道路桥梁工程病害与施工策略

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道路桥梁工程病害与施工策略

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-20 2557 0


简介:结合我国道路桥梁工程病害防治与施工控制的实际情况,探讨道路桥梁工程在运维过程中发生病害的种类及其形成的原因和危害表现。着重分析了裂缝、剥蚀、地基沉降、混凝土的碳化与腐蚀、基础结构损害等病害的施工控制技术和防治措施,旨在为提高我国道路桥梁工程的施工及运维质量与效率提供借鉴与参考。

关键词:道路桥梁工程;施工控制;防治策略

0引言

随着我国现代化交通网络的逐渐完善,道路桥梁工程在城市发展和经济建设上的重要性越来越突出,因此对其在规划、设计、建设、运维的质量和效率上的要求越来越高。而桥梁病害作为制约道路桥梁工程社会效益和经济效益有效发挥的重要阻碍,如何在设计施工阶段通过施工技术的不断优化以及施工质量的强化管控,在运维阶段通过全面的病害检测体系和合理的病害防治技术实现病害的及时预防与科学处理,便成为我国道路桥梁工程现代化发展的重点。

1道路桥梁工程病害的分类及其产生的原因

1.1裂缝

由于在施工建设阶段水泥混凝土或沥青混合料材质及其配比品质不合格,从而导致水泥在铺设过程的异常凝结,再加上水泥混凝土(沥青混合料)在运输、浇筑、摊铺、压实工作上没有严格的质量管控,造成路面层级黏结不稳、层级厚度不足或摊铺不均、水稳定性差、延展性和强度缺失等。如果遇到较大的交通负荷或是恶劣天气(大风干燥、暴雨渗透、冻融)的影响,就极易产生横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝,如若不及时加以防治和处理,便会造成大面积坑槽及路面沉降,给道路桥梁的安全通行以及高效运维构成阻碍。

1.2剥蚀

道路桥梁的剥蚀病害多发生在水泥混凝土的工程路面中,由于在水泥混凝土的材料配比在水灰比上的要求较高,一旦水灰配比过大,就会在施工及运营后由于环境(风化、雨水、冻融)和交通负荷的影响造成一定程度的浮浆,进而导致桥梁路面的起皮、剥落、露石和蜂窝麻面等现象。除此之外,如果在混凝土施工过程中对路面进行过度的洒水提浆处理或是没有严格按照泌水施工的相关处理程序,在泌水未结束前就对路面完成收浆饰面处理,造成泥浆外析,也会导致日后运营过程中的剥蚀病害。剥蚀病害属于路面的表层伤害,一般初期病害会产生1~3m的起皮,对道路桥梁的性能影响不大,但是如果任凭灾害范围扩大,剥蚀加深而造成路面露骨,就会导致桥梁构建的截面积降低,空气及外部有害杂质便会对路基及其内部的骨料和钢筋构成侵蚀,进而造成结构性的损毁。

1.3路基及桥涵台背沉降

(1)我国的地形地质复杂,特别是在山区丘陵地带的道路桥梁工程,如果没有对工程建设所在地的地形地质进行全面地勘探与测绘,不能对杂填土和沙土等软土环境下的地基进行科学的加固处理,无法采取必要的手段对桥头软土的地基承载能力进行合理地分析和优化,就容易造成路基沉降和桥头跳车等现象。(2)在施工建设阶段,如果对路堤压实不足或是失衡、对软湿等不良地质没有彻底地加固处理就进行水泥混凝土的填筑,亦或是山体或是地表渗水、挖填交界刚柔过渡处理失当,造成土石界面的滑移等原因,便会导致路基的局部和整体沉陷[1]。(3)如果路面的加固处理不到位或不及时,再加上桥面台背填料的品质低下,在强度、刚度以及填筑的厚度和压实的程度上难以适应道路桥梁稳定性和荷载力的相关设计要求,便会产生桥头跳车和桥涵台背沉陷等不良现象。

1.4混凝土碳化与钢筋的腐蚀

混凝土的碳化与其材料的密实度有着很大的关系,因此如果在混凝土配比的时候,水灰比过大,就会使其在硬化过后的空隙增多,如果在搅拌、捣鼓、摊铺和压实工艺上的管控缺乏,混凝土在相对湿度和温度都普遍降低的条件下就会为空气中的二氧化碳和水分提供充足的渗透通道,使其与混凝土中的化学成分进行反应,致使混凝土中的碱含量降低而碳酸盐含量升高,不仅造成水泥混凝土内部的毛细管孔增多以及大量气泡的产生,还会对其中的钢筋等内部构建构成侵蚀,进而引发裂缝扩大,耐久性降低等不良现象,大大降低了道路桥梁的使用寿命,提高了运维的成本和难度。

1.5基础结构破坏

主要是针对主梁基础和墩台基础发生的裂缝、变形等损害。其产生的原因主要是由于设计阶段对主梁和墩台所应承受的荷载因素及参数设计不足(除了内部荷载之外,还要考虑车辆荷载、土体压力、风力、水流压力、冰压力等),以致在实际投入运营过程中负载过重而造成了主梁与墩台基础的破坏。此外如果主梁基础和墩台基础的水泥混凝土材料配比与施工管控存在不合理之处,也会造成诸如路面腐蚀破坏等现象的发生,从而导致钢筋的锈蚀和混凝土强度降低。

2道路桥梁工程病害的施工控制策略和防治措施

2.1严格控制道路桥梁的施工工艺与施工操作

(1)在道路桥梁进行规划设计的前期,就需要对道路桥梁所在地区的地形、地质以及水文状况进行全面勘测,从而为科学化的工程设计提供必要且可靠的参数基础,达到设计与工艺技术的实施能够对地区的环境进行合理化地改造(边坡及地基加固、排水抗渗等)与桥梁性能的适应性提升,以确保工程建筑的质量,降低各种病害发生的频率。(2)要进一步强化对水泥(沥青)混凝土材料及其配合比的管控力度,确保混合料中使用水泥的强度和延展性、集料以及掺合料的粒径和纯度、外加剂的使用类别和用量以及水灰的配比都符合设计的相关要求。严格监管水泥(沥青)混凝土在拌和、装载、运输、摊铺、振捣、压实等工作上的施工步骤与施工工艺,确保混凝土一次摊铺的厚度符合设计的要求,保障摊铺、振捣、整平、抹面等施工工艺的连续性以及压实工作的多重紧密性。特别是在接缝施工过程中一定保证锯缝操作的及时和快速,严格控制锯缝的宽度与角度,以达到胀缝板与经壁的紧密结合。(3)根据工程建设的发展需要和性能维护需要,就应对施工技术进行适应性的优化,例如在水泥混凝土中加入定量的增稠剂(如甲基羟丙基纤维素),以提高水泥浆体的保水性和黏聚性,一方面提高摊铺的效率和经济性,另一方面可以适当解决水泥混凝土的沁水问题,降低路面产生裂缝、剥蚀、混凝土碳化等病害的几率。

2.2强化桥梁施工质量及病害的动态检测与评估

针对道路桥梁建设的发展需要,要不断强化在施工和运维过程中对路基、道路表面、主拱圈、墩台基础、主梁等受力性能检测和病害监测(根据受力的特征确定检测的重点与监测时间跨度);与此同时,还要加大对混凝土合成料、钢筋等工程材料性能参数的测试与评价,以选择更加合适的材料来进行道路桥梁的修筑;此外,在工程验收和投入运营后,利用雷达技术、声波检测技术、超

土工布广泛用于水利、电力、矿井、公路和铁路等土工工程:l、土层分离的过滤材料;2、水库、矿山选矿的排水材料,高层建筑地基的排水材料;3、江河堤坝、护坡的防冲刷材料;4、铁路、公路、机场跑道路基的补强材料,沼泽地带修路的加固材料;5、防霜、防冻的保温材料;6、沥青路面的防裂材料。

声波探测技术定期对道路桥梁的内部缺陷和结构性能进行检测和评价,确保道路桥梁的外部表象、内部结构和性能都能够满足日常交通负荷的需求,如果发现异常现象,也可以及时采取修复措施予以维护性的修复,从而极大提高道路运维的经济性和危机处理的高效性。

2.3优化道路桥梁的施工加固技术

2.3.1路基加固技术

结合施工方案和相关的地质地理因素,通过深层搅拌器械将水泥固化剂等原料注入桥头软地基之中(或采取砂桩加固、地基土置换以及施压等),使其形成承载力优良且稳定性强的复合地基,从而减少地基不均匀沉降发生的概率。

2.3.2道路桥梁表面病害的加固技术

(1)如果裂缝发展不至严重的情况下,可以采用灌封胶灌注进行加固,结合病害产生原因及其危害程度,可以在灌缝的基础上施以预应力及钢筋黏结加固措施辅助,从而提高路面修复和结构性能的整体性。(2)当剥蚀不至严重,只在局部出现碎裂和脱落时,需要首先将碎裂物及杂质清除干净(可以露出钢筋),然后再用性能良好的水泥混凝土在病害部位进行修补,然后在新旧衔接处刷涂一定的黏结材料,以提高新旧路面的结合度;如果道路破损范围较大,且出现钢筋腐蚀的现象,就需要对路面进行全面地清理或重新浇筑,从而达到路面性能维护与道路病害修复的双重的功能。

2.3.3台背回填加固技术

一方面在回填的材料上要确保其强度、渗水度、易操作度符合回填质量的设计要求,保证砂石粒径与纯度;另一方面回填的斜坡或台阶应设置在基底处沿路堤纵向长度距桥台背不小于2m的地方,回填高度通常控制在2~4m,合理控制好路基与桥台的衔接紧密度,确保路基特别是衔接处的压实质量,以有效平衡桥梁结构的刚柔度,减少桥头跳车发生的几率[2]。

3结语

道路桥梁工程的建设质量与运维效果直接影响着人们的生活质量与社会稳定,因此道路桥梁的相关建设单位与个人要不断强化对工程规划与设计、施工工艺操作、工程质量监理与验收以及运维保养工作的责任监督和规范管理,从而全面提高我国道路桥梁建设施工与运维保养的品质化发展和现代化提升。

参考文献:

[1]傅晓军,朱国明,占旭俊.城市道路桥梁常见病害防治措施的探讨[J].科技资讯,2010(22):111.

[2]董志永,李瑞卿.道路桥梁的病害情况分析及加固技术研究[J].科学技术创新,2015(45):175.

作者:王帅 单位:中建路桥集团有限公司


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