作为交通系统的组成部分,桥梁在人类文明的发展和演化中起到了重要作用。随着现代科技的发展以及运输需求的不断增长,大型桥梁(如跨海大桥、大跨度桥梁等)越来越多的出现在人们的视野中,这些桥梁造价动辄几亿甚至几十亿元,在交通、军事和社会生活等方面有着重要的战略意义。然而,桥梁在建造和使用过程中,由于受到环境、有害物质的侵蚀,车辆、风、地震、疲劳、人为因素等作用,以及材料自身性能的不断退化,导致结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化。这些损伤如果不能及时得到检测和维修轻则影响行车安全和缩短桥梁使用寿命,重则导致桥梁突然破坏和倒塌。据统计,如今在美国近60万座桥梁中性能不足和有功能缺陷的占28.6%。美国每年桥梁投资90%用于较新维修旧桥,只有10%用于新建桥梁。我国现有公路桥5000余座,总长130万公里,1/3以上的桥梁都存在结构性缺陷、不同程度的损伤和功能性失效的隐患。近年来,我国陆续出现了多次重大桥梁事故。这些发生的事故与很多因素有关,但是缺乏有效的监测措施和必要的维修、养护措施是重要的原因之一。这些触目惊心的事故使得人们对现代桥梁的质量和寿命也逐渐关注起来。对桥梁结构进行质量检测和健康监测,已成为国内外学术界、工程界研究的热点。传统的桥梁检测在很大程度上依赖于管理者和技术人员的经验,缺乏科学系统的方法,往往对桥梁特别是大型桥梁的状况缺乏全面的把握和了解,信息得不到及时反馈。如果对桥梁的病害估计不足,就很可能失去养护的时机,加快桥梁损坏的进程,缩短桥梁的服务寿命。如果对桥梁的病害估计过高,便会造成不必要的资金浪费,使得桥梁的承载能力不能充分发挥。
桥梁加固,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。也就是要针对桥梁所发生的不能满足继续使用的状况进行处理。桥梁加固的原因有桥梁耐久性差和年久老化、设计失当或施工质量差等。通过桥梁加固后,可以延长桥梁的使用寿命,用少量的资金投入,使桥梁能满通量的需求,还可以缓和桥梁投资的集中性,预防和避免桥梁坍塌造成的人员和财产的损失。加固的方法主要分为上部结构加固、下部结构加固。
桥梁加固的方法
从桥梁加固的部位来分,桥梁可分为上部结构加固、下部结构加固。桥梁上部结构加固有常用方法有:加大截面法、粘贴加固法、体外预应力加固法、增加辅助构件法和体系转换法等。桥梁下部结构加固常用方法有:扩大基础加固法、高压旋喷注浆加固法、钢筋混凝土套箍及外包钢板等。需要说明的是,这些加固方法的应用有的并不是单一的,必须根据实际情况来选择加固的方法或者相互结合使用,并且在这些方法的使用之前,必须先将桥梁的裂缝、麻面等病害处理完之后方才进行加固。
桥梁加固原因
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,其中典型的是双拱桥。
3、桥梁耐久性差和年久老化,如砖拱桥。
4、近年修建的桥梁,因设计失当或施工质量差,也存在加固的问题。
桥梁加固原则
首先根据桥梁的现有技术状况、存在病害、车辆通行的需要以及将来交通发展的趋势,对加固的必要性和可行性作出分析判断,然后对各种加固方案的技术经济效果进行比较,选择合理的加固方案。一般应符合下列要求:
1、比重建新桥节约60-70%以上的费用才是可行的,有意义的。包括因加固桥梁中断交通造成的经济损失。
2、桥梁经加固后,其结构性能、承载力和耐久性方面都能达到使用上的要求。
3、桥梁下部结构具有足够的潜力,能满足加固后的桥梁对基础的要求。
4、对加固技术的**性、经济性及耐久性等进行全面综合评价,力争采用各种指标较好的加固方案。
中国作为桥梁大国,近年来新建了许多颇具**度并创下世界纪录的跨海大桥,如港珠澳大桥,青岛海湾大桥,还有世界桥贵州北盘江大桥等等。桥梁的施工过程需要非常严格的控制,桥梁后期的维护和保养也同样重要,这才能有效延长使用寿命,**人身财产安全。
但是目前仍许多大桥因为修建年代久远,以及当时相关技术的欠缺,内部结构已经逐渐产生变化,可能导致桥梁出现裂缝、连接焊缝和螺栓出现裂纹,以及桥梁内部的钢筋腐蚀等等问题,给人们带来较大的安全隐患。因此,我们要注重桥梁的养护,将隐患消灭在萌芽中。
桥梁养护是指为确保桥梁始终处于正常工作状态所进行的检查、检测、评估、以及维修加固工作。由于桥梁构件有些部位间隙狭小,采用常规检测手段难以深入或无法探明,需要借助工业内窥镜设备以使检测结果较为全面与细致。桥梁检测采用的工业内窥镜设备,集光、机、电功能于一体,具有体积较小、灵活度高、操作方便、图像实时传输、防水耐腐蚀等优点,可适应桥梁构件不同位置的内窥探测和深入检查需要,在桥梁的常规检查和特殊检测中起着重要作用。
实施注意事项
(一)与相关规范配套使用。《规范》使用过程中应与有关桥梁设计规范,如《通规》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》、《公路桥涵地基与基础设计规范》、《公路斜拉桥设计规范》等配套使用。
(二)积极采用高效化防控措施。坚持新发展理念,积极采用综合管控措施和结构性防船撞设施四新技术,如信息化管控措施、新型结构、高性能材料等方面的成熟成果。
(三)精心组织宣贯培训。《规范》在跨越航道公路桥梁的勘察设计中将广泛使用,各省(市)交通运输主管部门、设计单位、建设单位等要结合工作实际,切实有效地做好宣贯培训,让技术人员准确理解《规范》,合理使用《规范》,为交通基础设施质量的不断提升打下良好技术基础。
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