性能表現(xiàn)；重視結(jié)構(gòu)的建造而不重視結(jié)構(gòu)的維護。實際上，目前的橋梁設(shè)計中，對于耐久性更多的只是作為一種概念受到關(guān)注，既沒有明確提出使用年限的要求，也沒有進行專門的耐久性設(shè)計。這些傾向在一定程度上導(dǎo)致了當(dāng)前工程事故頻發(fā)、結(jié)構(gòu)使用性能差、使用壽命短的不良后果；也與國際結(jié)構(gòu)工程界日益重視耐久性、安全性、適用性的趨勢相違背；也不符合結(jié)構(gòu)動態(tài)和綜合經(jīng)濟性的要求。

混凝土橋梁的修補方法

一、表面封閉修補法

1．表面涂抹。通常是在混凝土表面沿寬度較小的裂縫涂抹樹脂保護膜，在裂縫寬度有可能變動時，可采用具有跟蹤性的焦油環(huán)氧樹脂等材料。在裂縫多而且密集或者混凝土老化、砂漿離析的結(jié)構(gòu)物上也可大面積涂抹保護膜。

2．“V”形或“U”形槽口充填修補。在只用上述表面涂抹處理不能充分修補的場合，可采用如下方法：在混凝土表面沿裂縫鑿出“V”形或“U”形槽口，然后用樹脂砂漿充填修補。填補前要用鋼絲刷清除鑿后已浮動的混凝土碎片，必要時可先上底層涂料然后填塞樹脂砂漿。

3．鑿深槽嵌補。先沿裂縫鑿一條深槽，槽形根據(jù)裂縫位置和填補材料而定，然后在槽內(nèi)嵌補各種黏結(jié)材料，如環(huán)氧砂漿、瀝青、甲凝等。

二、壓力灌漿法

先將結(jié)構(gòu)物的裂縫或孔隙與外界封閉僅留出進漿口及排氣孔，然后將配制的較低黏度的漿液通過壓漿泵以一定的壓力將漿液壓入縫隙內(nèi)并使其擴散、膠凝固化，以達到恢復(fù)整體性、強度、耐久性及抗?jié)B性的目的。

1．水泥灌漿修補法。實施灌漿前應(yīng)對修補部位裂縫再仔細檢查一遍，以確定修補數(shù)量、范圍、鉆孔眼位置及漿液數(shù)量。

灌漿一般采用不低于42.5級的普通水泥，灌漿壓力一般為4.05×105～6.08 ×105Pa，漿液濃度一般不小于 1.6:1(水與水泥的重量比)。灌漿加壓設(shè)備，在工程量較大時宜采用灌漿機、灌(壓)槳泵，也可采用風(fēng)泵加壓。工程量不大時可用手壓泵施工，工程量特小時，可采用類似打氣筒等工具改制成的注射器施工。2．化學(xué)灌漿法。灌漿材料應(yīng)具備黏結(jié)強度高、可灌性好等基本要求，一般常采用環(huán)氧和甲凝兩類材料。環(huán)氧灌漿是以環(huán)氧樹脂為主體，它的黏結(jié)力強、穩(wěn)定性好、收縮小、耐腐蝕及機械強度高，裂縫寬度在0.1mm以上時采用環(huán)氧灌漿。甲凝灌漿是以甲基丙烯酸甲酷為主體，它具有黏度低可灌性好、抗拉強度高等特點，常用于修補裂縫寬度在0.1mm以下的細裂縫。

灌漿一般采用純壓法灌漿。對于細小裂縫漿液需要較長的膠凝時間，常采用單液法灌漿。此時將所用的漿液在泵前混在一起，用灌漿機進行灌注。對于較寬的裂縫，要求漿液膠凝時間較短，常采用雙液法灌漿，此時將所用的漿分成兩大部分，用灌漿機分兩路送至灌漿孔口混合裝置再灌入裂縫。

灌漿可采用單孔或群孔同時灌漿，但必須留有一定數(shù)量的排氣孔。當(dāng)在長裂縫上同時布有幾個灌漿孔時，可按裂縫的深淺由下而上的順序進行灌漿。當(dāng)用灌漿泵進行灌槳時，壓力一般由小至大逐步升高，達到設(shè)計壓力后，再保持壓力穩(wěn)定，直至灌漿達到一定要求(吸漿率小于0.01以min時再延緩幾分鐘)再將阻塞器上的進漿管閥門關(guān)閉，以使裂縫內(nèi)漿液在受壓狀態(tài)下膠凝固結(jié)。

灌漿完畢待漿液聚合固化后，即可將灌漿嘴一一拆除，并用環(huán)氧膠泥抹平。最后對每一道裂縫表面再刷一層環(huán)氧樹脂水泥漿，確保封閉嚴實，并使其顏色與混凝土結(jié)構(gòu)盡量保持一致。

(三)黏貼鋼板施工法

黏貼鋼板施工法是將整個鋼板黏貼于待修補的裂縫位置上，使其與原有的混凝土成為整體，從而提高對荷載的抵抗力。用于黏貼的鋼板厚度一般為 4.5～6mm，而混凝土與鋼板的黏結(jié)劑一般采用環(huán)氧基液黏結(jié)劑。

1．注入法黏貼鋼板。這種方法是在混凝土表面與鋼板之間加墊塊等使兩者之間保持一定空隙，并用環(huán)氧樹脂膠泥封閉四周，而后從注入口注入環(huán)氧樹脂，同時排出空隙中的空氣。由于是從一方注入因而容易殘留氣泡，施工時一般用木錘隨時敲打鋼板來確定是否灌實。這種施工法雖然費時，但即使混凝土表面不平整也可進行施工。

2．壓黏法黏貼鋼板。這種施工方法是在混凝土表面及鋼板表面各涂上 1～2mm厚的環(huán)氧樹脂，然后利用已固定在混凝土中的錨桿把鋼板壓緊在混凝土面上，隨著環(huán)氧樹脂被擠出，黏貼面之間的空氣也被排出。用這種方法幾乎不會殘留氣泡，黏結(jié)效果也好。

我國橋梁節(jié)點受力特點

點的受力機理受到多種因素的影響，包括:混凝土強度，鋼筋屈服強度，核心區(qū)內(nèi)箍筋的構(gòu)造以及梁柱主筋的錨固狀況等。在正常配筋的情況下，節(jié)點核心的受力過程，一般經(jīng)歷以下四個階段:

（一）初裂

當(dāng)加載使核心區(qū)出現(xiàn)第一條斜裂縫時，稱為核心區(qū)初裂階段。此時箍筋應(yīng)力水平很低，節(jié)點可認為處于彈性工作階段，節(jié)點剪力主要由混凝土承擔(dān)。

（二）通裂

初裂后繼續(xù)增加荷載，節(jié)點核心區(qū)中部陸續(xù)出現(xiàn)第二條、第三條斜裂縫，將核心區(qū)分割成若干小塊，然后逐漸形成貫通節(jié)點核心對角線的主斜裂縫。通裂時節(jié)點內(nèi)箍筋應(yīng)力很快增加至屈服應(yīng)力，節(jié)點進入彈塑性階段，剛度明顯降低。試驗顯示，通裂時的承載能力約為極限承載能力的80%左右。

（三）極限

通裂后外荷載還可以繼續(xù)增加，核心區(qū)裂縫寬度越來越寬，結(jié)構(gòu)變形明顯加大，核心區(qū)剪切變形成倍增長?；炷帘Ｗo層開始起殼、剝落。此時承載能力達到最大值，稱為極限階段。極限時節(jié)點內(nèi)箍筋幾乎全部屈服。

（四）破損

雖然變形持續(xù)加大，但是節(jié)點承載能力開始降低，核心區(qū)混凝土大塊剝落。破損時節(jié)點的承載能力約為極限時的80%一90%。

加強節(jié)點受力強度

在地震作用下，希望塑性鉸出現(xiàn)在梁端，這樣就不會引起高層結(jié)構(gòu)太大的側(cè)向變形，避免了倒塌的后果。但是在橋梁結(jié)構(gòu)中，如果梁端出現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)角，就會引起橋面系極大的破壞，甚至使橋梁結(jié)構(gòu)完全喪失使用功能，這是人們所不愿看到的。因此在橋梁抗震設(shè)計中，一般選擇塑性鉸出現(xiàn)在橋墩中。由于橋梁結(jié)構(gòu)都是單層或者雙層，即使墩柱中出現(xiàn)塑性鉸，在設(shè)計預(yù)期的地震作用下，只要墩柱的延性能力滿足塑性鉸轉(zhuǎn)角的需求，都不會引起倒塌的后果。對于橋梁節(jié)點部位的抗震要求，則與建筑抗震規(guī)范一致。節(jié)點是連接橋墩和蓋梁的傳力構(gòu)件，是保證整個結(jié)構(gòu)良好工作的關(guān)鍵部位，屬于能力保護構(gòu)件，因此對其強度和剛度要求都較高。

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