混凝土橋梁下部結(jié)構(gòu)病害及其加固

(四川路航建設(shè)工程有限責任公司 四川成都 610000)

混凝土橋梁下部結(jié)構(gòu)病害及其加固

鐘明宇

(四川路航建設(shè)工程有限責任公司 四川成都 610000)

本文針對混凝土下部結(jié)構(gòu)橋梁易產(chǎn)生的幾種問題進行了詳細的探討，即橋梁基礎(chǔ)類型設(shè)計不合理、橋梁基礎(chǔ)埋置的深度恰當、橋梁施工時留下的隱患、橋梁的超負荷疲勞運行。并對其產(chǎn)生原因做了深入的探討，同時對如何對橋梁進行安全加固提出了具有現(xiàn)實性意義的意見，可以作為當前階段改善橋梁的參考意見。

混凝土橋梁；下部結(jié)構(gòu)；病害原因；加固

0 引言

自古以來，橋梁一直作為人民生產(chǎn)生活所必需的交通樞紐之一。伴隨著我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，新時代對橋梁的作用又賦予了新的意義，橋梁在交通中的地位愈加明顯。橋梁從施工完成到其不能使用有其設(shè)定的年限，如果每一座橋梁都能出色地完成它們的使命對于我們生產(chǎn)生活將有巨大的幫助。然而由于外界各種因素對橋梁的干擾，導致其產(chǎn)生各種病害，以致其使用壽命大大縮短。為此，我們要對橋梁病害進行恰當分析，弄清楚其產(chǎn)生原因，做好橋梁的養(yǎng)護、運營、加固等工作。這樣才能讓橋梁更好的完成自己的使命，保障人民財產(chǎn)生命安全，為全人類事業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟進步做出最大的貢獻。

1 混凝土橋梁下部結(jié)構(gòu)的主要類型

1.1橋墩類型

根據(jù)橋梁受力大小可以分為輕型橋墩和重型橋墩，按照橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造可以分為柱式墩、框架墩、重力式墩、空心墩、薄壁墩、柔性墩、排架墩等。按照平面形狀可分為矩形墩、尖端形墩、圓形墩等。建筑橋墩的材料可用木料、石料、混凝土、鋼筋混凝土、鋼材等。

1.2橋臺類型

輕型橋臺又可細分為埋置性橋臺、支撐性橋臺、可加筋土橋臺等。這種橋臺主要是使用了較強剛度的材料以及整體可被外部鋼筋等支撐物荷載，因此輕型橋臺對地基要求較低，具有靈活性，成本較低等優(yōu)點。

組合式橋臺本身要承受橋跨結(jié)構(gòu)傳來的水平力和豎向力，而臺后的土壓力則由其它橋跨結(jié)構(gòu)來承受，這樣就形成了組合式橋臺。

框架式橋臺是一種在橫橋向呈框架式結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)輕型橋臺，它所承受的土壓力較小，可充分發(fā)揮材料的力學性能，以框架結(jié)構(gòu)本身的抗彎能力來達到減少自重，適用于地基承載力較低、臺身較高、跨徑較大的橋梁。

重力式橋臺的主要特點是靠自身重量來平衡外力保持其穩(wěn)定，因此臺身比較厚實，可以不用鋼筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于地基良好的大、中型橋梁，或流冰、漂浮物較多的河流中。在砂石取料方便的地區(qū)，小橋也往往采用。主要缺點是圬工體積較大，因而其自重和阻水面積也較大。主要組成有臺帽、墩身、基礎(chǔ)、背墻、錐坡等幾部分。U型橋臺是最為常見的重力式橋臺。

1.3橋梁基礎(chǔ)類型

依據(jù)橋梁工程學的概念，參考橋梁下部結(jié)構(gòu)的類型，可以將橋梁基礎(chǔ)類型分為地下連續(xù)墻和剛性橋梁擴大基礎(chǔ)、橋梁樁基礎(chǔ)等。剛性擴大基礎(chǔ)是指由磚，毛石，混凝土，灰土和三合土等材料組成的墻下基礎(chǔ)或柱下獨立基礎(chǔ)。無筋擴展基礎(chǔ)的抗壓強度高而抗拉強度和抗剪強度較低，因此必須控制基礎(chǔ)內(nèi)的拉應力和剪應力，時期不超過材料的強度?；鶚逗蜆俄?shù)某信_二者搭配組合成樁基礎(chǔ)。低承臺樁基是指樁身置于土中，土壤和承臺下部接觸；高承臺基樁是指樁身和承臺下部都處于地面之上。一般情況下，建筑樁基是低承臺樁基。而在地面開采出一種挖槽，并且按照痕跡開挖產(chǎn)生一條狹長的槽就是地下連續(xù)墻。我們需要對墻進行清理，并制作成一個個的單元槽段，從而達到防水、防腐蝕的目的。

2 常見的下部結(jié)構(gòu)病害形式及原因

2.1橋梁基礎(chǔ)不均勻下沉

由于地基所在土壤質(zhì)量層次不齊、橋梁結(jié)構(gòu)材料不符合、施工尚未完全達標等因素，致使施工完成后，橋梁上通過的汽車等大型運輸工具的移動帶來惡性的影響。如排水不暢、地基壓縮，輕則導致基礎(chǔ)下沉和橋面開裂，重則導致橋梁坍塌，對橋梁造成不可逆的損傷。

2.2橋梁基礎(chǔ)出現(xiàn)裂縫

橋梁墩臺是橋梁的主要承重處，若是建設(shè)不規(guī)范或是設(shè)計沒有經(jīng)過科學考究，會使得基礎(chǔ)受力不均勻，同時由于橋面經(jīng)過車輛等重型運輸工具的碾壓，容易是橋面產(chǎn)生裂紋。另外在自然等不可抗拒力的影響下，如地震、洪水、泥石流、滑坡等，以致基礎(chǔ)承力過重產(chǎn)生裂縫。

2.3橋梁基礎(chǔ)磨損

橋梁在設(shè)計橋墩以及地基埋置深度時一般需要進行詳細的考究調(diào)查，主要是考慮橋梁整體質(zhì)量以及能行徑多少重量的運輸工具，對于水流的沖刷力也會納入考察之中。但是，施工過程中地基埋置是不可移動的，而橋梁所在河流容易變遷河床或是人工采掘河流砂石都會對地基沖刷影響。輕則降低地基承受力，使得橋梁下沉；重則導致地基空虛，引發(fā)嚴重的橋梁災害。

3 橋梁樁基礎(chǔ)病害

以軟土地作為地基的深基礎(chǔ)類型越來越普遍。橋梁樁基礎(chǔ)病害的類型和原因與其他基礎(chǔ)有一定的類似之處，只有深入探究樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式和考察土壤差異后才能全方位了解樁基礎(chǔ)的病害特點。

3.1樁基礎(chǔ)材料被腐蝕

由于樁基礎(chǔ)中的鋼筋與水和空氣直接接觸發(fā)生氧化作用引發(fā)腐蝕，導致鋼筋銹蝕，厚度變薄甚至出現(xiàn)鋼筋彎曲；樁基礎(chǔ)中的混凝土也是其重要組成部分，而混凝土與水直接接觸會發(fā)生化學反應，水中氯離子會不斷侵蝕混凝土的最外層，致使混凝土膨脹剝落，這種惡性結(jié)果會不斷持續(xù)下去，直至樁基礎(chǔ)倒塌。

3.2樁基礎(chǔ)的撓曲

由于土地的流動性較強，樁基礎(chǔ)與土地地基會產(chǎn)生復雜的作用力。橋梁樁基礎(chǔ)會與地基向水平方向位移，在其過程中會遇到樁基礎(chǔ)的撓曲，強化與軟土地基的作用。橋梁樁基礎(chǔ)的撓曲也會表現(xiàn)在側(cè)向作用力，豎向作用力以及附加合力上，它們會對樁基承受造成極大影響，如果超出樁基極限時，樁基就會斷裂甚至崩塌。

3.3橋梁樁基礎(chǔ)的不均勻下沉和樁基不穩(wěn)定

橋梁樁基礎(chǔ)在與軟土層固定結(jié)合的物理作用中會被降低摩擦力，從而引發(fā)樁基的不均勻下沉，甚至導致橋墩塌陷或是樁基礎(chǔ)破裂和轉(zhuǎn)曲。在經(jīng)過長年累月的水土沖刷和車輛碾壓的情況下，樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性會日漸下降。在工程力學觀點看來，是土被流水作用減弱了其橫向抗拒力，致使樁基礎(chǔ)與地面作用力降低，降低了地面附著力，容易產(chǎn)生豎向樁基礎(chǔ)不穩(wěn)定。

4 橋梁下部結(jié)構(gòu)的加固舉措

橋梁的下部結(jié)構(gòu)在日常生活中極易出現(xiàn)橋梁病害等問題，需要對其進行及時的養(yǎng)護和加固，以提高橋梁的耐久性和實用性。我們要專項問題專項對待，根據(jù)橋梁病害的根本原因和影響因素進行切實考察，然后在提出相關(guān)治理舉措。以加固目的作為指向，從加固工藝和施工過程的流程分析探討能否實現(xiàn)最終目標，再進行方案評選，選出最適合的加固建議。

首先要做好前期審計規(guī)劃的工作，對前期工作高度重視，仔細斟酌，防止出現(xiàn)漏洞，因為這是進行一切加固工作的基礎(chǔ)；同時需要考慮到橋梁所在地的實時情況，如天氣好壞、水流量的大小、地質(zhì)土壤的種類等等。然后要堅持各種材料數(shù)據(jù)的最大化利用的原則，綜合橋梁加固的各項數(shù)據(jù)并對其進行科學性的檢驗測評。另一方面也要堅持對橋梁相關(guān)的全面勘探工作，做好橋梁工程的實時考察，重視橋梁建設(shè)的目的和意義，使得橋梁加固與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)適應。最后要注意的是，不能只是為了加固橋梁而加固橋梁，我們要知道了解橋梁對周邊的環(huán)境影響，即關(guān)注橋梁的整體效應，要使用整體與局部關(guān)系的觀點去看待加固工程的影響效應。

5 結(jié)束語

橋梁是現(xiàn)代城市建設(shè)的重要合成部分，它需要有相當?shù)某休d能力并且不可或缺。但是橋梁的結(jié)構(gòu)性病害愈加明顯，為此我們需要對橋梁病害做到防患于未然。綜上可知，控制車輛超載對于降低橋梁下部結(jié)構(gòu)的風險，緩解橋梁病害有著重大意義，有力橋梁維持其耐久性；在橋梁下部結(jié)構(gòu)的眾多影響因素中，軟土塑流現(xiàn)象是導致橋梁病害的根本原因；對于出現(xiàn)問題病害的橋梁，我們應及時地采取相應的養(yǎng)護加固舉措，維持維護橋梁安全，以保障人民群眾財產(chǎn)安全，促進國家經(jīng)濟繁榮發(fā)展。

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