加固养护（精选7篇）
加固养护 篇1
高速公路建成通车后, 便进入营运养护期, 由于承受外界自然条件和行车荷载等条件影响, 在一定时期内个别桥涵或多或少地存在少量的结构病害, 在这些结构病害中, 有些病害倘若发现不及时、处理不到位, 将对桥梁的安全营运带来潜在的危险。因此, 作为工程养护技术人员, 在日常的管养工作中, 必须在思想上先给予充分地重视, 重视桥梁的日常保护, 加强日常巡视, 以便能及时查找问题, 并作出必要的处治。为了能在桥涵养护工作开展过程中把桥涵病害的日常巡视工作做得更好, 把检查工作做得更细, 本人将结合自身岗位实践, 从工程管理的角度出发, 把对桥梁养护加固的相关内容进行搜集整理, 特形成本文, 以便内业同行日后在从事桥涵管养工作时能起到一定的参考价值。
随着近年来载重汽车吨位的不断增大, 我们在进行桥梁日常养护工作中发现, 许多公路经过多年营运之后, 个别桥涵陆续出现了混凝土开裂、风化露筋、钢筋锈蚀等严重病害, 有些桥涵的实际承载力明显下降, 严重地影响到路上行车安全, 急需对发生病害的桥涵进行加固处理。首先, 先让我们来了解一下, 这些常见病害, 主要是如何在后期造成的。
1 桥涵病害产生原因分析
产生此类病害的原因是多方面的, 主要有以下几点:
在桥涵建设施工时, 存在质量问题, 桥涵结构钢筋保护层厚度不够, 混凝土震捣不密实, 经常年使用, 表层混凝土容易风化脱落, 形成露筋。
桥涵防水层开裂失效, 雨水不断渗入与盖板混凝土的主要成分硅酸钙发生水化反应, 形成游离钙、硅酸和氢氧根, 在毛细压作用下混凝土中的盐份被水带出淤积于混凝土表面, 进一步与空气中的二氧化碳反应在混凝土表面结晶形成白色硬块, 最后形成碱蚀。在这个过程中, 如果结构存在裂缝, 就会引起钢筋的锈胀, 出现钢筋锈蚀的情况。
沿每地区空气中和土质中都含有一定的氯盐成分, 盐水渗入到结构混凝土的缝隙里, 引起碱骨料反应发生盐腐蚀, 加速了混凝土的离析。
2 常见桥梁病害类型
桥涵建成通车后, 由于受各种因素影响, 一些工程部位, 或受力薄弱的地方, 往往会提前出现某种病害, 如裂缝、支座变形老化、钢筋露筋、不均匀沉降等。由于以上大部分病害的出现频率偏高, 因此, 在以往的养护加固方式中, 对于这几类病害的处理加固早已有着许多现成的可取经验, 然而, 随着后期现代社会的快速发展, 在新材料、新技术的大力推广下, 仍然涌现了不少新工艺, 新做法, 给桥梁病害的处治加固提供了很多便利和效率。
3 桥梁加固流程
在桥梁结构发生病害后, 需要采取措施进行加固维修或者更换。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序:
结构可靠性鉴定→加固方案确定→加固设计→施丁组织设计→施工→验收。
结构可靠性鉴定, 主要是对病害结构的病情诊断。加固方案好比处方, 加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程。加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程, 对于大型结构加固, 为确保质量和安全, 施工前应编制施工组织设计。
4 桥梁加固技术措施
针对桥梁存在的病害类型, 不同的病害, 其处治措施则不尽相同, 下面, 就让我们对部分病害类型的处治加固方式进行详细介绍吧。
4.1 裂缝修补技术
裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性, 主要技术有:
4.1.1 表面处理法, 在微裂缝的表面涂抹
填料及防水材料, 以提高其防水性和耐久性。对于宽度发生变化的裂缝, 要设法使用有伸缩性的材料。
4.1.2 注浆法, 在裂缝中注入树脂或水泥
类材料, 以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂, 多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用, 可以增强裂缝部位的整体性, 是一种防止裂缝继续发展的好办法。
4.1.3 充填法, 这是一种适合于修补较宽
裂缝的方法, 具体做法是沿裂缝凿一条深槽, 然后在槽内嵌补各种粘结材料, 如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。
4.1.4 表面喷涂法, 喷浆修补是一种在经
凿毛处理的裂缝表面, 喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层, 来封闭裂缝的修补方法。喷浆前, 需要把结构表面的剥离部分除去, 再用水冲洗清洁, 并在开始喷浆之前把基层湿润, 然后再开始喷浆。
4.1.5 粘结钢板封闭法, 当钢筋硂构件产
生主拉应力裂缝时, 可对裂缝先进行处理之后, 再在裂缝处粘结钢板, 并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。
4.2 截面加固技术
本文以最常见的桥梁结构形式的上部结构及其常见的加固方法进行说明。
梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法。
加大截面加固法采用增大构件的截面面积, 根据荷载大小和净空条件不同, 可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。
外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部, 以提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合, 必须保证粘和剂的质量外部预应力加固法指运用预应力原理, 在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力, 可以抵消部分自重应力, 起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。
改变结构体系加固法通过增设支撑或桥墩, 把简支变为连续、在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁, 以减小梁内控制截面峰值弯矩, 提高承载能力的一种加固方法。
增设纵梁加固法在桥梁墩、台基础稳定, 并具有足够承载能力的情况下, 可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁, 这些新梁与旧梁连接在一起共同受力。由于应运中的车辆荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布, 使原梁中所受荷载得以减少, 加固后的桥梁承载能力和刚度得以提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时, 兼有拓宽的作用。此法适用于梁体结构基础完好, 而承载能力不能满足要求的场合。
4.3 伸缩缝病害处治措施
伸缩缝破坏主要由于以下原因造成的:一是交通量的增大, 特别是重型车辆的不断增多, 对桥梁伸缩缝的车辆冲击力明显加大;二是设计方面的原因, 如桥面板刚度不足, 伸缩量计算不准确等;三是施工方面的原因, 如在伸缩缝的施工中未严格按伸缩装置的施工工艺技术标准和安装工序进行施工。针对这一问题, 我们建议对安装混凝土破坏的予以维修, 橡胶止水带破损的更换;同时, 建议加强对伸缩装置的日常管理、维护。异型钢伸缩缝橡胶条破坏主要是由于橡胶老化引起的, 缝内残留物不及时清理, 也是橡胶条破坏的原因之一。伸缩缝安装导致混凝土开裂、破损是由于交通量大、超载车辆多及安装混凝土表面与沥青路面衔接不良造成。
5 结束语
总之, 在桥梁的日常管养中, 我们必须树立一种正确的管理理念, 即对于每一种经检查发现的类型病害, 都应该对其先记录备案, 并定期观察、跟踪各种病害的发展情况, 以便在制订或选用技术处治方案时能提供真实可靠的病情病因, 只有这样, 才会让制订出来的技术措施更具针对性、更具科学性。
参考文献
[1]公路桥涵养护规范实施手册.科大电子出版社, 2004年.
[2]管频, 王运周, 公路桥涵与隧道养护[J].人民交通出版社, 2009年1月.
加固养护 篇2
【摘 要】本文先对当前公路桥梁施工管理中存在的主要问题作了简要的分析，然后对路桥梁养护管理中的问题作了论述，最后对于加强公路桥梁施工管理养护技术及加固维修的具体措施进行了详细的阐述。
【关键词】公路桥梁；养护技术；加固维修
前言
公路和桥梁的状态的良好是车辆安全、顺利行驶的基本条件。所以对于道路和桥梁完整性的检测以及对于被损坏的道路和桥梁进行封锁并且整修工作，是决定车辆以及人员是否安全的关键因素之一。如果对于公路和桥梁的养护问题缺乏有足够的重视，会对于公路上行驶的驾驶人员造成极大的安全威胁，因此对于道路桥梁的养护管理中存在的问题进行分析并且找出解决问题和对策并且加以实施这一工作至关重要。
一、路桥梁养护管理中的问题
（一）缺乏专业的管理人员监管
在实际的工作中专业的管理人员或者是管理机构的数量相对较少，公路桥梁养护管理是一个长期性和复杂性都非常强的工作内容，但是在调查当中我们也看到，我国的公路桥梁管理工作一直都得不到足够的重视，同时，在这一过程中也没有配备专门性的检查人员，此外在管理机构上也存在着较大的不足，这样也就使得公路桥梁的养护管理无法满足其要求。
（二）公路养护对技术的要求相对较低
当前，我国社会经济的发展水平有了非常显著的提升，信息化的水平也在这一过程中有了非常明显的变化。但是，我国当前的公路桥梁养护管理工作对信息技术的要求还不是十分的到位。当前，我国经济的高速发展使得公路交通的速度和效率也要有一定的提升，信息技术的检测和管理的方法也要不断的完善，这样也就可以及时的反映出其中的问题，因此，在公路桥梁养护管理的时候，我们一定要对先进的信息技术加以全面的应用。
（三）我国公路使用周期长，病害也比较严重
我国的很多路桥工程在应用的过程中经历了相对较长的时间，一些桥梁因为病害或者是过于陈旧是需要养护和管理的，还有一些桥面是需要整修的，针对这些问题，相关部门一定要采取有效的措施对其加以处理。当前，我国公路建设水平在不断的提高，但是在陈旧桥梁的养护和维修上却不是十分的关注和重视。这样一来也就使得桥梁在应用的过程中会出现一定的磨损或者是其他类型的病害，在这样的情况下，我们就必须要采取有效的措施对其加以养护和维护。
（四）公路桥梁裂缝对应用质量的影响
在公路桥梁的施工过程中，受到施工工人的专业素质、合格的施工规范和严格的施工质量监管等方面的影响，在一定程度上影响桥梁的使用寿命。当没有按照设计方案、施工规范、施工工艺进行施工时，建设处的桥梁在经过一段时间的使用后，会产生种种问题，最常见的问题就是桥梁裂缝。桥梁裂缝会使桥梁的整体强度和抗压能力降低，影响桥梁结构的安全性和稳定性，承载能力降低，在雨水和路面积水的渗透腐蚀下，会加大裂缝的长度和深度，使桥梁内部结构得到更大的破坏，无法保证通过车辆的安全性。使桥梁产生裂缝的原因是多方面的，主要是在施工过程中没有按照规范的施工工艺进行，混凝土的混合比例不科学、不能发挥应有的强度和延展性，日常的维护和保养措施做的不到位。
二、加强公路桥梁施工管理养护技术及加固维修的具体措施
（一）做好防止超载的交通管理工作
在施工维修管理中对于公路桥梁的养护首要做的就是加强对超载交通工作的管理，通过一系列的管理措施限制通行车辆的重量，有效减少桥梁的承重压力，对于桥梁的保护作用不言而喻，在桥梁的通行口设置管卡，严格控制来往车辆的负载重量，能够有效减少对桥梁的结构损坏，从根本上对公路的安全进行维护。
（二）对墩台基础进行加固
在对墩台进行加固工程之前要对墩台的一系列基础设施进行适当的维修，比如说当水深超过5cm的时候，就要对水下的局部产生的损害进行修复，而墩台水的深度没有超过5cm的情况下，就可以采用套箱的方法对其进行及时的修补工作。
在对墩台基础进行加固时，可以采取增补混凝土的方法在原有的基础上扩大，对刚性基础采用分别在墩台的上中下三部分进行围带设置，配合钢筋混凝土的运用来对墩台主体进行加固。
（三）对裂缝进行定期的维修养护
当桥面或是桥体出现一定的裂缝的时候，应该对桥面结构进行一定的维修措施，并对裂缝情况及时的观察和反馈，在对其进行修补的过程中，在行业内一般采用嵌补和封闭以及打箍加固的方法来进行修补，比如在表面的钢板上增设碳纤维复合材料等。但在实际的维修过程中，应该结合实际的桥梁破裂情况来具体设置修复计划，以确保桥梁的安全性。
（四）加固混凝土结构
在对桥梁或桥面破损处进行修复时，应该先将其表面的破损状混凝土清除掉，把里面完好的土层露出来，对于损坏面积过大的部位就可以使用高速射水法，对其进行及时的清理，然后采用具有结合粘黏效果的材料来对受损部位进行封涂。如果受损的部位较小，则可以尽可能的采取手动的修补方式。但如果桥梁结构中的钢筋部位也出现了破损或是腐蚀现象，则要先清除表面的混凝土，然后将被腐蚀的钢筋也进行一定的清除工作，然后加入新的钢筋结构，再进行粘黏材料的封涂。
（五）加强桥梁的上部结构
对于桥梁的养护工作的维修管理涉及的面很广，不光是对桥梁的养护还有对桥面的伸缩加固以及桥头引道、悬索拉索等的定期检查和养护。对于稳定性较好的墩台，在桥梁的加固过程中可以借助增设纵梁的方法提高其承载力，对于桥面的铺装加固也要做好及时的养护工作。
（六）招聘专业的路桥养护工作人员
在传统的路桥养护单位体制中，由于养护工作被垄断，所以路桥养护的负责单位所录用的员工的模式往往是“家族式”。这便无法保障路桥养护工作人员的专业性。路桥安全监管部门应当对于路桥养护负责单位进行监督，限制他们招聘员工的权力。规定专业的路桥养护工作人员由路桥安全监管部门直接进行公开、公正的招聘，从而保证路桥工作人员的路桥养护专业素养。同时对于招聘的员工进行专业的集体培训和严格的集体考核。提高对于路桥养护工作人员的薪金待遇，并对于路桥养护人员采取定期淘汰制。这样可以保证路桥养护人员路桥养护专业素养的同时也促进了路桥养护工作人员进行自我的不断地学习和提升，从而使得路桥养护工作更加完善顺利的进行
三、结束语
综上所述，在市政工程建设中，对于公路桥梁养护与加固维修要引起人们的重视，一旦发现问题就要及时通报并采取维修措施，从而确保了公路桥梁工程的安全稳定运行。
参考文献：
[1]韩长兴，韩琳.浅析桥梁管理养护中的加固维修方法[J].筑路机械与施工机械化，2013，（6）：112-113.
[2]宋杰华.公路桥梁施工期间环境保护注意环节及措施[J].山西交通科技，2014，（6）：19-22.
[3]李乃才. 道桥养护管理中存在的问题分析与对策[J]. 黑龙江科技信息， 2016（11）：210.
[4]龚益波.公路桥梁养护管理中的问题及应对措施[J].科技资讯，2012，06：149-150.
桥梁加固的方法与养护措施 篇3
1 桥梁加固的步骤
桥梁加固的步骤与基本原则桥梁的加固与桥梁的设计一样, 除了应满足设计规范, 符合技术可行, 经济合理, 结构安全的原则外, 还必须经过一定的程序和步骤, 这就所谓的加固概念设计。
1.1 建立既有桥梁维修, 加固, 重建的经济分
析模型, 通过分析比较, 选择技术可行, 经济合理, 对现有交通干扰较小的方案实施, 以保证改造后的桥梁能安全运营。
1.2 桥梁结构由于结构失效或损伤经评估不
能满足结构安全或正常使用要求时, 必须进行加固。加固设计的内容及范围, 应根据评估结论和委托方提出的要求确定, 可以包括整体桥梁, 也可以是指定的区段或特定的构件。
1.3 根据需要改造桥梁的评估结论及经济分
析, 当得知现有桥梁可以通过加固, 维修达到使用要求的结论后, 再提出桥梁加故的设计方案。
1.4 对于大桥, 特大桥, 其主要承重构件需要
加固补强时, 加固设计方案应不少于2个, 进行方案比选和经济评估, 选择最佳加固方案。
1.5 加固设计及施工尽量不损坏原结构, 并保
留具有利用价值的构件, 避免不必要的拆除或更换;加固设计应与施工方法紧密结合, 并采取有效措施, 保证新老结构连接可靠, 协同工作, 加固设计应按结构实际损坏情况进行计算。
1.6 在加固施工中, 应尽可能减少对桥上和桥
下的通行车辆及行人的干扰, 采取必要的措施, 减少对周围环境的污染;在施工过程中, 若发现原结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷时, 应立即停止施工, 会同加固方案设计者进行研究, 待采取有效措施处理后, 方能继续施工;加固施工中, 应采取安全监测措施, 确保人员及结构安全。
2 加大截面加固法
2.1 加大截面加固法、顾名思义, 是采用同种
材料———钢筋混凝土, 来增大原混凝土结构截面面积, 达到提高结构承载力的目的, 基本要求是:原结构结合面基层应坚实, 表面应精糙, 清洁, 新浇混凝土收缩小, 粘结性能好, 在梁底分段剥开纵向钢筋的保护层, 焊上短钢筋后再焊上新增受力钢筋, 新加受力钢筋与原受力钢筋比较靠近, 通过焊接短筋进行连接, 短筋直径应不小于5D, 间距不大于500mm。
增大截面与配筋加固法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸, 增配主筋, 以提高主梁截面的有效高度, 从而达到提高桥梁承载能力的目的。然而, 由于产大截面法在施工过程中全部的作业需在梁底进行, 施工难度较大且施工质量难以控制, 因此, 尽管在某些情况下费用并不太大, 但能上能下因素制约了该技术的广泛应用, 一般用于T型截面梁的加固维修。
2.2 预应力加固法。以预应力加固法是采用外
加预应力钢拉杆多结构构件或整体进行加固的方法, 特点是通过预应力手段强迫后加部分拉杆或撑杆受力, 改变原结构内力分布并降低原结构应力水平, 致使一般加固结构中所有的应力滞后现象得以完全消除。因此后加部分与原结构能更好的共同工作, 结构的总体承载力可显著的提高, 预应力加固法具有加固, 卸载, 改变结构内力的三重效果, 适用于大跨结构加固, 以及采用一般方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力状态下的加固, 施工设备简单, 可有效的提高梁的抗弯刚度。预应力锚索框架法。该加固法采取在U型桥台前墙和两侧墙个加大40厘米的钢筋混凝土, 并在两侧墙增设水平以预应力索对锚和前墙增设地锚的方案, 该方案适用于不能中断交通又无法架设便桥的高桥台病害修复。
2.3 粘贴钢板的加固法。粘贴钢板加固是采用
粘结剂将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉力边缘或薄弱部位。使之与结构物形成整体, 从而提高梁的承载能力的一种加固方法, 若使用锚栓将钢板锚固在梁体上, 则又称锚栓钢板法, 这时钢板可适当厚一些, 钢板固定于受拉混凝土表面可以地产加混凝土结构抗弯刚度, 使结构挠度减小, 限制了裂缝的发展, 并且施工时可以根据设计需要进行裁切钢板, 有效的发挥粘钢构件的抗弯, 抗压和抗剪的性能, 受力均匀, 不会在混凝土中产生应力集中现象, 除此之外, 该方法还具有施工简便, 快速, 不影响结构外形, 加固费用低, 不减小桥梁净空以及增加荷载不多等优点, 不足之处是粘结剂的质量及耐久性是影响加固效果的主要因素。
2.4 碳纤维加固法。粘贴碳纤维加固技术是指
采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构物表面, 当结构荷载增加时, 两者共同工作, 提高构件承载力, 从而达到加固补强的目的。纤维复合材料的力学特点是其应力变量完全线弹性, 不存在屈服点或塑性区。由于碳纤维具有高强, 轻质, 耐腐蚀, 耐疲劳等优异物理力学性能, 以及施工速度快, 施工工期短, 粘贴质量容易得到保证等优点, 因此是旧桥加固补强的理想材料。碳纤维加固法中粘结材料的性能是保证碳纤维与混凝土共同工作的关键。也是两者传力途径的薄弱环节, 因此粘结材料应有足够的刚度与强度保证碳纤维与混凝土间剪力的传递, 同时应有足够的韧性, 不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏, 与其它加固方法相比, 采用碳纤维加固旧桥能最小程度的改变原有结构的应力分析, 保证在设计荷载范围内与原结构共同受力。
2.5 加固效果评价。桥梁加固应在不断总结经
验和技术进步的基础上形成专门规范, 同时要重视对加固后的桥梁进行检测和观察。以确定加固的效果, 桥梁加固后的上部结构通常是用静载或动载试验将试验结果与加固设计的计算结果进行对比, 来判断桥梁加固成功与否, 但对下部结构而言, 不方便进行荷载试验, 通过其频变化来定量评估桥墩的加固效果。
2.6 桥梁墩台与基础加固。 (1) 扩大基础加固
法。桥梁基础扩大底面积的加固方法, 称为扩大基础加固法。此法适用于基础载力力不足或埋置太浅, 而墩台又是砖石或混凝土刚性实体或基础时的情况, 当构造物基础具有较大的不均匀沉降, 并且地基土质比较坚实时, 可以采用扩大基础法进行加固。 (2) 高压旋喷注浆加固法。高压旋喷注浆。就是先利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入土层的预定位置, 旋转并以一定的速度提升, 同时将浆液或水以高压流的形式从喷嘴里射出, 冲击破坏土体, 高压流切割并搅拌碎土层, 使其成颗粒状分散, 一部分被浆液和水带出钻孔, 另一部分则与浆液搅拌混合, 随着浆液的凝固, 组成具有一定强度和抗渗能力的固结体, 从而对地基进行加固的一种加固方法, 旋喷注浆加固法, 用途广泛, 加固地基的质量而且效果, 成本低, 加固效果明显, 且施工便捷, 目前已逐渐成为我国常用的对桥梁墩台基础处理方法之一。 (3) 粘贴钢板加固法、碳纤维加固不桥梁墩台的加固改造也可以采用粘贴钢板加固法, 碳纤维加固法增加墩台的刚度, 提高墩台的抗弯, 抗压和抗剪能力, 其加固方法。
3 桥梁工程的养护措施
为了保持桥梁施工后的良好状态, 并及时发现桥梁使用过程中存在的问题, 有必要通过养护的办法加以解决, 从而达到良好的运营目的。
裂缝产生的原因分析。不论是普通混凝土还是预应务钢筋混凝土都会由于各种原因产生不同程度的裂缝。
预应力钢筋混凝土桥梁, 主要是大梁本身的裂缝, 其产生的主要原因是制大梁的坊地不平, 加之加拉过程中受力不均匀以及施工过程中移动大梁时, 支点受力发生偏心, 如果盖梁支座高差不一, 在行车的重复作用下, 也会使大梁在中心断面处沿着顺桥的方向发生不同程度的断裂。
浅谈桥梁的日常养护维修及加固 篇4
公路桥梁维护工作应按“预防为主, 防治结合”的原则, 加强公路桥梁的日常养护、预防性养护及维护管理工作, 特别是桥面日常小修保养及排水系统的清理工作, 以及结构裂缝及缺陷的及时处治, 预防桥梁病害发生和进一步扩大, 是关系桥梁安全使用的重要保证。因此, 应加强桥梁日常养护和维修管理, 及时处治发现的问题, 保证桥梁安全完好使用, 延长使用寿命。
1.1 加强桥梁日常养护管理工作。
对桥梁的缺陷和局部损坏及时处治, 应依法禁止对桥位处采挖砂石、淘金、取土以及倾倒垃圾、污物、修筑堤坝等行为, 以免造成桥梁基础冲刷、外露而降低桥梁承载力, 以及河床压缩而影响桥梁的泄洪能力及使用安全。桥涵构造物的日常养护维修是指经常性的养护管理工作, 其内容包括:
1.1.1 保证构造物表面的清洁完整, 防止表面的风化和及时修理风化部分。
1.1.2 保持排水设施处于良好状态。
1.1.3 经常检查构造物各部分有无病害发生, 当发现桥面有损坏、
伸缩缝缺损及圬工上有裂缝、小洞、剥落、缺角、钢筋外露等局部缺陷或表面损伤时, 必须及时修复。
1.1.4 保证桥梁伸缩缝装置能自由活动, 缝内无杂物。
1.1.5 对钢筋或钢栏杆涂刷防锈油漆, 对混凝土栏杆检查维修, 保持完好状态等。
1.2 加强公路超载车辆桥梁通行管理。
按照桥梁养护分类桥头应设立醒目的限载标志, 管护人员应坚持进行检查, 对于旧桥应增加检查频率, 做好记录, 有重大险情及时报告上级部门。超载车辆通行桥梁, 技术上应对桥梁进行必要的强度、稳定性、刚度验算, 特殊情况应进行荷载试验, 以确定有效的安全防护措施, 确保桥梁安全, 应有专人对通过桥梁的车辆进行现场引导和管理。
1.3 重点管护三、四类桥梁。
对需加固的三、四类以上桥梁, 在加固前采取必要的安全通行措施, 及时设置限载交通警示标志、危桥警示标志及绕行标志, 限制车辆通行, 以免造成桥梁安全事故。
1.4 启动预案处置突发事件。
对桥梁出现意外突发性事件 (水位上升超过警戒线、局部变形塌陷、梁体严重开裂) 等影响交通安全的情况, 应立即采取应急措施, 设置明显的警示标志, 采取封闭桥梁、限制车辆通行等紧急措施后, 及时启动预案进行处治。宝鸡段伐渔河桥达到警戒水位。
1.5 加强桥梁技术档案和资料管理。
桥梁建设、检查与检测、维修、加固资料收集整理归档, 建立健全桥梁管理系统, 为桥梁使用和维修加固提供可靠的基础数据。养护分工措施上应有设有专门养护道工、桥梁工程师、主管桥梁安全的段长负责, 实行三级养护体系。
2 桥梁的预防性养护
预防性养护就是在桥梁还没有发生明显性病害的时候进行的养护, 目的是防止或减缓病害进一步发展, 延长桥梁使用寿命, 达到桥梁耐久性的目的, 其内容包括以下几个方面。
2.1 对栏杆损坏进行及时修复, 修复前设立警示标志, 确保车辆行人安全。
2.2 封闭裂缝, 对轻微裂缝可以采用贴纸条办法观察, 检查疏通泄水孔。
2.3 修补缺损混凝土、漏筋, 防止锈蚀。
2.4 对保护层偏薄、混凝土空隙率大、环境湿度大的部位进行防水处理。
2.5 对漏水、渗水部位进行观察修理。
2.6 对伸缩缝、支座进行清理、维护, 保持干净整洁。
2.7 对钢结构及金属构件进行清洁。
2.8 对调治和附属构造物进行维护修补。
3 危旧桥梁的加固
桥梁经过技术状况评定及承载能力鉴定, 确认经过加固才能满足结构安全和正常使用要求的, 必须进行加固。加固时应尽可能不损伤原结构, 避免不必要的拆除及更换, 防止加固中造成新的结构损伤或病害;因特殊环境 (高温、冻融、腐蚀等) 造成的桥梁结构病害, 加固设计应采用针对性的处治措施。
4 桥梁的日常养护维修及加固中存在的问题
4.1 桥梁的日常养护、预防性养护及维护管理工作仍存在的养路
不养桥的思想, 对桥梁养护的重要性认识不足, 特别是桥面日常小修保养及排水系统的清理工作, 以及结构裂缝、伸缩缝损坏及缺陷的及时处治工作没有认真落实, 促使桥梁病害进一步扩大的事情时有发生。
4.1.1 桥面不清洁, 伸缩缝堵塞得不到及时清理, 个别的桥面堆放
障碍物、垃圾泥土污物等积存, 晴天过车沙石尘土飞扬, 雨天桥面积水, 车辆过桥时泥浆四溅。伸缩缝堵塞得不到及时清理, 引起伸缩装置失灵而产生变形损坏。
4.1.2 桥面不平整, 使车辆颠簸, 车速降低, 影响车速, 增加桥梁构件的疲劳, 如不改善将缩短桥的使用寿命;
施工原因造成桥头下沉, 导致桥头跳车, 行车不顺畅, 降低了行车质量, 而且由于桥头长期受到过往车辆的冲击, 也将影响桥梁的使用寿命。
4.1.3 桥梁构件损坏不及时维修, 养护维修大多仅停留在桥面系, 如桥栏杆、桥面铺装层、伸缩缝的一般性养护维修上。
深层次的如桥梁结构性病害的维修和加固等工作开展得不多。
4.1.4 桥梁修建中有些质量较低, 造成了桥梁使用的“先天不足”。
桥梁投入运营后, 由于施工和交付使用出现的变位、沉陷空洞、裂缝等毛病, 在日常养护中没有及时修补。造成混凝土剥落、钢筋外露锈蚀, 活动支座失去活动能力等等, 这类毛病不及时处理可能酿成大病。如有部分桥梁梁板在建造时由于混凝土保护层的强度、厚度不够, 在养护中又没能得到很好的处理, 因此梁板出现了不少的结构性裂缝, 且露筋现象严重。
4.2 桥梁的日常检查、检测及技术状况评定工作不到位, 不能及时
对桥梁使用状况进行综合的评价, 及时掌握桥梁的技术状况, 以确定桥梁安全性和结构的稳定性。桥梁资料不完整, 桥梁技术状况不清楚、某些旧桥无技术档案等, 建成多年的桥梁由于技术资料不全。
4.3 桥梁加固中存在的问题
4.3.1 桥梁加固前的检测工作难度大。检测工作除了要求检测人员要具备深厚的桥梁专业理论知识, 还要有一定的专业检测工具及仪器。
4.3.2 桥梁加固设计的技术要求高, 加固设计需要良好的桥梁理论
水平和力学基础知识, 确定加固方案时要能正确分析和判断旧桥的安危程度, 及其结构状态和内力大小程度。在做预算时, 还没有相应的定额, 对工、料、机的消耗不好把握, 而且用的材料都是新型材料, 价格也不好控制。
4.3.3 桥梁加固施工难度大。
已通车的桥梁, 有现实的交通需要, 要提前发布通告, 造成群众出行困难, 因为要在不中断交通的情况下进行加固, 所以加固时有交通干扰;结构形式的限制:加固的原则一般必须利用原有结构进行, 只能在原有结构上做文章, 所以受到局限;因为凡是要加固的桥梁, 多半是危桥, 结构已处在不利状态, 有的还岌岌可危, 对旧桥有的缺乏原有的设计资料和施工记录, 结构内部情况不详;现有的受力情况不一样, 很难确定其结构极限, 这给旧桥的加固带来了风险。以上是本人对桥梁日常养护维修及加固管理工作的几点粗浅认识, 不妥之处, 请同行们批评指正。
参考文献
[1]《公路桥梁加固设计规范》 (JTG/T J22-2008) [1]《公路桥梁加固设计规范》 (JTG/T J22-2008)
加固养护 篇5
公路对于一个国家来讲，发挥的作用非常显著。它是一类非常关键的基建项目，它的存在能够带动经济进步，能够便利广大群众。因此作为交通单位，必须要竭尽所能的发挥出道路的意义，将路网维护好。我们国家目前的公路数量非常多，大部分的品质较为优秀，但是也不乏一部分的项目因为设计不当或是建设的时候没有做好质量管控工作，导致这些项目本身就存在很多的问题。除此之外，道路长久运行，车辆超载导致这些工程在通行之后又面对很多的不利现象，两种问题积累到一起就使得道路的品质大打折扣，最终使得结构失去了稳定性，而且很不安全，甚至有些桥梁过早的进入大修加固周期。如何有效的养护好道路，怎样利用仅有的资金和工艺等开展好工作，成为目前我们必须认真处理的事项。
最近几年，我们国家的道路不论是总数亦或是通行的里程都有所增加，此时养护以及维修工作的量也加大了。对于目前正在运行的道桥开展合理的养护，并且有效加固已经成为了工作的重点。通过很多的具体情况我们发现，使用合理的养护以及加固方法，能够明显的提升道路的受力水平，增加道路的使用时间，满足路网运作规定，除此之外还能够明显的节省费用，获取非常显著的利润。总的来讲，我们必须结合道路的具体状态以及所在区域的实际情况制定合理的养护策略，保证道路运作通畅。作者具体分析了省道桥梁的维护以及加固工艺。
1 桥梁的养护维修
经济高速发展使得路网运作繁忙，具体来说道路上的车辆数量变多。此时人们对道路的通行水平以及受力水平等的规定越来越严格，很多旧桥过于老旧，严重破损，导致它们无法适应当前的发展形势。因此我们为了避免不利现象发生，就要积极的开展道路维护工作。
1.1 桥梁养护维修原则
总的来讲，在开展维护工作的时候，必须做好预防工作。要结合所在区域的具体状态，就近获取材料，有效利用，尽量的减少维护的费用。积极调研，认真分析问题的类型，合理的制定应对策略。实施CBM工程，逐步实现标准化、美化和管理规范化。加强综合治理，保护生态平衡，防止环境污染。强化科学管理，坚持“质量否决权”制度。尽量多使用机械设备开展养护工作，实行大中小结合，以小型为主，逐步实现养护机械装备标准化，以保障养护质量，提高养护生产效率，降低劳动强度。积极研究并增设现代化交通工程设施和服务设施，及时抢险救援，提高桥梁服务水平。积极开展有针对性的应用科学研究，通过技术进步解决桥梁养护与管理手段方面的种种技术疑难，达到“多、快、好、省”的目的。
1.2 桥梁养护维修措施
我们之所以开展道桥项目养护工作，其意义是为了使项目的状态优秀，并且增加它的使用时间。相反的，如果不进行合理的养护工作的话，就会导致项目带病通行，这不但会引发很多问题，还会明显的缩减它的使用时间，不论是从哪个方面来讲都是不利的。在开展维护工作的时候，必须配备充足的人数，相关的负责人必须从心理上高度关注。必须在规定的时间之内进行合理的质检工作。对于养护以及管控机构，必须拥有强大的团队，只有他们的素养高能力强，才能够保证工作顺畅开展，才能够将道桥的效益合理的发挥出来。
1.3 钢筋混凝土构件养护
假如构件在许可的区间之内产生缝隙的话，我们可以通过涂抹材料来使得其闭合，最常用的材料是环氧树脂。如果缝隙大于规定的数值的话，此时就必须朝缝隙里面填充环氧树脂。如果缝隙超过0.4cm的话，必须将其打凿，然后清扫其中的杂质，然后再朝里面补充泥浆。如果缝隙非常大的话，就只能通过换新构件的措施来处理了。
1.4 金属栏杆日常养护
道路本身处在外在氛围之中，它会受到日晒以及风雨等的干扰，时间久了之后就会导致金属栏杆上面涂抹的材料老化或是形成其他的一些问题。所以我们发现它的使用时间要较之于结构等的使用时间短很多。为了避免问题发生，我们必须做好养护工作。如果之前的涂层被外力干扰的话，或是其设定的使用时间快要到来之时而出现锈蚀之类的问题，都表示要对其维护了。
2 桥梁加固技术
对于道桥项目来讲，它的维护以及加固工作是一项非常繁重的工作，同时它的意义还很关键。一般来讲要进行加固处理的桥梁，大部分是因为其截面的受力能力太差导致的。所以，最好的处理措施是扩大截面本身的惯性矩，这样就能够明显的提升它的受力水平。假如该措施的费用太高或是存在其他的问题，我们也可以改变结构体系或者增强主梁间的横向联系，以减小主梁中的内力，也可施加体外预应力或采用其它有效的加固方法，以提高桥梁的承载能力。
2.1 增大梁截面加固方法与技术
目前，国内有相当一部分桥梁，荷载等级仅适应修建时的要求，面对今天交通事业的发展，已表现出荷载等级偏低、承载力不足的缺陷，病害逐渐产生和发展，成为危桥。其主要原因是：原桥配筋偏少和（或）截面尺寸偏小，不能满足当今交通需要。对于这部分桥梁，可以采用增大构件截面的方法进行加固。增大构件截面的途径有：增加受力钢筋主筋截面、加大主梁混凝土截面、加厚原桥面板和喷锚四种方法。
2.2 体外预应力加固方法与技术
预应力加固是指运用预应力原理，在增设构件或原有构件（如主梁梁体）中，施加了一定初始应力（即预应力）的一种加固方法。其预应力补强加固一般采用预应力拉杆，常用的拉杆体系有三种：水平预应力补强拉杆、下撑式预应力补强拉杆以及组合式预应力补强拉杆。
2.3 改变结构体系加固方法与技术
改变结构体系加固，实际就是通过改变桥梁结构体系以减少梁内应力，例如：在简支梁下增设支架或桥墩；或把简支梁与简支梁加以连接，从而由简支梁变为连续梁；或者，在梁下增设钢桁架等的加劲梁，或叠合梁等，以提高桥梁的承载能力。改变结构体系的方法很多，但往往要在桥下操作，或设置永久设施，因而影响桥下净空。因此，要在不影响通航及桥梁排洪能力的情况下使用。
3 结束语
桥梁是公路的重要组成部分，桥梁养护维修的好坏直接关系到公路交通的安全和畅通。养护中要克服“重路面养护，轻桥梁养护”的倾向，在桥梁养护中，如果不加强日常养护维修，同样小毛病会发展成大毛病，严重的甚至造成桥梁寿命缩短。桥梁的加固改造方法，丰富多彩，不一而足，新的加固方法不断涌现，值得我们学习研究。
参考文献
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[3]王国鼎,袁海庆,陈开利,等.桥梁检测与加固[M].北京:人民交通出版社,2003,10.
旧桥加固改造在公路养护中的应用 篇6
1 公路旧桥病害造成原因分析
旧桥加固一般来说是旧桥的承载能力不够, 或结构病害而影响使用功能而进行修复。造成桥梁破坏的原因主要在以下几方面:
1) 以前设计荷载等级和标准偏低。
2) 使用环境的作用, 大交通量和超重车辆的行驶是公路桥梁损害的主要因素。
3) 地质、自然环境条件的变化, 包含大气腐蚀、温度、湿度的变化, 水流的冲刷、淤积等。
4) 材料的疲劳及局限, 这和当时社会建材工业水平紧密相关。
5) 施工中存在不足, 以及施工技术装备的简陋, 施工工艺的简单。
2 旧桥加固前的准备工作
1) 查找旧桥的设计施工图纸, 地质钻探资料, 施工原始记录, 调查原设计荷载标准, 桥面净空、基础埋置深度等。
2) 现场勘查旧桥各部构造完成程度, 平面几何尺寸的变形, 桥面高程的沉降量, 上部结构挠曲变化情况, 裂缝产生部位及裂缝的宽度和长度。
3 拱桥的加固维修
公路老拱桥中结构型式通常的双曲桥、桁架拱、板拱具多, 它们的病害及损坏各有其特点, 产生原因具备一定的共性。
3.1 拱桥的常见病害
3.1.1 上部结构常见的病害
拱桥上部结构的病害相对来说较多, 主要有:一是双曲拱的腹拱开裂, 拱顶下沉, 主拱圈和拱波分离, 拱肋开裂, 横系梁开裂等。二是桁架拱的拱肋、立柱、横向联系开裂, 拱顶下沉, 横向变位大等。
3.1.2 下部结构常见病害
各种型式的拱桥下部结构病害有:基础下沉, 基础台身后移, 基础下地基局部冲空, 墙身竖或横向开裂。
3.2 拱桥上部结构维修加固常用的方法
3.2.1 顶推加固法
拱桥在自重及荷载的作用下, 对基础对桥台会产生巨大的垂直力及水平推力, 并产生台后填土的压缩及基础的沉降, 从而引起拱桥拱轴线的变化及拱顶的下沉。
顶推法加固的原理是:在桥跨一侧或两侧的拱脚处, 安装传力结构, 通过千斤顶, 施加推力, 并将千斤顶两夹具中间的拱肋凿离, 在顶推过程中, 测量并观察拱肋起拱及桥跨结构变化情况, 直到达设计水平距离或拱上桥面出现裂缝, 保持千斤顶压力在分离的拱肋间浇筑高标号环氧树脂砼, 待砼形成强度, 放松千斤顶压力, 使桥拱轴线恢复。这种方法优点是使用维修材料较少, 缺点是技术难以掌握, 需专业施工队。
3.2.2 加强横向联系维修加固
当横向联系损坏满足不了分布横向荷载的要求时, 可采取增加横向剪刀撑及增加、加大横向联系梁的方式解决:
增加剪力撑:一般适用于横向联系较差或向刚度较小的桁架拱桥。操作方法:两两拱肋间的拱脚处至五分点处加剪刀撑梁, 梁的砼截面尺寸和配筋根据梁肋的大小来决定。剪力撑梁的钢筋需和肋的钢筋焊接, 以加强接头的刚度。
增加加大横系梁:根据旧桥跨径的不同及原横向联系的完好程度, 可采用增加横向联系, 一般可增设3~5道, 增加的横向联一般情况下, 砼截面大于老横系梁, 新增的要包裹拱肋。
3.3 增加拱肋受力截面加固法
该种办法在拱桥特别是双曲拱桥中使用最为普遍的一种方法, 因为我国上业已六七十年建造的双肋拱桥往往含筋量较小或无肋的情况相当普通, 中小跨径的双曲拱往往都存在着拱肋的强度及刚度不足的病害。
拓肋加固可分为下侧拓和三侧拓, 通常采用U形拓, 方法是清除拱肋裂缝破碎的砼保护层, 露出厚主筋或箍筋, 将箍筋接长, 焊上新的主筋, 然后立模浇筑新的砼, 这样新的拱肋和旧肋连成整体, 提高原桥的承载力。
3.4 更换桥面系
更换桥面系主要包括:更换拱上填料, 更换桥面铺装, 更换扶栏等。
更换拱上填料是将拱上强度低, 防水性能差的填料换成二灰土、轻质砼等耐水轻质填料, 清除拱上填料的顺序一般和施工时加载程序相反, 后加的先御, 先加的后御。桥面铺装易用钢筋砼结构, 铺装层厚10cm左右, 桥面钢筋用Φ10螺纹钢, 间距不大于15cm, 砼标号不低于C25。
4 梁桥上部结构的加固改造
有些地区, 梁式桥相对于拱桥的病害少些。因结构受力和拱桥有明显的区别, 所以梁桥常见的病害和拱桥有一定的区别, 主要体现在上部结构因承载能力低, 出现梁的竖向、斜向裂缝;砼强度低导致钢筋锈蚀裸露, 桥面系特别是伸缩缝在车辆荷载作用下易于损坏等。梁桥常用的加固改建办法有:
4.1 粘贴钢板、碳纤维片补强
当主梁承载力不足或纵向主筋出现严重腐蚀时, 梁板式的主梁会出现严重裂缝, 粘贴钢板或碳纤维体法主要是采用粘结剂, 将钢板及碳纤维片粘贴锚固在砼结构的受拉边缘或薄弱部位使其与结构形成整体, 以钢板、碳纤维片代替补强强筋, 承受一定拉应力, 减少裂缝发展, 达到提高梁的承载力的目的。
工艺流程归纳为:混凝土基底处理→涂底层涂料→构件表面残缺面的修补→粘贴钢板式或纤维片→养护, 该办法加固结构的关键工艺是粘结材料的配比及涂刷。
4.2 外包砼加固
梁桥上部结构外包砼加大截面加固一般适用于肋梁上部结构, 加大受拉区的受力面积, 使新增加的钢筋能承受梁体的一部分受力应力。
外包砼法加固施工中应注意新老砼结合部应将旧砼打成麻面或沟槽, 有条件时在受力筋焊接前采取卸荷或支顶措施, 在钢筋焊接施工过程中减少原受力钢筋的热变形, 使原结构不做大的改变。
5 桥梁下部结构的加固
桥梁下部结构的加固, 主要分为基础增大砌体或砼损坏的加固、基础承载力不足的加固及基础周围支撑环境改变的加固三种类型。
5.1 桥台、基础增加砌体或砼损坏的加固
当基础在桥梁自重或车辆荷载作用下地基应力严重不均匀时, 桥台或基础砼或坊工砌体局部拉应力过大而出现裂缝, 若非承载力不足的原因, 只需对桥台、基础本身采取:凿除、重新浇筑砼;压环氧树脂砂浆灌缝的办法, 处理裂缝;若裂缝已贯通, 可用钢筋砼带或钢箍进行加固。
5.2 基础承载力不足的加固维修
基础承载力不足, 表现在墩台上为:基础不均匀沉降会产生自上而下的裂缝;沉降量超过设计规定值;墩台发生水平位移和倾斜。
对于承载力不足而引起的桥墩台损坏, 可用:扩大基础加固法, 即扩大基础底面积来解决地基应力过大的问题;增补桩基加固法, 适用于原桩深度不足, 用增大承台的办法将新老桩联成一个整体;在墩台基础之下, 向墩台中心斜向钻孔或打入压浆管, 在一定压力压注水泥砂浆, 加热的沥青, 大的固结剂, 提高地基承载力。
5.3 基础周围地基环境变化加固
当地基局部被流水冲空的处理:周围堰将桥墩台周围的水抽干, 以砌石或砼填充冲空部分;水下灌注砼, 用灌浆机械在水下将砼灌注于空隙部分。
6 结语
加固养护 篇7
1 工程概况
金石公路北起亭枫公路,南至金山大道,全长21.742 km,为二级公路,双向四车道,设计速度80 km/h。路面结构为沥青路面,设计结构如表1所示,设计弯沉45(单位0.01 mm),2004年5月建成通车。由于与之平行的新卫公路结合A6高速建设进行改建,原新卫公路的交通量主要由金石公路承担,使得金石公路在开放交通后就承担了石化到枫泾以及A6施工时的许多额外交通量。
A6高速建设期间大量重车的通行,使道路很快出现许多病害。对金石公路路况进行调查分析发现,在路况较差路段,路面弯沉很大。在一个路面破损比较严重(出现龟裂、坑槽病害)处开挖样洞,发现沥青混合料较为松散、三渣基层板结情况较差。开挖至土路基后,发现土体较为潮湿,含水率为23%,干密度为1.65 g/cm3。
现场测定土基强度CBR值为5.41%~6.39%,接近或略低于JTG D30—2004《公路路基设计规范》中二级公路路面底面以下0~0.3 m深度内(上路床)填料最小强度CBR为6%的要求(一级公路要求8%)。
2 养护对策分析
根据JTJ 073.2—2001《公路沥青路面养护技术规范》及上海市公路行业标准SZ-21—2002《公路沥青路面养护技术规程》,按二级公路的养护对策原则,对金石公路K0+004~K1+049路段,进行大修补强措施试验。
近几年,非开挖注浆技术在许多道路维修中得到应用。所用注浆材料主要有水泥、水泥+水玻璃、水泥+粉煤灰、地聚物[2]。使用水泥浆液作为注浆料,在注浆压力作用下,浆液容易出现离析,并在注浆管一端聚集,无法渗入砂土孔隙中[3]。另外,传统水泥注浆液使用比较大的水灰比(常常为1∶1甚至更大),超过水泥水化所需水量注入路基,将产生负面作用。
根据以上分析,此次金石公路试验路段养护对策采取路面结构层及土路基双重注浆加固且采取不同的浆料,再进行路面沥青铣刨加罩维修的方案,取得了较好的加固效果。
3 注浆加固设计
3.1 注浆材料
结构层注浆加固料的设计采用试验室研究配置的优质注浆料,即采用42.5号普通硅酸盐水泥,高效减水剂,聚合物改性剂,水胶比为0.40。用Flow cone仪测定30 min内流动度保持在17 s以内,3 h、24 h内无泌水分层,3 d抗折强度和抗压强度分别达7.52 MPa和33.57 MPa。
土路基注浆加固料的设计,考虑上海地区为软土,土的渗透性不好,注浆只能是劈裂和压密注浆,因此对材料的流动性要求没有结构层注浆料要求高。本次注浆采用较浓和较稀两种配方,采用42.5号普通硅酸盐水泥,高效减水剂,聚合物改性剂和粉煤灰,3 h、24 h内无泌水分层。
3.2 注浆压力
容许注浆压力按照砂砾石路基注浆容许压力公式[4]初步确定,再在施工中根据实际的注浆情况调整注浆压力。
式中:p为容许注浆压力(105 Pa);C为与注浆期次有关的系数,第一、二、三期孔分别取1、1.25、1.5;H为地基覆盖层厚度,m;K为与注浆方式有关的系数,自上而下注浆取0.8,自下而上取0.6;λ为与地层性质有关的系数,本次计算道路结构层和路基分别取0.5和1.0,h为地面至注浆段的深度,m。
设计注浆采用自下而上上行式注浆,地基覆盖层厚度,结构层注浆取0.08 m,路基注浆取0.48~0.67 m。
利用式(1)可以得出结构层注浆压力为0.30 MPa,路基注浆压力为1.14~1.28 MPa。
3.3 注浆量
注浆量的体积应为注浆半径内圆柱体的孔隙的总体积,但在注浆过程中浆液并不能完全填充土体内的孔隙,一些含水孔隙浆液更是不能填充,在进行浆液量计算时,通常是理论值乘以小于1的数值。但是在实际施工中,单孔注浆量特别是一期孔的注浆量总是大于理论计算值,而二期孔的注浆量小于理论值。文献[5]介绍总注浆量的计算公式为
式中:Q为单孔设计注浆量,m3;k为经验系数(0.3~0.6),取中值0.45;n为土的孔隙率,上海金山地区应为黏性土,由黏性土密度为2.72以及所测土的干密度为1.65,计算其孔隙率为39%;r为注浆量计算半径,对一期孔取(0.6~0.7)D(D为设计孔距),二期孔(0.3~0.4)D,影响r取值的因素主要有注浆地层的连通性、注浆浆液的坍落度和土体的孔隙率等。
不区分一期和二期孔,取r=0.5D,则注浆量与孔间距的关系为
文献[6]介绍注浆量按照下述公式进行估算
式中:Q为注浆量,L;K为经验系数(0.3~0.6);V为待加固土的体积,m3;n为土的孔隙率。
式(4)与式(2)相比,考虑了所需加固土体的厚度,而式(2)实际上等于把土体厚度确定为1/4 m。显然,如果预计加固土体厚度超过1/4 m,由式(4)估算的注浆量大于式(2)。
再者,要求注土体层时,注浆料不进入结构层,否则容易抬高路面。由于道路应力分布呈现出随深度增大、应力减小的趋势,土体加固厚度不需要太大。设计压密注浆,注浆管埋管深度为1.3 m,扣除结构层厚度0.67 m,则注入浆体不影响结构层的最大半径为0.63 m。以每个注浆孔形成一个半径0.6 m的球形浆体计算,体积为(4/3)×3.14×0.63≈0.9 m3。将这个数值代入式(3),计算孔间距为5.11 m。如果用式(4)计算,则孔间距更小;如果注浆管埋入深度增大,则孔间距还可以增大。另外,文献[7]表明,软土地基采用可控性压密注浆时,在注浆孔周围存在一个有效密实度增加的区域,影响半径可距注浆体中心3.7 m,注浆体直径与间距有对应关系,间距不能太小。
3.4 注浆钻孔布置
根据上面的计算分析,土基注浆孔的间距设为5.0 m比较合适。但结构层注浆由于受到压力限制,浆体渗透扩散距离肯定不会那么远。试验决定结构层注浆采用2.5 m的孔间距。注浆孔布置采取梅花形分布,路段分东西两个行车道,宽度约7.5 m。因此对于结构层注浆,设计为沿路面行车方向三排布孔,具体布置如图1所示。
对于土基劈裂注浆,在结构层布孔的基础上,除掉中间一排注浆孔,两侧注浆孔间距由原来的2.5 m调整为5.0 m,即隔孔注浆。布孔深度方面,道路结构层和土基注浆分别为0.8 m和1.3 m。实际上,在进行结构层注浆时,仍然对部分土体有加固影响。
4 注浆施工
具体施工工艺步骤:孔位布置→钻孔→清孔→埋注浆管→管口周围密封→浆料拌制→注浆→冒浆孔封堵(或补浆)→拔管→注浆孔封堵→养护→土基注浆(步骤同上)。
施工中技术要点有:
1)布孔完毕后,将注浆花管插入注浆孔之前应检查注浆花管是否通畅,以保证浆液流淌顺畅。到达布孔深度后,塞入小编织物至严实状态后,再用水泥浆封口,保证注浆口的密封性能良好。
2)制备浆液时,应根据不同的注浆部位,严格按照配方和工艺配置。浆液搅拌结束,进行流动度测试合格后再进行注浆工序。
3)对某一作业区域而言,应当采用先进行土基注浆,后进行道路结构层注浆的顺序。土基注浆时,应详细地记录浆材的流动度测试结果、注浆压力的变化以及周边道路标高的变化。
4)注浆结束标准:
(1)注浆以单孔的注浆量达到设计注浆量的120%为结束标准。
(2)道路结构层注浆压力超过0.3 MPa应立即停止注浆,15 min后再次注浆,如压力仍然超过0.3 MPa,则注浆结束;路基也是同样处理,其最大压力为1.2 MPa;或者路面有抬升现象并持续5 min左右以路面不产生新的裂缝为准。
(3)注浆的过程中要有专人巡查路堤、路肩以及绿化带,如发现冒浆、绿化带鼓起即可停止注浆;沿路线走向方向设置路面抬升监测线,严密地监测路面的抬升情况。
5)土基注浆结束后,对于仍需要进行结构层注浆的孔,可暂不封孔,采用水泥砂浆封口至道路结构层注浆深度,保证注浆孔通畅后继续注浆。所有注浆工作结束后,应采用砂石水泥材料将浆孔封闭夯实,保证道路结构的完整性。
5 注浆效果分析
2007年8月进行施工。注浆施工结束两周后,对路段进行了钻芯取样观察,发现:在多数裂缝处均能取出完整芯样,而在注浆前,同样程度裂缝处不能取得完整芯样;挖除旧沥青面层后,观察粉煤灰三渣表面,大多数裂缝有注入浆料痕迹。
道路注浆前、注浆加固后及铣刨加罩后的路面代表弯沉、路面结构强度指数及强度等级评价见表2。从表2可看出,注浆加固后东西两侧车道的代表弯沉值均较注浆前降低了约50%,路面结构强度系数等级由次上升到良,提高了2个等级,而且在良等级中处于最好的一侧。
铣刨加罩对改善道路的平整舒适性有很大好处,但对弯沉或路面强度系数的改善作用很小。
由此可见,经过注浆后,均能满足国家行业标准及上海市公路行业标准要求,KSSI恢复到良好水平。通车1.5 a后,路面仍平整无病害。
6 结语
根据JTJ 073.2—2001《公路沥青路面养护技术规范》,路面结构强度系数为中等以下时,应采取大修补强措施,以提高其承载能力。此次道路养护试验表明,对于路面强度系数等级为次、强度偏低的二级公路沥青路面,可以通过土基与结构层注浆相结合的工艺进行非开挖加固处理。金石公路K0+500~K1+000路段,经过注浆加固后,代表弯沉值减小约50%,路面强度评级由次提高到良,路面强度系数由0.39~0.42提高到0.76~0.80。养护路段经过1.5 a以后,质量完好,行车舒适。
参考文献
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