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浅析桥梁的防腐及加固设计

浅析桥梁的防腐及加固设计

科技的突变使桥梁逐渐成为公路密不可分的部分,在经济的带动之下,交通量逐年增加,车辆的类型与载重也在不断变化,特别是那些大型的运输车辆以及特种工程车不时出现,使现阶段桥梁的承重等级发生了翻天覆地的变化。为了能够更好地保证桥梁使用安全,桥梁的防腐与加固工作势在必行。
1 桥梁防腐设计
和平大桥连接于海口市市中心与海甸岛,位于海甸河正上方,是海甸岛与海口市的重要交通枢纽,也是主要的地面交通通道之一。和平大桥的主跨梁体属于连续箱梁型机构,其中引桥桥体结构为预应力板梁,大桥上表面实际宽度为25m。对于和平大桥而言,改造工程的要求较为严格,不仅需要延长南端的主桥长度,还需在大桥的两侧增设匝道,从而使大桥的人性系统更加完善。除此之外,还需对大桥主桥的上方桥面进行全面加铺,加铺材料为沥青混凝土,并结合实际情况对人行道、路灯以及栏杆等设施加以改造。为了达到更好的防腐和美观效果,最后还需要对桥身进行整体涂装,从而使和平大桥浑然天成,并具有较高的稳定性与耐腐蚀性。
1.1 涂装范围与内容和平大桥的主桥、引桥以及天桥的结构均属于钢筋混凝土,而且人行桥与桥面上的防撞栏杆、扶手和路灯等设施均为钢结构。所以对于和平大桥的整体涂装工程而言,不仅涉及到混凝土结构,还涵盖了钢结构。上层结构主要为主梁、引梁、平台与人行梯道桥体;大桥桥面上的栏杆主要有防撞墙与栏杆柱;下层结构主要为桥墩和桥台,其中桥墩还可以进一步分成两个区域,分别为表干区以及表湿区。由此可见,和平大桥的整体涂装工作是一个结构多样、内容丰富且新旧不一的系统工程,相对来说较为复杂。针对当地气候条件,并考虑到海洋性气候的基本特点以及使用者的要求,通过多次试验与对比,决定使用丙烯酸聚氨酯材料作为大桥整体涂装的面漆,此面漆可同时用于混凝土桥墩、桥身以及不同种类的钢结构,最终形成有效的防腐体系,该防腐体系特点鲜明、效果显著。
1.2 防腐体系的主要特点及优势
1.2.1 桥墩表湿区所涂装的881-S01湿固化环氧封闭面漆除了能够起到显著的渗透性与耐腐蚀性之外,还可以对处在湿润条件下的混凝土起到较好的铺展性与附着性,所以在使用时较为方便,无需考虑湿润的混凝土表面无法涂装的问题。另外,该面漆的干燥速度极快,在较短的时间段内即可生成一定强度的漆膜,具有抵抗潮水不断冲刷的能力,而且在水中也会发挥出100%的固化性能,十分适合桥墩等接触水的部位使用。
1.2.2 881-Z01环氧云铁面漆可以很好地阻碍水、二氧化碳以及硫酸根离子等侵蚀性元素的渗透。在该面漆当中含有一定量的氧化铁颜料,通过涂装可以完全遮挡住来源于外界所有类型的腐蚀作用,为涂层带来抗腐蚀性能与力学特征。
1.2.3 881-S02湿固化环氧面漆除了具有较好的抵抗腐蚀性介质侵入的能力之外,还对湿润面层具有更好的附着性能。在涂装该面漆之前,需对涂有底漆的底面进行全面的清理,去除杂质与污垢,可以使用洗涤剂或高压水枪进行清理,如果地层的重涂时间超出最大标准,还需对漆面实施拉毛。该面漆与上述881-S01面漆相类似,都具有极强的耐水、耐化学品、耐冲击性,而且固化速度快,在漆面干燥之后放入水中不会受到任何影响,是和平大桥整体涂装的不二之选。
1.2.4 881-Y01丙烯酸聚氨酯类防水涂料不仅可以与环氧类面漆有效结合,共同搭配使用,还具有较好的耐候性,而且经过涂装的桥身十分美观,装饰性能极佳。该面漆的特点在于可以有效抵御酸性、盐性以及温热条件下的侵蚀,可以稳定地附着在其他涂料上,配套性能优越,可与其他耐腐蚀涂料共同使用。
2 桥梁加固设计
2.1 桥面铺装加固
如果桥面出现局部损坏的现象,可选用铺装法进行处理,从而起到加固的作用。首先,对破损部位的表面进行凿毛并将杂物清除干净,然后向破损位置涂刷同种水泥或者是具有一定黏结性能的材料,最后在破损处铺上铺装层,一般由混凝土材料制成。若桥面破损得较为严重,则需要将所有的车道铺装进行拆除,待清理工作完成之后,按照标准的流程进行摊铺,进而制成全新的面板。如果大桥对于桥面稳定性与强度有着较高的要求,则可以向桥面锚入一定量的钢筋,按照实际要求,制成1至2层的稳定钢筋网。除这些常用方法之外,如果大桥的桥面老化程度严重,则可以就现有的桥面,在其
上方重新铺筑一层铺装层,作为桥面的补强层,进而起到加固的作用。该方法不仅简单有效,而且还可以有效处理桥面裂缝、剥离以及局部损坏等多种问题,同时还提高了桥面梁板的实际高度,间接地提升了桥身整体的抗折能力,合理配置了铰结梁板上的压力分布,使荷载得到更好的分担,起到提高桥梁整体性与承载能力的综合作用。
2.2 伸缩缝的维修与加固
针对桥面的伸缩缝而言,应进行定期的维护与保养,如果出现一定程度的损坏或者是失去效果,则需根据具体的情况与损伤的程度实行修补,若破损的情况较为严重,则应该直接进行更换。铺装层在遭受破坏之后,应对损坏的部分进行凿除,然后再重新铺筑,使用划线机确定凿除的范围,然后进行切割,旧料清除完毕之后,需对面层进行全方位的清理,最后再铺筑全新的面层。桥梁的伸缩缝较易受到破坏,所以相关工作人员应定时对其进行检查,如若发现老化程度严重、变形或损坏等情况,应立即展开维修,以免其彻底失效对桥面的行车安全造成严重的影响。
2.3 塞缝灌浆与加固
塞缝指的是主桥上半部分与下半部分的交界处,为提高桥梁的稳定性,需对该交界处进行填堵,可以选择的材料十分丰富,常用的有水泥砂浆、环氧树脂以及环氧树脂浆等,根据桥梁的实际情况进行合理选择。一般情况下,通常使用水泥对石砌墩以及拱圈位置的裂缝进行填堵,根据裂缝的大小确定是否需要向水泥中添加砂石,运用该方法的优势在于成本低廉、性价比优越且效果显著。此外,环氧树脂浆通常使用在钢筋混凝土等材料制成的结构当中,这是因为这些结构一般不会产生较大的裂缝,但对于填堵材料的黏结性具有较高的要求,环氧树脂浆可以很好地满足此类结构所提出的要求,在
桥面裂缝的修复工作中,环氧树脂浆十分常用。
2.4 上部结构改建与加固
充分利用现有桥身进行拼宽,运用将桥台拱状结构更改成板式结构的方法进行加固。通过细致的验算,对于无法满足大吨位运输需求的桥台而言,需在技术经济对比之后,按照目标载荷设计方案对桥梁进行拼宽,从而保证桥梁的运输与通行安全。对于一些跨径较小的拱形桥而言,由于其自身的拱圈厚度无法满足常规的运输要求或者两岸的地基出现不同程度的沉降时,会造成桥梁拱圈开裂等不良现象,大大降低了桥梁的承载力,此时可选用该方法对桥梁进行改建与加固。
2.5 钢筋锈蚀维修与加固
钢筋结构被腐蚀之后其断面会显著减小,导致结构的整体抗拉与抗弯能力下降。此外,腐蚀还会使钢筋发生膨胀,对钢筋周围的混凝土造成较大的压力,进而使混凝土结构出现开裂、变形等不良情况,还会降低混凝土与钢筋之间的作用力。为更好地确保桥梁安全稳定的运营,需要对发生腐蚀的钢筋进行全面的维修和处理。处理方法为:去除已经松脱或剥落的混凝土,然后对钢筋进行除锈,除锈工作完成之后还应通过涂抹环氧胶液等方式进行防锈,最后进行混凝土配料浇筑,并处理新浇筑完成的混凝土表面。
2.6 墩台维修与加固
桥梁的墩台除了需要承受整体桥梁的荷载之外,还会受到其他多种外力的共同作用。因此,在长期的使用过程中,桥墩会随着时间的推移发生不同程度的破坏。较为常见的有地基沉降所引发的滑移与倾斜、基底冲空或应力变化引起的开裂、不同程度不同方向的裂缝、外表面破损剥落等。在对桥墩进行维护与加固的过程中,需要根据实际的损坏情况与结构特性,选择适宜的方法,确保桥墩的稳定性,进而有效延长桥梁的使用寿命,使其发挥出应有的社会及经济效益。
3 结语
桥梁防腐与加固对于确保其安全使用和经济性而言,具有至关重要的作用,同时也决定了我国公路桥梁的具体发展方向。如今,桥梁的防腐与加固方法多种多样,每一套方案都具有其自身的特点与局限性,所以在实际情况中,应进行妥善的选择,充分结合自然条件、用户需求以及最终目标等现实条件,必要时还可以运用多种方法相结合的方式进行施工,在达到经济指标的前提下,尽可能地提高可靠性,进而从根本上延长桥梁的使用寿命。
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