董久民
(沈陽雪松經(jīng)濟開發(fā)區(qū)管理委員會 遼寧沈陽 110101)
隨著社會經(jīng)濟的逐年發(fā)展,市民衣食住行方面均得到了較大的改善,尤其是在出行條件方面,基礎性運輸體系及結構慢慢優(yōu)化完善,形成了更大范圍的交通運輸網(wǎng)[1]。在這樣的背景環(huán)境之下,人們對于市政橋梁的穩(wěn)定性與堅固性也提出了更高的標準及要求[2]。傳統(tǒng)的市政橋梁通常是以單一架構的修建形式構建的,內部的架構承壓效果一般,外側基礎設施及防止結構也并不完整,這在一定程度上導致交通事故、建筑事故頻發(fā),給人們的生產(chǎn)生活埋下了安全隱患[3]。
為了緩解這一問題和缺陷,需要構建更加科學、嚴謹?shù)臉蛄壕S護、修繕模式。該部分主要是對橋梁構造性病害進行分析、研究。橋梁的構造性病害一般指的是自身的結構問題,如裂縫、形變、承壓斷裂等,如果不加以治理,極有可能造成多方向的橋梁斷裂與坍塌,在造成巨大經(jīng)濟損失的同時,也威脅到人們的生命安全[4]。因此,需要對市政橋梁構造性病害及防治作出研究。本文會在較為真實的環(huán)境之下,結合橋梁自身的真實病害,設定具有針對性的防治方案,利用專業(yè)的設備與裝置,根據(jù)執(zhí)行建設的環(huán)節(jié),逐步實現(xiàn)構造性病害的處理、控制與后期的維護,在最大程度上延長橋梁的使用壽命,實現(xiàn)橋梁的多方面、多層級及多目標的加固,為后續(xù)的施工奠定基礎條件。
近幾年來,隨著我國建筑技術的不斷完善與優(yōu)化,部分橋梁、公路施工的整體工作效率與質量得到了極大提升,人們對于市政橋梁的建設標準也逐漸提升[5]。在這樣的背景之下,由傳統(tǒng)方法構建成的橋梁逐漸無法滿足人們的要求,所以,需要對其進行維護與修繕。在實際處理的過程中,市政橋梁逐漸暴露出了一些問題和缺陷,其中最為重要且關鍵的一項便是構造性的病害[6]。
所謂構造性的病害,主要指的是一些出現(xiàn)在結構上的建筑危害。這些危害如果不及時作出處理,常常會對內部的結構造成十分大的壓力,同時,再加上外部因素的影響,最終形成大范圍的建筑坍塌及斷裂等情況,為后續(xù)的維護施工造成極大的阻礙。不僅如此,雖然部分橋梁在建設的初期安裝了防護裝置,但是由于年久失修及結構腐蝕,已然不具備預設的使用價值。所以,對于市政橋梁一并保護兼具防護的作用,在這樣的背景下,也加重了構造性病害的情況,對于市政橋梁的建設形成了一定的阻礙,造成十分糟糕的現(xiàn)狀。
在市政橋梁的實際建設過程中,由于施工不合理及不規(guī)范,常常還會出現(xiàn)大范圍的構造性病害,這些病害對于后續(xù)的施工及未來的應用都會造成一定的影響。接下來,需要結合實際的建設需求,劃定具體的市政橋梁構造性病害類型,大致可以分為以下幾種,即道路橋體雙側裂縫、地基不均勻沉降截面斷裂及橋梁鋼筋銹蝕等,每一種構造性的病害對于橋梁的影響均是較大范圍的。不僅如此,構造性病害的發(fā)生概率也不是單獨的,可以隨機組合發(fā)生,一旦出現(xiàn)這種情況,極有可能促使整個橋梁坍塌、崩落、斷裂,在一定程度上增加市政橋梁的危險性,同時也給人們的日常生活埋下了安全隱患。
通常情況下,在橋梁建設的初期,相關的施工人員均會對承壓樁體的內部進行檢測,確保不存在裂縫及斷裂的情況,才被允許使用。但是,由于不合理、不規(guī)范的維護與檢修,再加上一部分外部因素的影響,導致市政橋梁后期的運行情況十分糟糕,這一情況還同時會受到天氣狀況、地理環(huán)境、地質變化、人為因素及施工水平的影響,尤其是承壓樁體的裂縫,更是維護、修繕工作的關鍵處理項目。
在市政橋梁施工時,幾乎都會使用作為截面及樁體的關聯(lián)材料,這主要是由于混凝土的黏性較強。但是,由于外部壓力的變化,導致混凝土的抗撕拉能力逐漸下降,在橋梁道路運營期間,也并未對其進行養(yǎng)護與可持續(xù)性的處理,導致橋梁內部結構受到過大的壓力,進而在后期在不同的區(qū)域中出現(xiàn)多種類型的裂縫。
其實,橋梁如果長期受到超出承壓極限范圍之外的力量,對于樁體本身也是一種損壞,更會加重樁體上的裂縫深度,再加上外部因素的侵蝕與形變、沖擊,促使市政橋梁長期處于極限狀態(tài),久而久之,更是會加重裂縫的深度和寬度,嚴重的甚至會導致橋梁分裂,對于人們的出行也會埋下安全隱患,威脅市民的人身安全。
橋面下沉主要與建筑橋梁的地質特點存在較大的聯(lián)系。在一部分的地區(qū),所建設橋梁的區(qū)域地質一般不能過于堅硬和柔軟,在市政橋梁建筑及設計的綜合過程中,相應的環(huán)節(jié)均需要設定標準。出現(xiàn)橋面下沉的情況,一般是由于在建設的過程中未按照標準來構建,或者設計不合理。在實際施工時,部分施工人員忽視建設要求,導致工程縮水現(xiàn)象嚴重,這也是造成橋面下沉的重要因素之一。除此之外,為了簡化相應的建設環(huán)節(jié),提升整體的施工效率和經(jīng)濟效益,相關部分對于審核的標準會相對放寬一些,此時,就極有可能出現(xiàn)評估不合理、不精準的情況,使得橋梁路面的實際厚度與預設的厚度不相同,界面也呈現(xiàn)出參差不齊的狀態(tài),部分橋梁還會因為承壓樁體偷工減料而斷裂、崩塌,導致后期橋面下沉的現(xiàn)象更為嚴重。
鋼筋銹蝕是多數(shù)橋梁均存在的問題之一,同時也是施工質量、橋梁壽命延長的重要前提條件之一。但是,部分的橋梁在建設的過程中,施工單位可能為了節(jié)約成本及經(jīng)費投入,選擇應用質量較差的材料進行施工處理,對于鋼筋和鋼釘?shù)氖褂靡彩侨绱?,鋼筋的質量并未達到預設的標準,便不能更好地實現(xiàn)樁體之間的連接,而且橋梁截面也會由于承接不均產(chǎn)生偏頗、不平衡的狀態(tài),這在一定程度上也會造成橋梁多方面的問題。同時,對于承接鋼筋及鋼釘?shù)氖褂靡膊⒉灰?guī)范,鋼筋與鋼釘本身便極容易受到氧化,部分工程人員在使用之前會對其進行簡單的防氧化處理,但是,效果并不理想,這與其自身存在的較強的脆弱性特征有更為直接的聯(lián)系。另外,在外界空氣、自然環(huán)境及施工處理的影響下,其逐漸出現(xiàn)不同程度的銹蝕現(xiàn)象,其實,鋼筋與鋼釘生銹是不可避免的,但是可以通過特殊的方式進行延緩。可部分施工人員對于防銹防氧化的處理并不到位,致使最終鋼筋性能逐漸下降,造成橋梁內部的承載力大幅度下降,進而形成橋梁斷裂和橋體坍塌等問題。
與傳統(tǒng)的防撞設施不同的是,橋梁防撞與加固結構必須進行關聯(lián),這樣可以最大程度地避免橋梁脫節(jié)及斷裂等事故,提升整體的安全性。而傳統(tǒng)的防撞設施僅是加置部分的圍欄和木質框架,達到維護的作用,但是實際的效果并不明顯,所以,不具有應用價值。為了緩解這一情況,可以采用雙向梁式的防撞加固方式來完整整體的建設框架,避免構造性病害的發(fā)生。
所謂雙向梁式防撞加固,主要是對橋梁的主承接梁進行防護與防治,可以在規(guī)劃的過程中進行雙向輔助關聯(lián)墻的建立,將懸臂梁、簡支梁分別支撐在墻體與支撐梁之間,將連續(xù)梁作為過渡,作為承壓的核心點。與此同時,為了減少由于撞擊而出現(xiàn)的多方向裂痕,可以使用多目標的養(yǎng)護和修復形式,同時實現(xiàn)防撞和加固,這樣的方式會使整個橋梁更加穩(wěn)定??紤]到承壓樁體的進一步固定,可以在橋梁中心位置安裝一個預應力拉桿,采用鋼筋關聯(lián),將兩端與錨尾部固定在一起,增強具體的支撐效果,起到病害的防治作用。
伸縮防治一般是對橋梁的梁體結構、承壓截面進行控制的一種裝置,主要被安裝在橋梁的兩側及底部。由于橋梁中部分裝置及結構同樣也是伸縮性質的,為了可以進一步節(jié)省建設的空間,對于這一類裝置同樣也需要與伸縮防治裝置進行關聯(lián)。可以在橋梁建設的初期,選擇剛性較強的梁體結構,保證實際道路應用的對應承載標準,同時,結合橋梁通行的具體情況,設定伸縮裝置的實際距離與伸縮節(jié)點,確保防治設施及裝備可以正常投入使用。伸縮防治裝置的張力與拉力也需要進行更為嚴格的控制,為了避免銹蝕與裂縫的情況,可以設定具體的伸縮比例,具體如表1所示。
表1 伸縮防治裝置比例預設表
根據(jù)表1,可以完成對伸縮防治裝置比例的預設。依據(jù)上述預設的比例,加強對伸縮裝置的控制,提升整體的病害防治效果。
橋頭跳車是一種較為特殊的病害,主要是因為橋梁側方向的豎向剛度相對較大,進而導致在建設與使用的過程中車輛很難實現(xiàn)定向移位,并且在狹小的區(qū)域中,回填土自重及車輛的壓力通常會出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象,而此時,橋梁的地基也會發(fā)生深度的變化,進而影響路堤回填的體積,導致跳車現(xiàn)象發(fā)生。
可以先確定橋梁高臺跳車的回填堅實度,進行雙向防控。同時,為了確保橋梁過渡段結構的穩(wěn)定,可以采用減少橋梁兩端差距的方式來調整橋梁的平面均衡度。另外,還需要增強橋梁回填土的密度與強度,最大程度地避免出現(xiàn)形變的問題,進一步起到雙向荷載加固的作用,提高橋梁的質量。
結構壞化一般多發(fā)生于橋梁的中下路段的位置,主要是因為荷載區(qū)域常年受力不均而導致的結構性損壞。在建筑材料中,要數(shù)混凝土的結構壞化造成的影響最廣泛。同時,橋梁結構壞化一般是不可逆的,一旦發(fā)生,便無法維護處理,所以,為了避免這一問題的發(fā)生,需要提前進行防治。在修建的過程中,可以將混凝土的密實度及抗腐標準提升至最高,在形成防護截面的同時,還可以降低混凝土的實際滲透性,促使氯離子的氧化速度下降。同時,在預設的基礎之上,將混凝土的水泥漿與氯離子相結合,加入普通硅酸鹽水泥,形成混合的漿體,隨后,將水泥漿過篩,并進一步細化,最終所構建的效果將會更好。但是,需要注意的是,對于混凝土的結構壞化,要預設固定的審查、核驗期限,定期進行處理,最大程度地避免混凝土結構壞化問題的出現(xiàn)。
通常橋梁的連接與樁體的承接均是利用鋼絲束來實現(xiàn)的,這主要是因為鋼絲束的堅硬度及彈性較大,更加適合高承壓的橋梁使用。為了達到預期的加固目標準,首先,需要結合相關的數(shù)據(jù),計算出橋梁綜合承壓值、荷載值及預應力,以此來確定具體的橋梁截面面積。其次,將鋼絲束橫向捆綁在橋梁的兩側,并與下方的樁體呈垂直狀態(tài),此時,根據(jù)預應力的強度及承壓總值,加設鋼絲束,形成更強的關聯(lián)加固結構,避免橋體出現(xiàn)脫節(jié)的現(xiàn)象,形成更為有效的構造性病害處理,營造更加安全、穩(wěn)定的市政橋梁交通環(huán)境。
本文是對市政橋梁構造性病害及防治的分析與研究。構造性病害與基礎性病害有所不同,構造性病害所覆蓋的面積相對更廣,在復雜的建筑環(huán)境之中,如果與其他結構具有較強的關聯(lián)性,則更難處理、控制,嚴重的甚至會產(chǎn)生大面積的建筑坍塌及內部構造斷裂。所以,為了避免這一問題的發(fā)展,可以結合特殊的技術及處理模式進行防治。施工人員需要深入分析建筑過程中所呈現(xiàn)的結構性病害的整體特征及病害的范圍,結合得出的結果,制訂靈活的防治計劃。但是需要注意的是,這一防治計劃也并不是固定的,而是隨著工程建設變化及病害的區(qū)域隨時作出調整,以此來確保工程的順利完工,提升市政橋梁日常應用的安全性和長久性。