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混凝土是我国目前公路桥梁建筑中普遍采用的基本材料,在施工中,混凝土一方面对桥梁的桥体起到稳固作用,提高桥体结构的稳定性和耐久性;另一方面也为桥梁桥体起到防水的作用,防止桥体受雨水的腐蚀。若在施工中,使用的混凝土和易性不佳,就会降低其防水性能的正常效果,致使混凝土表层内形成气泡,气泡水分蒸发导致混凝土表层形成蜂窝小孔,长久以后,混凝土表面产生裂缝,造成桥梁桥体严重的质量问题。
1.2防水措施的技术问题
我国在公路桥梁建筑施工中采取的防水措施,主要是沿用传统的工艺和学习国外的技术,一方面受我国公路桥梁建筑施工发展时间较短的影响,另一方面则是因为在施工初期没有重视防水措施的实际使用。防水措施的技术水平较低,是造成桥梁桥体受雨水腐蚀进而大大缩减了桥梁实际使用年限的又一因素。
2公路桥梁设计的原则及要求
2.1公路桥梁的设计原则
公路桥梁的设计原则,根据桥梁的上下分布主要分为两个部分:2.1.1公路桥梁上部的设计原则公路桥梁上部的设计原则,主要在于重视桥梁上部分的结构构造,如主梁、搭板、伸缩缝等,在主梁的设计上:对于跨径在10m内的主梁,设计原则一般采用通用的混凝土钢筋结构,若单孔跨径超过10m,则应当选用含预应力技术的混凝土结构;若桥梁长度小于100m或单孔跨径小于20m,即宜选用空心板结构;若施工的桥梁跨河,难以利用支架进行浇筑工作,则应当选用连续的空心板结构。另外,考虑到实际桥梁桥面的平曲线以及通车运营时的平稳性,就应当在施工中适当减少伸缩缝数量,如单孔跨径16m以内的桥梁,在设计中仅需1道伸缩缝即可,注意在另一端利用连续结构进行施工,确保桥面的平曲线;若单孔跨径大于16m,应当将伸缩缝施工在桥墩,利用连续对桥两端进行施工,这不仅是考虑通车运营时的平稳性,更是减少安全事故的发生几率。2.1.2公路桥梁下部的设计原则桥台和桥墩等结构构造是进行桥梁下部设计时应当注意的,在桥台的设计上:填土高度对于保障桥台的质量具有重要作用,一般而言,在软土土层的路段,填土高度应当保持在6m内,在一般土层的路段,填土高度适宜保持在10m内;同时,桥台的受力方式一般都会采用重力式,这主要考虑到施工方便和成本控制,对于8m以上台身的墙面,一般而言宜用斜坡,斜率为10:1,需要注意的是对于水平方向存在高度差的地面,则应当选用阶梯式的前墙设计方式。在桥墩的设计上:若桥梁设计为一般结构,宜使用框架式桥墩,即直接在桥墩上盖梁;若在水平方向存在高度差的地面,选用桩柱式桥墩更符合设计原则;若桥梁不同跨径的桥孔的斜交角在30°以内,则桥墩设计应当采用双柱式;若桥梁不同跨径的桥孔的斜交角在30°以外,则桥墩设计应当采用三柱式。
2.2公路桥梁设计的要求
2.2.1设计和环境的结合桥梁的设计需要根据实际的地理环境,实现设计和环境的结合,这是公路桥梁设计的第一个要求。一般而言,公路桥梁的设计,是为了保障建成后的质量,这是进行施工的首要目标;同时,考虑到桥梁建成后的经济成本以及美观价值,则需要确保设计中要将实际环境作为参考依据。2.2.2达荷载标准达荷载标准,这是公路桥梁设计的第二个要求,公路桥梁的建设,是为了实现交通便利和促进经济的发展,达到通车荷载标准,这是公路桥梁实现其使用价值的必须要求。
3公路桥梁的防水措施
对建成的公路桥梁采取相应的防水措施,这对于避免桥梁主梁、桥面等出现裂缝、坍塌等情况的质量问题具有重要作用,同时也是对延长桥梁实际使用年限的有效措施。主要的防水措施有以下两个方面:
3.1建立防水体系
防水体系的建立和实施步骤主要分为四个部分:①桥面的清洁工作,对整体桥面的外观进行简单的清理,如油污、浮浆等污渍,保持桥梁桥面的干净;②基层处理剂的涂刷工作,使用配套的处理剂进行均匀涂刷工作,需要引起注意的是,在实施热熔操作的基层处理剂作业时,要确保桥面是在干燥状态,若桥面处于潮湿状态则可能发生安全事故;③防水层的铺贴工作,先使用喷灯等设备对桥面和防水卷层进行均匀加热操作,再弹出下坡面的基准线,待桥面干燥和卷材外层出现融化情况后及时进行铺贴工作;④接缝处的密封工作,完成铺贴工作后,需要注意接缝处的密封情况,使用喷灯对接缝处进行加热处理,做好密封处理。
3.2具体防水措施
严格设计和控制混凝土的配合比和浇筑的施工质量,确保钢筋混凝土结构内不会产生气泡,从而影响内部结构的稳定性,条件允许情况下利用机械设备对混凝土表层进行清理工作;严格控制伸缩缝的施工,首先确保施工操作的规范性,其次使用防水性能较好的材质,最后确保钢梁的受力安全情况,保证其位移的均匀性。
对接式伸缩装置。嵌固对接型伸缩装置应用不一样形状的钢构件将不一样形状的橡胶条(带)嵌牢固定,并以橡胶条(带)的拉压变形来吸收梁体的变形,其伸缩体可以处于受压状态,也可以处于受拉状态。钢制支承式。钢制支承式伸缩装置的形状、尺寸和种类繁多。此中,面层板成齿形,从左右伸出桥面板间隙处相互啮合的悬臂式构造,大概面层板成悬架的支承式构造,统称为钢梳形板伸缩装置。面层板成为矩形的叠合悬架式的构造,称为钢板叠合式伸缩装置。无缝式。为协调自然因素引起的桥梁端部的转动和纵向位移,如桥梁在温度变化时,桥面有膨胀或收缩的纵向变形,车辆荷载也将引起梁端的转动和纵向位移。为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形,需要在桥面伸缩缝处设置一定的伸缩装置。这种装置称为桥面伸缩缝装置或伸缩缝。无缝式伸缩缝也称为TST桥梁伸缩缝,在桥梁端部的伸缩间隙中填入弹性材料并铺上防水材料,然后在桥面铺装层铺筑粘弹性复合材料,使伸缩接缝处的桥面铺装与其它铺装部分形成一连续体,以连接缝的沥青混凝土等材料的变形承受伸缩的一种构造。
公路桥梁伸缩缝对桥梁的影响
1.1车辆荷载的效应计算和统计分析在对比、分析各种数据和方案后发现,实际测量正常运行的车队更符合车辆荷载的实测计算。在选择桥型结构时,以效应比值进行分析、统计,相对来说要求就没有那么严格,所以说,主要是计算桥型结构中的简支梁和多跨连续梁。计算简支梁和多跨连续梁的目的是为了控制截面的弯矩和剪力效应,具体的分析步骤如下:①按照国家制定的标准,在不同的桥型结构、跨径、效应等计算的效应容本中,抽取一定比例的样本。②以一年的运行状况为周期,一百年的周期为设计基准,由公式求得:FM(x)=[F(x)]T=[F(x)]100.取FM(x)的某一分位值除以现行标准车辆荷载效应的计算值,就可以得到设计基准期内荷载效应比值的无量纲参数Ks,这里取FM(x)的0.05和0.95分位值,即取[F(x)]100=0.5和[F(x)]100=0.95计算。2004年,国家在颁布的新规范中废除了四级汽车车队荷载,新规范中规定了公路Ⅱ级和公路Ⅰ级(即分别相当于1989规范中的汽-20级和汽-超20级)。为了使车辆的荷载效应计算更为简便,在精简车辆荷载等级的原则上,删除了车队荷载布载,并对车辆荷载和车道荷载采用了局部效应计算和整体效应的计算方式。
1.2新规范对重载交通车辆荷载的改进分析
1.2.11989规范和2004规范的荷载计算对比在我国2004年颁布的新规范中,确定了桥梁冲击系数是采用结构基频的方式决定的,从根本上改变和制约了1989规范中“桥梁冲击系数中是通过计算跨径来决定的”的要求。针对1989规范中只考虑原材料和跨度的因素,在2004规范中加入了桥型、连接方式和截面等结构基频等因素作为参数,从质量、阻尼、刚度等方面来决定桥梁本质。也就是说,为了更加科学地设计桥梁,只要抓住结构基频的本质,保持基频是固定的,无论桥梁的跨度、原材料和桥型等因素有多大的区别,桥梁本身的动力本质都没有大变化。
1.2.2修订了对桥宽的要求为了使计算更加科学化、明确化,我国在2004年的新规范中加入了针对不同等级的道路、桥梁设计的车速测算,并且在设计桥梁宽度时,依据车速对其进行设计。这样就对我国在1989年的规范中“桥宽主要是依照山岭、平原、丘陵等不同地形的确定和地形本身具有的可改造性来确定桥宽”的规定有了更进一步的说明,使其更加明确。
1.2.3修订车辆荷载的划分随着时代的发展,为了使道路、桥梁更能适应社会和经济的变化,在我国颁布的新规范中,在精简了四级汽车车队荷载的基础上,用公路Ⅱ级和公路Ⅰ级(即分别相当于1989规范中的汽-20级和汽-超20级)来取代和明确车辆荷载的计算方式。为了能够更加简单和科学地计算车辆的荷载效应,改进了车队的荷载布载。其中,车辆荷载是指局部效应计算,车道荷载是指整体效应计算。
想要保证公路桥梁的实际质量,便必须保证设计的科学性和合理性,若是设计存在不科学不合理的情况,会给公路桥梁质量造成严重的影响,导致施工无法正常的进行。在进行公路桥梁设计时,存在过度的重视技术指标而对创新不够重视的情况,这也导致了桥梁设计不够合理,浪费的情况经常出现。有些单位为了保证自己的利益,节约开支,并不重视桥梁设计,这也导致了施工时方案不够合理,不但会影响桥梁的质量,还会影响人们的生命安全。
1.2施工存在问题,导致桥梁出现裂缝
我国进行公路桥梁建设时,主要的材料是混凝土,虽然混凝土结构的桥梁,承载力会有一定的提高,但是裂缝问题却经常出现,这也给桥梁的质量造成了严重的影响。而出现裂缝的原因则是在于施工的时候,不够合理而出现的。施工人员在进行施工的时候,搅拌混凝土的力度比较大或者比较小,都会导致混凝土的混合出现问题,给桥梁质量造成了严重的影响。此外,还存在混凝土搅拌以及配比的时候,没有根据相关的规程来进行操作的情况,而是仅仅根据自己的经验进行,在拆模的时候,没有根据需要进行养护。上述情况的存在都会导致混凝土裂缝的出现,影响桥梁的使用安全。
1.3桥梁施工质量管理的过程中存在一定的问题
在进行公路桥梁施工时,以及施工结束之后的保养,对于桥梁管理而言都非常重要,有效的管理桥梁能够尽早的发现桥梁存在的问题,并进行问题的解决,避免严重后果的出现。但是在施工管理的时候,这些工作并没有真正的到位,有些单位为了提高自身的经济利益,并没有重视整个工程的质量,这也会导致工程质量问题的出现。在施工的时候,并没有进行工程质量预案的质量,管理也比较的混乱,在进行养护的时候,经常会出现管理混乱,主体不够明确的情况,这也影响了公路桥梁的质量。
2提高公路桥梁施工质量的措施
我国在进行公路桥梁施工时存在的问题比较多,为了真正提高公路桥梁的质量,降低风险出现的概率,保证我国交通运输更好的进行,便必须采取措施解决桥梁施工中存在的问题。
2.1做好桥梁的设计工作,提高设计管理的实际力度
在进行公路桥梁施工之前,必须对其进行合理科学的设计,必须给桥梁设计足够的重视,不断的提高设计的相关标准,重视设计创新。在设计的时候,应该将其和现代施工新技术和新工艺结合在一起,并根据实际的需要,保证设计的桥梁符合实际的需要。设计人员应该做好勘察工作,在设计的时候,重视桥梁的耐久度、安全性、经济性和环保性,重视施工的安全。在设计的过程中应该重视经验教训的总结,完善相关的要求。为了保证工作效率的提高,保证设计的科学性和精确性,设计人员应该重视计算机系统的利用,保证仿真分析和快速优化的有效性。此外,施工单位还应该认识到设计的重要性,加大设计管理力度,确保设计工作在保证质量的同时,提高设计的速度,这样能够给公路桥梁建设更好的进行打下良好的基础。
2.2做好工程质量管理工作
在进行公路桥梁施工时,做好质量管理工作会直接影响其质量,在施工的时候,施工单位必须真正的做好每项工作,落实每一个施工环节。重视对施工人员的管理,确保其施工时,严格根据相关的规程进行。在施工时,施工单位也可以根据需要进行责任制度的编制和落实,进行负责人的设立,这样能够保证质量管理的有效性,保证工程的质量。此外,施工单位还应该认识到设备管理的重要性,定期的做好设备检查和维护方面的工作,保证施工的安全性和有序性。
2.3做好公路桥梁养护工作
对于公路桥梁而言,养护工作对工程质量非常重要,不但能够保护工程,还能够比较及时的发现其中存在的安全隐患和问题,能够及时的对桥梁进行维护,从而保证整个桥梁的施工质量提高。在养护的时候,应该选择那些经验比较丰富的养护人员,进行公路养护计划的编制,做好其关键部位的养护。比如说桥梁的排水孔、边坡以及通气孔等,对于出现的裂缝以及混凝土脱落的情况,必须及时的维修,并做好记录,这样公路桥梁的质量和使用寿命才可能真正的提高。
二、公路桥梁灌注桩施工技术的问题及其改进
(一)护筒掉落问题及其改进措施
由于护筒回填质量往往会存在一定问题,再加之地表径流会对其进行浸渍等原因,将会致使护筒掉落。当看到护筒掉落时,应及时将钻孔进行关闭,并转移钻机,使用切实可行的工作程序将其彻底解决,然后再排除水分。与此同时,为保证地面的绝对干燥性不致出现渗水情况,工作人员需要在原来的地面上铺设一层黏土,最后才能够再一次安装护筒,进而继续施工。
(二)卡钻问题及其改进措施
在钻孔达到岩层相交界面的时候,因临近两岩层在硬度上有所不同,在施工过程中不能立即按照实际状况来调整钻头的工作性能等,致使发生“卡钻”问题。经大量工程实践发现,“卡钻”问题产生的原因及其正确的处理方式。如果是由于“探头石”而引起“卡钻”问题,可以按照这一状况把探头减小一定的距离,然后再用力向上收起,使“探头石”在短时间内受力被提起,最终促使钻头完全被收回。
(三)桩孔偏斜问题及其改进措施
在使用灌注桩施工技术时,桩孔往往会出现不同程度的偏斜,其中产生这一问题的主要原因是:钻头在进入到地面过程中,由于受到了不同方向的力的影响便会产生偏斜问题;在碰到很大地下障碍物时,钻杆将会发生扭曲、弯曲,也或是因其它因素导致钻头不能处于同一水平线上;因地面凹凸、不平整,导致钻机底座出现偏斜。按照以上出现的问题,可采取以下措施,即保证地面的平整性、坚实性;对钻架进行调整,使得底座以及钻盘始终处在水平的位置上;针对桩孔进行定期检查,保证起重滑轮及其卡孑和护筒中间位置始终处于同一水平线。
(四)桩身缩颈、夹层和断桩问题及其改进措施
在实际工作过程中,仔细、全面地对混凝土上方高度以及导管埋设深度进行了解,避免导管出现脱离的问题。与此同时,工作人员还应该缩短混凝土浇筑及其成孔所需要的时间。而对于那些施工经验的工作人员来说,她们可以使用活塞或者其他仪器设备等方式进行辅助判断。若是断桩位置处于地下水位,并且钻桩直径相对较大,这时应该将孔内残存的水分予以抽干,然后在钢筋笼网保护作用之下,在清理断桩位置的混凝土以后,再继续对混凝土进行浇筑。而如果遭遇了较大厚度的流沙或者淤泥层时,工作人员应该根据以上办法进行有针对性的处理和解决。而若是断桩位置处于地下水位下方时,工作人员可选用比原来钻孔直径略小的钻头来清理孔洞,而且还要在断桩位置增添一节钢筋笼,然后再对混凝土进行浇筑。
(五)孔壁坍塌问题及其改进措施
从孔壁发生坍塌问题的原因来看,其主要是因为施工过程中护筒埋设深度不足或者操作程序不准确。所以,若想有效保证这一问题不再出现,现场施工人员就一定要严格根据工作规定实施钻孔作业,以确保钻杆垂直、桩机稳定,同时还应该做好护筒拆除、泥土回填及其埋置工作。
前言
随着我国交通量日益增加,单车重量也不断增大。为了适应道路运输载重量不断发展的要求,人们发现桥梁的混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀(管道灌浆不饱满普遍存在)对桥梁的损害问题非常严重,需要大量的资金来维护或改建,现实使人们开始重视混凝土桥梁的耐久性。提高混凝土桥梁耐久性的技术途径有两个,一是采用高性能混凝土,以提高混凝土的抗渗性、匀质性、抗冻性,从而提高混凝土抵抗碳化和冷冻侵袭的能力;另外一种是提高既有桥梁耐久性的有效途径即对缺陷桥梁进行加固改造,延长其使用寿命。
一、工程概况
某桥为一斜腿刚架钢筋混凝土桥,1973年建成,通车至今已30多年。全桥在横桥向由六个刚架片组成,刚架片之间通过桥面连续以及横隔板连接,每个刚架片在拱脚和跨中铰接,形成三铰斜腿刚架桥。边跨梁一端直接搁置在桥台上,另一端搁置在中跨主梁端部的牛腿上。主桥计算跨径21.65M。全桥长26M,桥面净宽7M。设计荷载汽一26,拖一100。由于种种原因,桥梁结构出现了一些病害,主要有斜腿主筋、箍筋出现锈蚀,铁锈膨胀引起混凝土保护层剥落等。
二、桥粱加固的基本方法与原则
1、加固原则
加固设计以原桥为基础,在不改变原桥结构型式的前提下,对原桥主要受力构件进行加固,加固设计必须考虑以下几个重点:
1、下部结构具有足够的潜力。
2、加固后必须要达到能通过重吨的单车的要求。
3、因为下部是航道,所以在跨中腹板和斜腿加固过程中,应尽量保持原有净空,不得使下部空间削减过多。
4、对各开裂构件的表面进行修补,保证构件表面光滑而连续。
5、在补强的同时,应注意加固物本身自重对原桥的影响。
6、加固后保持桥梁的整体美观。
2、加固方法
根据目前该桥的交通情况,通过加固,将原桥设计荷载提高为能通过单车重车吨加固设计、加固施工完成后,还要对该桥进行静力荷载试验,以检测桥梁加固工程是否合格,确保其安全性。加固盖梁和桥墩,待桥墩压浆完毕,桥梁整体稳定后再进行封闭盖粱与桥墩裂缝,盖梁底部出现裂缝的部位作环氧硅,增加盖梁截面积,盖梁侧面粘贴钢板桥墩外侧先纵向粘贴碳纤维片,再环向粘贴碳纤维片将裂缝部位封住。
桥梁加固一般是通过对构件的补强和结构性能的改善来恢复或提高现有桥梁的承载能力,以延长使用年限,适应现代交通运输的要求。其改造的主要技术途径有加强薄弱构件、增加辅助构件、改变结构体系、减轻恒载、加固墩台及基础等。
三、加固理论计算
为了从整体上把握桥身在加固前各个部分在外部荷载作用下所产生的应力分布特征,找到最不利截面,为加固方案提供详细的理论依据,特利用大型有限元计算软件ANSYS对该桥梁结构进行了数值模拟分析。
1、计算模型采用数据
主跨、边跨型梁截面基本尺:T梁全高;H=800MM,上翼缘宽:B1=1250MM,翼缘高度:T=220MM;T梁下宽:B=250MM。
斜腿支点附近矩形截面基本尺寸:截面高度:H=500MM,截面宽度:B=250MM,材料特性:C30混凝土强性模量:E=3.0*10MPA;混凝土泊松比:V=0.1667。钢材泊松比:V=0.3。
2、有限元模型建立
全桥横向共由六榻梁组成,各棍梁的形态结构均一致,因此,先对单榻梁以及斜腿建立有限元计算模型。考虑到主梁结构复杂,斜腿截面沿纵桥向变化,为了能更真实的反映结构的空间特性,采用8节点的solid45空间实体单元进行模拟共划分节点6868个单元,4202个离散;如图1所示:
3、支承条件
由于加固将改变整个桥梁的支承条件,即将中跨跨中的铰接改回原设计方案中的固接,同时,将斜腿趾部的铰接改为固接,这会导致整个刚架片的应力重分布,而后的加固正是针对应力重分布后的结构进行处理的,因此,在有限元模拟加固前的结构应力分布时,各截面尺寸虽然按照加固前计算,但支承条件,在中跨跨中和斜腿趾部按照固接计算,而其他部位按铰接算。
四、加固措施
1、封缝处理
先用钢丝刷清除裂缝表面的灰尘、浮碴及松散物,确定需要封闭的范围,用气压0.2MPA的压缩空气清除缝内浮尘,用工业丙酮将裂缝刷洗干净。沿清理好的缝涂一层环氧树脂胶留出埋设灌浆底座的位置,待胶干后用树脂胶埋设灌浆底座。灌浆材料选用一灌浆材料,在干燥或潮湿环境下固化具有收缩性小、强度高、韧性好、可灌性好等特点,浆液配比均有说明。
施工顺序先将配制好的浆液吸人软管,装好注浆器,逐孔灌浆,如单孔不足可取下灌浆器补充后再继续灌注,灌后及时堵死灌浆孔。灌浆完毕待树脂初凝后凿除灌桨底座,并用环氧树脂胶封缝.
2、盖梁加固
盖梁侧面粘贴的钢板应预先设计尺寸裁出备用,在盖梁侧面放出粘钢位置大样用切割机沿边线切割砼深1CM,然后用钢钎凿毛,剔出带槽,在剔好的槽内按设计锚固间距钻孔,空乓机吹净孔内粉尘后用配好的环氧树脂在孔内植人螺栓。根据盖梁预埋螺栓情况确定钢带钻孔位置,用角磨机对钥板猫合面除锈并打出横纹猫结前用丙酮对钢板猫结面及硷表面进行擦拭,以去除灰尘及油渍。硅表面用毛刷涂一道环氧胶液,钢板翁结面涂抹配好的环氧砂浆,砂浆涂抹宜中厚外薄,均匀一致,然后对准孔位粘合到硅表面。钢板粘好后立即紧固螺母,交替间隔紧固,同时不断轻敲钢板使砂浆扩散,排出气泡,使钥板平整,浆体饱满密实。粘完钢板30H后,用小锤轻敲钢板表面,判断密实程度如钢板猫结面小于此应剥下重粘。钢板猫结合格后应及时刷防锈漆。钢板的环氧砂浆固化后,支立模板在盖梁底部浇筑环氧砂浆。
环氧硷应浇筑密实,与原硅结为一体。
3、桥墩加固处理
设计要求桥墩侧面裂缝封缝后先在侧面纵向粘贴两层碳纤维片,再环向粘贴两层碳纤维片。碳纤维片与其他加固方法相比具有高强、耐腐蚀、不增加构件自重、便于施工等特点。加固前对加固桥面进行交通控制,尽可能对加固构件卸荷对加固底面的硅表层出现的剥落、空鼓、腐蚀等部位应先凿除,用角磨机、砂纸等除去硷表面的浮浆、油污,构件表面打磨平整,转角处打成圆弧状。硅表面清理干净并保持干燥。将底层树脂均匀刷于硷表面,待固化后以指触干燥为准,再将构件表面凹陷部位用找平胶填平。浸润胶调好后均匀涂于待粘贴部位,将裁好的碳纤维片粘于构件上用滚筒反复滚压去除气泡,将浸润胶充分浸透碳纤维片,待碳纤维片表面指触干燥后可进行下一层的粘贴。在最后一层碳纤维片表面均匀涂抹浸润胶。碳纤维片端部用横向碳纤维片固定。碳纤维片与硷的粘结质量可用手压碳纤维片表面的方法检查,总有效面积不应小于95%,当空鼓面积小于10000MM2时,可用针管注胶的方法进行修补,当空鼓面积大于10000MM2时应将空鼓部位的碳纤维片切除重新搭接等量的碳纤维片,搭接长度不应小于100MM。加固后的碳纤维片表面应涂一层水泥漆进行保护。
五、结束语
总之,公路桥梁加固技术是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。然而加固施工工艺相对较复杂,要求桥梁加固工程取长补短,不仅延长了原桥的使用寿命,同时还增强了原桥的承载能力。因此,加速我国旧桥加固或改造技术的研究,不仅能更好地、及时地为现代交通运输服务,而且能为国家带来巨大的经济效益和社会效益。
参考文献:
①合同是否合法,即合同所建设的工程及该工程所必须采用的建设方案是否为法律所允许;
②发包方的审批手续是否完备,包括发包方是否取得公路、桥梁建设地的使用权证和施工证等;
③合同及其附件是否完备;
④合同规定的权利义务是否失衡,合同履行是否会为企业带来不可估量的损失。
1.2合同实施管理
合同签订之后,合同管理人员之负责即转化负责合同实施的管理。公路、桥梁之地理位置、公路走向、桥梁建设方案等都是合同的组成部分,对这些合同内容之实施主要由工程人员完成,合同管理人员并无此方面的专业知识。因此,合同实施过程中合同管理人员之主要职责即在于协助项目经理将合同分包给其他建设企业,在此基础上依合同规定的权利义务对分包人实施监督,督促分包人按合同要求的质量与期限完成公路、桥梁项目的建设。
1.3合同纠纷解决
合同纠纷解决亦是合同管理的重要组成部分。实践中,由于公路、桥梁建设合同牵涉到方方面面的关系,容易产生各种矛盾,因此合同纠纷的解决对于工程的推进具有重要意义。在很多情形下,建设企业实施项目建设的各种物质条件都已准备妥当,却因为合同纠纷没有得到解决而使工程无法按时开工和完成,对企业造成重大损失。因此,合同纠纷解决亦是合同管理的重要环节。实践中,合同纠纷一般采取以下几种途径解决:
①协商,即在纠纷产生之后,由企业合同管理人员与纠纷相对方进行协商,进而就合同履行或损失赔偿等事项达到合意从而解决矛盾纠纷。
②仲裁,如果公路桥梁建设合同中规定有仲裁条款或公路桥梁建设合同双方签订有仲裁协议的,则合同管理人员可通过仲裁解决合同纠纷;
③诉讼,即由合同管理人员代表企业向法院提讼,由法院解决公路桥梁建设合同纠纷。
2强化公路桥梁建设合同管理的举措
当前,许多企业对公路桥梁建设合同之管理的较为松散的,有些企业没有配备专业的合同管理人员,有些企业签订的合同形式缺乏规范性,权利义务规定不明确,此种情形的存在是工程合同纠纷频发的重要原因。因此,为维护企业利益,建设企业应当强化公路桥梁建设合同管理,具体举措包括以下两点:
2.1合同管理人员的专业化
建设企业应当配备专业的合同管理人员。合同管理属于企业法律事务的重要组成部分。法律事务具有专业性的特征,只有经过严格的职业训练,相关管理人员始具有专业的法律知识,也才能胜任合同管理工作。特别是当前我国实行合同管理人员证书制度,为符合一定条件的人员颁发《施工合同管理人员资质证书》,企业应当确保其合同管理人员持有该证书,否则不允许其上岗或调离合同管理工作岗位。
2.2建构完善的合同管理制度
应当建立起合同交底制度,规定合同签订之后由合同管理人员对项目管理人员进行交底,向项目管理人员说明各合理制度存在的空缺。因此,完善公路桥梁的相关法律法规和行业管理制度已刻不容缓。只有健全了我国的公路桥梁法规,完善了公路桥梁的行业管理制度,才能够使得我国的公路桥梁的发展有法可依、有章可循。
射线检测是国际上较为先进的桥梁检测技术,当桥梁的表面出现裂缝或遭受其他损伤时,都可以使用这种技术进行检测。射线检测技术的操作原理可以理解为建筑物发生病害的时候,其病害区域所释放的红外感应或是热量与其他部位不同,这样一来,计算机就能够根据射线检测的数据结果为桥梁内部设计模型,比照设计图纸,就能够很轻松的找到出现问题的区域。另外,电磁波还可以对桥梁进行检测,比如混凝土中的钢筋和孔道的定位、缺陷等都可以被准确的探测出来。而且它还可以根据测得的电涡流的情况,对桥梁的材料缺陷进行分析。但是,需要注意的是,因为射线有辐射,对人体的伤害非常大,所以必须采取一定的防护措施,避免射线对人体健康造成威胁。
2公路桥梁养护措施
1)公路桥梁混凝土路面病害的养护。国内公路桥梁的路面采用混凝土结构型式的较为常见,这种路面最易发生的病害就是路面破损,养护人员需要及时发现并进行病害部分的修补,否则病害部位会逐渐恶化,直至影响行车安全。对于破损的路面,国内一般的做法是预防为主,修补为辅,在病害未发生前对路面进行合理的养护管理,比如,开放交通不宜过早、高温季节定时洒水养护、严禁超载车辆通行等等;病害发生后,采用切割机对路面破损部位进行切割,并将下部混凝土进行凿除,之后,再浇灌新鲜的混凝土,新浇混凝土强度不低于原路面设计强度。2)公路桥梁裂缝的养护。随着使用年限的增加,公路桥梁部分结构会出现一些裂缝,而且,会随着使用时间的推移,裂缝会逐渐变宽、变深,直至影响到整个公路桥梁的运行安全。在公路桥梁的结构中,虽然设计了一些伸缩缝,但是对于整座桥梁来说,其路面的完整性是很难控制的。在对混凝土路面裂缝修补养护时,对于较小的裂缝,先将裂缝清理干净,再灌注环氧树脂或是其他环氧材料;对于较大的裂缝,先凿除至新鲜混凝土面,再灌注新拌混凝土进行修补,新拌混凝土的强度不能低于原混凝土的设计强度。3)加强预防性检测、重视小补小修。桥面不整洁,泄水口堵塞,泥污堆积,在晴天易扬尘,在雨天桥面积水,不仅影响行车安全,而且还会加速桥面和桥梁构部件的“老化”;其次,桥面铺装若出现裂缝,小则使铺装层受损,引发路面坑槽和剥落,影响行车安全,重则污水下渗,影响到桥梁的梁体结构,缩短桥梁的使用年限;因此,在桥梁养护工作中必须重视小修,及时采取修补措施。
3管理措施
3.1加强日常养护与检查
每天进行及时养护,是对公路桥梁最好的保护。在养护的同时,工作人员要注意观察桥梁是否发生了一些轻微的变化,尤其是在桥梁进行整修之后,以及桥梁局部出现交通事故并进行局部修补之后。若发现桥梁出现异常情况,需要对桥梁管理部门及时汇报,管理单位根据桥梁发生异常的具体情况,再及时采取相应的补救措施,排除安全隐患,保证桥梁安全运行。在队伍建设方面,对桥梁管理及养护人员定期进行培训,对于一些简单的桥梁病害能够做到判断及时、准确、修补到位等,为桥梁的安全运行提供保障。
3.2加大桥梁养护和管理投入
在资金方面,要始终保证桥梁管理的开支,包括养护材料、维修材料,以及管理和养护人员的工资,做到专款专用,另外,还要留存一定比例的资金,用于培训员工的专业技能。上述各项资金可以从政府的公共服务经费中支出,也可以由桥梁的使用单位或是过往车辆承担,但经费管理要公开透明。
温度变化温度变化是影响桥梁伸缩量的主要因素,它分为线性温度变化和非线性温度变化,其中线性温度变化对桥梁伸缩量影响占据主导地位。桥梁结构在外界特定温度环境,梁体内部温度分布不均匀,梁体端部在材料热性能的变化下产生角变位。对跨径小的桥梁(L≤8m),线膨胀系数很小,可不予考虑;对大跨径桥梁,设计时必须引起足够重视。
近几年,国内外选择预应力钢材主要是预应力的钢筋、冷拉钢丝、低松弛钢绞线等。其中,低松弛钢绞线的最新一代具有经济、使用方便、建筑美观等众多优点,已经在桥梁、核电站等大型建筑上得到了很好的运用,也越来越受国内外大型施工企业的重视。预应力钢绞线的使用,相比其他钢材,至少可以节约三分之一左右,其经济、社会效益也逐渐凸现出来。在预应力钢绞线的选择方面主要考虑到性能参数(几何参数、伸长率、松弛情况等);在标准方面,考虑到规格、尺寸、延伸率等。
(二)对预应力锚具的选择
在预应力锚具的选择上,主要是考虑机械锚固与摩阻锚固两方面。一:机械锚固是用机械加工的方式形成一个适合在预应力钢材端部使用的锚碇工作条件,并加之锚固。二:摩阻锚固主要是将预应力钢材形成锚旋作用将其“挤紧”,这一类型的品种繁多,应用也相对广泛,虽然穿索比较方便,但是损失较大,在连接方面不够便捷。
(三)对预应力效应的分析
在施工建设预应力混凝土的结构实践,首先假定预应力钢筋的分布图,然后对整体所能承受的极限状态进行应力分析,详细的检查各个截面的应力具体状态,当其不能满足施工实际要求时,应当改变钢筋的分布,以求设计出能够满足应力的有效分布图。说到底预应力筋、锚具和体系设计都取决于效应的分析,在损失方面主要包括瞬间与后期两方面的损失。
(四)预应力技术在路桥钢筋混凝土结构中应用
建筑施工期间出现混凝土裂缝已经是质量方面的通病了,尤其是在大型的公路桥梁施工中,极容易出现混凝土裂缝。将预应力技术应用到钢筋混凝土当中,可以避免结构等出现裂缝,而且效果显著。预应力的集体应用是在公路桥梁混凝土的构建和结构使用之前,将受拉区的混凝土施压,在进行混凝土钢筋的张拉后,钢筋通过自身的回缩,让受拉区能预先的受到钢筋施加的压力。
(五)预应力技术在混凝土路面的应用
公路桥梁的预应力技术在混凝土路面的应用,是最近几年公路桥梁建设的一大创举。其原理大致和再钢筋混凝土结构中的应用相似。都是依靠预应力钢筋的配置对路面混凝土进行相关约束,使得路面延缓裂缝的出现,甚至是不出现裂缝。要运用好混凝土路面的预应力技术,在前期的准备工作是必不可少的,路面交通荷载力、温度、湿度、摩擦约束等都要进行深入探讨,防止在施工期间出现收缩裂缝,这一项技术在目前的项目建设中已经日趋成熟。
二、公路桥梁预应力技术存在的问题
(一)预应力张拉的时间问题
近几年来,为了提高混凝土的预应力的早期强度,大多都是采用添加早强剂的方式,在混凝土浇注三天之后,就开始张拉,张拉之后等到混凝土到达一定强度之后,然而混凝土的强度增加的过快,弹性模量的变化增加的过于缓慢。这样都会使预应力的损失不同程度的增加,使得桥梁的承载能力不足,从而出现较多的裂缝等危害。另外,采用早期强度的混凝土做检测试块来代替实际强度,也会存在一定问题。实事证明,早期使用早强剂的混凝土都不能达到实际标准或者更低。
(二)预应力钢筋管道堵塞问题
由于施工人员的技术经验和素质,在混凝土浇筑中很容易出现野蛮作业的情况,或者是没有做好及时的保护措施,都有可能造成预应力钢筋的管道出现堵塞,导致张拉预应力的钢筋不能够顺利的通过,从而影响张拉的实际效果,导致预应力钢筋的实际伸长值与理论值出现了较大差别,这也会给路桥的成本、工期等造成了相当大的麻烦。所以,避免预应力堵管不仅要求严格按照安装管道的相应规范来实施,对管道内部做好精确定位。防止管道出现弯折、扭曲等现象,在现场施工中,尽量避免施工中出现野蛮行为的出现,安排专业人员进行跟班。对于孔道的施工,尽量控制好抽芯时间,避免不能在混凝土没达到强度前或是太晚拔不出来的时候。
(三)张拉力控制的问题
笔者从后张法施工的各个方面入手,由于目前的预应力的施工技术起步相对较晚,在公路桥梁的预应力施工期间没有较为明确的规范,张拉的控制也不够严禁都是非常普遍的现象。大多的建设工程都采用1.5级油压进行计量,而且施工人员也没有进行相关专业的资格培训,对于张拉的控制都是忽高忽低,导致实际误差比较大。尤其是进行多束张拉的时段,由于对张拉的控制不够周全,各束张拉力不同,也会让预应力钢筋混凝土结构产生严重影响。想要控制好公路桥梁的施工质量,最根本的方法就是加强施工人员的专业性施工技术培训,提升整体设备条件,将施工的不规范杜绝于门外。
(四)收缩徐变过大
1.1加工场预加工连接方式
这种方式的特点较为突出,主要是种类繁多,焊接质量能够得到有效保证,同时操作场地也相对较为充足。这些特点便于监理人员进行检查,同时在进行连接的时候可以采用焊接连接的方式。虽然操作相对较为简单,但是在具体施工的过程中也要严格按照要求和规定来进行,需要特别注意的是,如果采取焊接的方式,最好采用双面焊接的形式,同时起到连接作用的钢筋,不能处于同一水平线上。这是加工场加工连接方式的总体特征。
1.2现场水平连接类
如果现场水平连接类钢筋出现了一系列问题,需要及时采用机械连接的方式。这些问题主要是设备的种类问题,空间分配问题,以及实际作业所面临的复杂问题等等。因为,这些问题的出现会给监管人员的工作带来较大的难度。但是如果施工工程对于空间、设备以及连接质量的要求不是很高,就可以采用焊接连接的方式来进行。
1.3现场竖向连接方式
采用这种方式进行连接要受到很多客观因素的影响和制约,导致焊接操作无法进行。同时焊接的质量也很少能够达到相关的标准,因此,焊接时就会耗费大量的人力和物力,对于检查工作也会存在着一定的阻碍作用。可见,这种连接方式不利于实际的施工,因此,需要采用机械连接的方式。
2钢筋机械连接的施工工艺
2.1材料要求
2.1.1钢筋直径为16mm-40mm的HRB335、HRB400热轧带肋钢筋,符合《钢筋混凝土热轧带肋钢筋》GB1499—1998标准的要求。钢筋应平直、无损伤;表面没有裂纹。
2.1.2钢套筒直螺纹套筒连接是通过钢筋端头特制的直螺纹和直螺纹套管咬合形成整体的一种连接方式。可根据需要制作直径为Φ16~Φ40的钢筋直螺纹连接套。连接套制作材料用45号优质碳素结构钢或其它经试验确认符合要求的钢材。连接套筒表面没有裂纹,表面及内螺纹没有严重的锈蚀。连接套的屈服承载力和抗拉承载力不小于被连接钢筋屈服承载力和抗拉承载力标准值的1.10倍。
2.2工艺流程
钢筋滚轧直螺纹连接的工艺流程一般要经过:钢筋原料、切头、机械加工、套丝加保护套、工地连接几个程序。
2.2.1在下料之前应该先把要加工的钢筋调直,钢筋要与切口端面保持垂直关系,不可以出现马蹄形或挠曲的现象。下料时一定不要采取气割下料的方式,而要尽量用砂轮切割机或专用切割设备,这样才能最大程度上保证下料的准确性。
2.2.2钢筋丝头的加工一定要符合相关要求,首先,必须要保证钢筋丝头要借助翻滚压机上完成,其次,进行丝头加工时,螺纹的长度一定要达到相关单位提供的参考数据的要求,丝扣的牙形必须和连接套的牙形相同。
2.2.3对已经加工好并且通过相关检验的丝头一定要加强保护力度,要给钢筋一端戴上保护套,另一端弄上连接套,同时要按不同的规格和类型加以整理,以便使用时方便查找。
2.2.4钢筋连接时,钢筋的规格和连接套的规格一致,并确保丝头和连接套的丝扣干净、无损。连接接头应使用管钳或专用扳手拧紧,使两个钢筋丝头在套筒中间顶紧。拼接完成后,套筒每端不得有一扣以上的完整丝扣外露。加长型接头的外露丝扣数不受限制,但应有明显标记,以检查进入套筒的丝头长度是否满足要求。
3质量要求与检验
3.1质量要求
3.1.1丝头:牙形饱满,牙顶宽度超过0.6mm,秃牙部分累计长度不应超过一个螺纹周长。外形尺寸含螺纹直径及丝头长度应满足图纸要求。
3.1.2套筒:套筒表面无裂纹和其它缺陷,外形尺寸包括套筒内螺纹直径及套筒长度应满足产品设计要求。
3.1.3连接:连接时要确保丝头和连接套的丝扣干净、无损。被连接的两钢筋断面应处于连接套的中间位置,偏差不大于1p(p为螺距),并用工作扳手拧紧,使两钢筋端面顶紧。
3.2质量检验
加工人员加工时逐个目测丝头的加工质量。检查标准应符合相关的规定。每加工10丝头应用相应的环规和丝头卡板检测1次,并剔除不合格产品。自检合格的丝头,再由质检人员对每种规格加工的丝头随机抽样检验,以一个工作班生产的丝头为一个检验批随机抽样10%,且不得少于10个,按相关数据作钢筋丝头质量检查。
4成品保护
4.1进行成品的保护也是较为重要的一个环节,首先要对套筒质量进行严格控制。要保证其在运输的过程中不受到其他物质的腐蚀,要保证其洁净。同时要安置套筒的保护盖,将相应的规格标注在表面上,这样有利于相关的检测人员进行检测。同时要对成品进行验收,有秩序地堆放。
4.2对于加工好的丝头来说,要用相应的保护帽或者是连接套筒等装置来加强对其的保护,这样做主要是为了减少对螺纹的损害,最大限度地降低污染程度。
4.3钢筋是施工工程不可缺少的一种材料,同时也是工程的中坚力量,因此做好钢筋的保护工作至关重要。要严格按照检测结果以及相应的规格来进行堆放,要在其底部方式一定厚度的木垫,如果施工工程要经过雨季,需要做好防锈保护工作。保证钢筋的质量在一定程度上就是对公路的施工工程负责。除此之外,还要充分考虑到施工过程中可能出现的相关问题。由于施工人员对于施工工作的流程或者是业务等熟悉程度不够,会出现钢筋的端头不直不平的问题。或者是进行施工的过程中,由于安全措施不到位导致施工过程中出现一系列的安全问题。只有将这些问题一一解决,才能从整体上保证公路桥梁的施工工作的顺利进行。