桥梁附属构筑物的维修加固

PAGE1PAGE128第六章桥梁梁附属构筑筑物的维修修加固第一节桥面面面铺装层层的维维修整治治一、桥面铺装层层层的作用用及其其重要性性桥面铺铺铺装层的的作用用主要是是保护护桥梁上上部结结构行车车道板板不受车车轮(或履带)的直接磨磨耗耗；使桥面有一平坦坦坦的行驶驶面，以以保证车车辆平平顺、舒舒适而而安全的的行驶驶条件；；防止止上部结结构遭遭受雨水水、冰冰雪的侵侵蚀。然而在在在实践中中，人人们对如如何保保证桥面面铺装装层的作作用及及保持其其使用用状况的的完好好却往往往重视视不够。有有的的桥梁经经多年年运营后后桥面面铺装出出现坑坑洼、破破裂等等病害，使使车车辆行驶驶中产产生严重重的跳跳动。这这不仅仅影响舒舒适的的行车条条件，而而且增加加了车车辆的动动力作作用，影影响到到桥梁主主体结结构从而而使之之损坏，有有的的因雨水水的侵侵蚀而导导致结结构中钢钢筋的的锈蚀等等，这这些都直直接关关系到桥桥梁结结构物的的承载载强力及及使用用寿命尽尽管短短期内影影响似似乎不很很明显显，但随随着时时间的发发展，这这些不良良影响响将日益益明显显地反映映出来来，这在在工程程实践中中是有有教训的的。二、桥面铺装层层层的使用用性能能与损伤伤无论何何何种桥面面铺装装层均应应符合合其使用用性能能，所谓谓桥面面铺装的的使用用性能，是是指指维持其其维持持机能的的能力力，也即即它究究竞以多多大程程度表现现出所所应起作作用的的一个术术语。对对桥面铺铺装层层使用性性能如如何进行行评价价，国外外一般般分为两两种：：一种是是桥面面铺装以以多大大程度完完成了了使车辆辆安全全舒适行行驶这这一目的的，并并评价它它是如如何变化化着的的；另一一种则则是根据据其上上的交通通安全全情况评评价。桥面铺铺铺装层的的使用用性能问问题，在在国外已已提到到相当的的高度度来认识识。这这主要是是由于于国外公公路汽汽车运输输的发发展、重重车及及高速行行驶对对桥面铺铺装层层的要求求，尤尤其是如如何保保证车辆辆舒适适行驶及及交通通安全这这些都都为桥面面铺装装层的使使用性性能提出出了更更高的要要求。在在我国，尽尽管管当前车车流密密度、车车速等等与桥面面铺装装层功能能的矛矛盾还不不象国国外那样样突出出，但是是随着着公路交交通运运输的发发展，也也必然会会提出出更高的的要求求。合理而科学地评评评价桥面面铺装装层的使使用性性能是作作常重重要的。在在美美国，AASHHTTO(美国各州州公公路工作作者协协会)在公路试试验验基础上上提出出了以服服务指指数这一一具体体数值作作为评评价的标标准。此此服务指指数能能够从客客观的的测定值值中求求得，例例如沥沥青混凝凝土铺铺装层，测测定定计算出出车轮轮通过位位置的的凹凸、裂裂缝缝、车辙辙深度度等。采采用这这种定量量的评评价方法法显然然是有其其优越越性的。然然而而如何采采取更更为简单单而明明确的关关系式式，仍然然是值值得研究究的。因因此，即即使在在美国，各各州州亦在此此基础础上分别别进行行修正或或采取取独自的的评价价方法。目前总总总的趋向向是随随着高速速公路路和高架架公路路的增多多，对对桥面铺铺装层层的关心心愈益益加深、其其结结果是一一方面面采用更更高级级的桥面面铺装装层，另另一方方面是重重视对对桥面铺铺装层层的维修修整治治。桥面铺铺铺装的损损伤与与使用性性能的的关系大大致有有以下几几种；；(一)))由于易于于打打滑、凹凹凸较较厉害等等原因因，容易易引起起交通事事故；；(二)))由于凹凸凸等等引起的的冲击击、振动动，使使桥面板板等结结构物的的耐久久性降低低；(三)))由于汽车车行行驶位置置一般般都比较较固定定，其结结果是是使该部部分形形成车辙辙、搓搓板、磨磨耗等等现象；；(四)))在伸缩缝缝附附近特别别容易易产生高高低差差，这不不仅容容易造成成桥面面铺装层层本身身的损坏坏，而而且会促促使伸伸缩缝装装置的的破坏。三、桥面铺装层层层损伤类类型、产产生原因因及其其对使用用性能能的影响响(一)高低低低差桥面铺铺铺装层的的高低低差主要要表现现在与结结构物物连接部部位的的高低差差。这这种现象象大多多是由于于桥跨跨结构与与桥台台填土或或台后后填土部部位的的不均匀匀沉陷陷、台后后回填填土夯实实不够够、结构构物接接头不平平等引引起的。对对于于沥青混混凝土土铺装层层还可可能由于于沥青青稳定性性不够够及接头头部位位沥青混混合料料碾压不不够等等原因所所致。高高低差将将影响响行车的的舒适适性，发发生噪噪音，促促使接接头部位位铺装装层、伸伸缩缝缝及结构构物的的破坏。(二)))变形铺装层层层的变形形一般般表现为为沿行行车方向向出现现的凹凸凸不平平、横桥桥向车车辙等，对对沥沥青混凝凝土铺铺装还可可能出出现表面面鼓包包、车辙辙引起起的横向向波及及泛油引引起的的不平。这这种种变形常常由桥桥面板不不平、过过大的交交通量量、重车车行驶驶、沥青青混合合料稳定定性差差等引起起。纵纵向的凹凹凸不不平则可可能是是由于经经常性性的制动动与起起动所导导致的的。铺装层层层变形将将使行行车安全全及稳稳定程度度下降降，行车车条件件恶化，并并可可能导致致桥面面积水、降降低低抗滑力力等。(三)))磨损与破破裂(裂缝)铺装层层层的磨损损一般般表现为为由于于车辆行行驶使使铺装层层表面面细骨料料慢慢慢地脱离离，表表面呈现现锯齿齿式的粗粗糙状状态，或或铺装装层表面面被车车轮磨细细，形形成平滑滑状态态，即通通常所所说的磨磨光。这这种磨损损一般般是由于于过大大的交通通量所所致。对对于沥沥青混凝凝土铺铺装，则则还可可能是由由于沥沥青混合合料碾碾压不够够、沥沥青含量量偏少少、沥青青混合合料过热热等原原因所致致。铺铺装层的的磨损损指使行行车舒舒适性与与车辆辆行驶的的安全全性下降降。桥面铺铺铺装层的的破裂裂(裂缝)又可分为为细细微的初初期裂裂缝、横横桥向向与纵桥桥向的的线状裂裂缝及及格子状状裂缝缝。初期期裂缝缝主要是是由于于桥面板板开裂裂、桥梁梁振动动、挠度度和应应力的传传布所所引起，对对沥沥青混凝凝土铺铺装还可可能是是由于混混合料料质量不不好、沥沥青老化化等原原因所致致。初初期裂缝缝有可可能向线线状和和格子状状裂缝缝发展，并并由由于渗水水而影影响结构构物的的耐久性性。线线状裂缝缝通常常是因为为结构构物挠度度过大大、桥梁梁振动动而产生生的局局部应力力集中中所引起起，这这种裂缝缝尽管管早期的的危害害并不明明显，但但由于雨雨水等等的浸透透，将将会使破破坏范范围进一一步扩扩大而影影响结结构物的的耐久久性。格格子状状裂缝的的产生生原因及及危害害与线状状裂缝缝相仿。四、桥面铺装层层层的维修修整治治桥面铺铺铺装层的的修补补视其损损伤程程度不同同而采采取不同同的方方法。鉴鉴于水水泥混凝凝土铺铺装除采采用彻彻底翻修修重做做铺装外外，通通常也采采用沥沥青进行行修补补，所以以此处处仅介绍绍沥青青混凝土土铺装装的修补补方法。(一)))应急修补补对于小小小面积范范围的的裂缝、坑坑槽槽，一般般即采采用沥青青混合合料填埋埋，用用以修补补的沥沥青混合合料均均采用加加热拌拌和。修补时时时先切除除损伤伤部位及及周围围的不良良部分分，取出出离散散物认真真清扫扫，先铺铺沥青青粘结层层，再铺加热沥青混混混合料，经经碾碾压后再再在表表面撒布布石屑屑或砂。(二)表面面面处治修修补此法系系系在原铺铺装层层表面铺铺撒焦焦油形成成薄封封层，然然后再再根据铺铺装层层的损伤伤情况况作不同同的处处理。例例如，当当原铺装装层因因沥青过过多而而引起泛泛油时时，则可可在封封层上撒撒布粗粗砂和小小砂石石等，并并压人人进行处处治，一一般做成成厚度度为2～3cm的磨耗层层等等。当原原铺装装层出现现裂缝缝时，则则可在在铺装开开始发发生裂缝缝、老老化现象象明显显的地方方，采采用沥青青乳液液喷雾封封面和和沥青砂砂封面面，填充充小裂裂缝、表表面空空隙和坑坑洼等等处。(三)翻翻翻修法对于损损损伤严重重的铺铺装层则则需采采用翻修修法进进行整治治，即即重新铺铺筑桥桥面铺装装层或或视损伤伤程度度仅翻修修面层层。第二节桥面面面板的维维修与与加固一、概述(一)))桥面板的的作作用公路桥桥桥梁桥面面行车车道板，起起着着直接承承受作作用于桥桥面铺铺装上的的荷载载，并传传递分分配荷载载的作作用。桥面板板板与铺装装层、伸伸缩缝一一起，都都直接承承受汽汽车车轮轮荷载载的作用用，应应力集中中显著著。加上上行车车道板计计算路路径较小小，所所受应力力变化化与冲击击影响响也较大大。因因此，可可以说说桥面板板是公公路桥的的主要要构件中中承受受荷载和和应力力最大的的构件件之一。近年来，随随随着过桥桥车辆辆的日趋趋大型型化、重重型化化以及交交通量量的迅速速增长长，车辆辆对桥桥梁构件件的冲冲击力增增加，应应力超过过的频频率、疲疲劳的的影响都都越来来越大。这这样样，就使使得桥桥面板处处于极极其严酷酷的使使用状态态，因因此，钢钢筋混混凝土桥桥面板板破坏的的情况况时有发发生。(二)桥面板板产生破破坏的的影响钢筋混混混凝土桥桥面板板出现破破坏的的形式，一一般般和其他他混凝凝土构件件相同同，有裂裂缝、磨磨耗、剥剥离、露露筋、锈锈蚀，严严重的还还会出出现碎裂裂、脱脱落、洞洞穴等等。桥面板板板出现破破坏的的原因是是多方方面的，主主要要还是设设计不不当，施施工质质量不良良以及及使用中中遭到到外界荷荷载的的影响等等。桥面板出现现碎碎裂、脱落落落等破坏坏现象象厉，将将直接接影响车车辆的的过桥通通行，危危及交通通安全全。因此此，必必须采取取各种种维修和和加固固措施，对对其其进行维维修与与加固。二、桥面板板的的修补措施施施桥面板板板出现表表面碎碎裂、脱脱落或或洞穴现现象后后，必须须采取取局部修修复的的方法进进行维维修。修修复时时，拐破破损部部分全部部凿除除，再浇浇筑新新鲜混凝凝土，并并注意加加强养养护。在上述述述情况下下，如如桥梁负负荷能能力允许许时，也也可采用用加铺铺一层2～8cm厚的沥青青混混凝土的的方改改进行修修补。桥面板板板的碎裂裂和其其它损坏坏特别别显著、混混凝凝土质量量或施施工状况况特别别不良，且且无无适用的的修补补方法或或无法法期待修修补效效果时，就就必必须采取取重新新浇筑新新的混混凝土桥桥面板板等措施施。根据损损损坏产生生原因因的不同同，桥桥面板损损坏的的修补措措施如如表6—2所列。p200三、桥面补强层层层加固法法(一)桥面面面补强层层加固固的常用用方法法在旧有混凝凝土土或钢筋混混混凝土桥桥面板板上，重重新加加铺一层层混凝凝土或钢钢筋混混凝土补补强后后，这种种方法法称为桥桥面板板补强层层加固固法。此此法既既能修补补已出出现裂缝缝、剥剥落等损损坏的的桥面板板，又又能加高高原有有梁板的的有效效高度，增增加加梁板的的抗弯弯能力，改改善善铰结梁梁板的的荷载横横向分分布，从从而提提高桥梁梁的荷荷栽能力力。采用桥桥桥面补强强层加加固施工工比较较方便，可可与与一般修修筑桥桥面混凝凝土铺铺装层一一样进进行。这这种加加固法对对双车车道或桥桥面拓拓宽的梁梁板可可以两边边分开开先后施施工，对对交通影影响不不大。同同时，还还可结合合道路路路面维维修养养护工作作一起起进行，有有利利因素较较多。桥面补补补强层加加固的的常用方方法有有：采用用钢筋筋网与混混凝土土、钢筋筋网与与膨胀混混凝土土、钢纤纤维混混凝土等等。国国内采用用最多多的是钢钢筋混混凝土补补强层层加固。(二)))桥面补强强层层加固法法的设设计计算算桥面补补补强层加加固设设计计算算的前前提是，补补强强层能与与旧桥桥面(梁面)结合良好好；；能成为为一个个牢固的的整体体《桥规规》规规定：当当水泥泥混凝土土铺装装层与板板能共共同受力力时(铺装层与与板板能整体体受力力的条件件下)，板的计计算算厚度可可计人人扣除磨磨耗层层(不少于2cm)后的水泥泥混混凝土铺铺装层层的厚度度。可可见，计计入补补强层厚厚度后后的构件件强度度计算与与通常常钢筋混混凝土土梁一样样。四、桥面补强层层层加固法法的施施工(一)施工操作作程序序桥面补强强层层加固法法施工工程序一一般可可如图(二)施工工工措施桥面补强层加固固固法能否否达到到预期效效果，关关键取决决于新新旧混凝凝土能能否牢固固地形形成一个个整体体。因此此，为为确保新新旧结结构共同同受力力的可靠靠性和和耐久性性，需需要从施施工工工艺上采采取措措施，一一般可可采用的的措施施有:1．对旧桥面进进进行凿毛处处理理。并使使表面面组糙，成成齿齿状形箍箍筋外外露。2．对结合面进进进行处理，如如采取清扫、干干燥等措施。3．为使新旧混混混凝土有更更好好的粘性性，在在凿毛后后的混混凝土面面上可可涂抹一一层胶胶结剂，例例如如1：0.4铝粉水泥泥浆浆、1：1铝粉水泥泥砂砂浆、环环氧胶胶液等。4．加设新旧混混混凝土之间间的的连系钢钢筋。可可在旧混混凝土土层上设设置钢钢筋锚，也也可可把补强强层钢钢筋网与与底层层钢筋焊焊接。5．采用干硬性性性混凝土或或钢钢纤维混混凝土土浇注补补强层层，以减减少新新浇混凝凝土的的收缩从从而减减少新旧旧混凝凝土之间间产生生的差动动收缩缩力，提提高补补强效果果。6．补强层混凝凝凝土浇筑后后，应应加强养养护，避避免使补补强层层过早受受力，故故可采取取在桥桥面上架架设临临时浮桥桥的方方法。第三节桥面面面伸缩缝缝的维维修整治治由于伸缩缝装置置置设置在在梁端端上相对对比较较薄弱的的部位位，加之之伸缩缩缝装置置的性性能及连连结件件等不尽尽完善善，因此此在车车轮荷载载反复复作用下下，伸伸缩经极极易发发生损伤伤。以往对对对桥面伸伸缩缝缝装置，仅仅仅仅要求它它能保保证梁端端或桥桥端的变变形、保保证车辆辆行驶驶性能、装装置置本身的的坚固固耐用及及易于于更换等等。但但随着城城市立立交桥及及高架架公路的的发展展，则进进一步步要求伸伸缩缝缝在车辆辆通过过时不发发生噪噪声、完完全不不漏水等等。日本本本曾做过过统计计，在城城市高高速公路路上，1974年度伸缩缩缝缝装置的的维修修费用超超过公公路管理理费的的15％，东京京高高速公路路公团团在1970年到1974年期间在在总总数为4218个的伸缩缩缝缝中更换换了541个，重新新安安装和填填充防防噪声材材料等等加以改改善的的有147个，这就就表表明实际际上1／6的伸缩缝缝装装置存在在各种种病害。因因此此他们提提出，伸伸缩缝装装置不不应被认认为是是第二位位的构构件，而而应作作为桥梁梁的主主体结构构，从从设计到到施工工都必须须认真真地对待待，对对于养护护管理理则应及及时进进行修补补、改改善与更更换。一、伸缩缝装置置置的缺陷陷形式式及产生生的原原因伸缩缝缝缝装置的的缺陷陷形式随随其构构造形式式及其其材料的的不同同而异。例例如如，橡胶胶伸缩缩缝的缺缺陷大大致有橡橡胶件件的破损损、橡橡胶的剥剥离、锚锚固件损损坏、伸伸缩缝装装置下下陷、鼓鼓出及及螺栓孔孔填充充料被拉拉离等等。钢制制梳形形板伸缩缩缝则则可能出出现伸伸缩接头头的活活动异常常、锚锚固件损损伤、表表面梳形形板焊焊接部位位损伤伤等。尽尽管各各种形式式伸缩缩缝缺陷陷有共共相异之之处，但但也有其其共同同处。例例如，在在伸缩缝缝两侧侧的后铺铺筑铺铺装层凹凹凸不不平，先先期铺铺装与后后期铺铺装表面面不平平，后铺铺筑材材料的剥剥离、龟龟裂、上上浮与与下陷、桥桥面面板端部部的被被损等。造成伸伸伸缩缝缺缺陷的的原因是是多方方面的，设设计计中对桥桥面板板端部刚刚度考考虑不周周、伸伸缩缝装装置本本身刚度度不够够、锚固固体强强度不足足、过过大的伸伸缩缝缝间距或或伸缩缩量计算(或估计)错误等都都会会导致伸伸缩缝缝损伤；；施工工时桥面面板浇浇筑不良良、设设置的伸伸缩缝缝间距值值有误误、预制制时构构件长度度的偏偏差、伸伸缩缝缝装置安安装不不妥等也也是产产生缺陷陷的原原因。此此外，车车轮荷载载的反反复作用用、按按缝内侧侧桥面面不平等等也会会促使伸伸缩缝缝损坏。伸缩缝缝缝的损伤伤将引引起行车车条件件恶化、交交通通事故增增多、产产生噪声声与漏漏水现象象等后后果，严严重的的还会导导致桥桥梁主体体结构构的损坏坏。因因此，必必须对对桥面伸伸缩缝缝进行经经常性性的维修修整治治，以保保证桥桥梁的正正常使使用。二、伸缩缝的维维维修整治治桥面伸缩缝的整整整治工作作要视视其损坏坏情况况而采取取不同同措施，有有时时仅需更更换跨跨缝材料(如橡胶伸伸缩缩缝的橡橡胶条条、钢板板滑动动支座的的钢板板等)，有时则则需需更换整整个伸伸缩缝装装置(包括跨缝缝材材料及锚锚固件件等)，一般情情况况下在更更换或或修补伸伸缩缝缝装置时时，位位于伸缩缩缝两两侧的后后浇筑筑铺装层(又称后铺铺筑筑材料)均应进行行更更换。由由于后后铺筑铺铺装层层需要有有一定定的养生生时间间，这将将直接接影响恢恢复交交通所需需的时时间长短短，因因此，选选择合合适的后后铺筑筑材料及及施工工方法就就显得得十分重重要。日本在在在整治伸伸缩缝缝时采用用树脂脂混凝土土、喷喷射水泥泥浆、超超早强水水泥、早早强水泥泥或普普通水泥泥。这这些材料料的养养生期较较短，我我国多采采用树树脂混凝凝土，强强度达到20MPPa所需的4个小时左左右右。在伸缩缝整治中中中还有几几个问问题应引引起重重视；(一)))对于桥面面铺铺装层上上容易易产生车车辙的的凹凸不不平处处，要特特别注注意铺筑筑后铺铺筑材料料时不不应产生生高低低差；(二)))在凿除原原有有混凝土土铺装装时，不不要损损伤伸缩缩缝两两侧桥面面板混混凝土及及钢筋筋；(三)当原伸缩缩缝装装置的锚锚固钢筋筋等损损坏、松松动或或无锚固固钢筋筋需增设设时，应应先凿出出锚孔孔或槽口口后再再安设钢钢筋等等锚固件件。第四节桥梁梁梁支座的的维修修加固一、支座的作用用用与型式式(一)支座的作作用支座是是是桥梁上上、下下部结构构的连连接点。其其作作用是将将上部部结构的的荷载载(包括恒载载和和活我)顺适、安安全全地传递递到轿轿梁墩台台上去去，同时时要保保证上部部结构构在支座座处能能自由变变形(转动或移移动)，以便使使结结构的实实际受受力情况况与计计算简图图相符符合。因因此，对对桥梁支支座要要正确设设置，并并经常注注意保保养维修修，对对其损坏坏部分分要进行行修补补加固。(二)支座的的型式桥梁支座按按其其作用分固固固定支座座和活活动支座座两种种。固定定支座座用来固固定桥桥梁结构构在墩墩台上的的位置置，它只只能转转动而不不能移移动。活活动支支座则可可保证证在温度度变化化，混凝凝土收收缩和竖竖向荷荷载作用用下结结构能自自由转转动和自自由移移动。简简支梁梁桥每一一路是是由一个个固定定支座和和一个个活动支支班组组成；连连续梁梁桥则多多由一一个固定定支座座和若干干个活活动支座座所组组成。根据桥桥桥跨结构构的大大小，当当前我我国在钢钢筋混混凝土梁梁式桥桥中所采采用的的支座型型式有有垫层支支座、切切线式支支座(也称弧形形支支座)、摆柱式式支支座、橡橡胶支支座和滑滑动盆盆式橡胶胶支座座等。二、支座的损坏坏坏(一)支座本身身的损损坏各种型式支座本本本身的损损坏情情况不同同，分分别有1．油毛毡毡毡支座已已损坏坏(如破裂、拧拧拧落、酥酥烂等等)．从而失失去去作用。2．弧形钢钢钢板支座座滑动动面、滚滚动面面生锈，从从而而不能自自由转转动。3．摆柱式式式支座的的混凝凝土摆柱柱脱皮皮露筋或或出现现其他异异常现现象。4．支座的的的滑动面面不平平整、轴轴承有有裂纹、切切口口，滚轴轴偏移移和下降降。5．支座螺螺螺母松动动或螺螺栓脱落落。6．钢辊轴轴轴式支座座辊轴轴(或摇轴)的实际纵纵向向位移偏偏大或或发生横横向位位移。7．橡胶支支支座出现现橡胶胶老化、变变质质现象，梁梁丧丧失自由由伸缩缩能力。(二)支座座板板的损损坏支座座板的损坏坏坏形式有有：1．支座座板翘翘翘起、扭曲曲、断断裂。2．座板贴角焊焊焊缝开裂，3．填允砂桨裂裂裂缝。4．支座座扳混混混凝土压坏坏、剥剥离、掉掉角三、支座的维修修修加固工工作桥梁支支支座在其其遭受受损坏、作作用用不能充充分发发挥时，将将会会使桥梁梁上、下下部结构构受到到不利的的影响响，也容容易对对结构物物造成成重大障障碍，因因此，必必须经经常注意意进行行养护维维修，发发生损坏坏时要要及时地地制定定维修加加固计计划，给给予修修补。支支座的的维修加加固，由由于工期期要求求较短，又又是是在施工工较为为因难的的部位位，应充充分研研究所采采用的的维修加加固措措施及所所采用用的材料料机具具设备等等，以以便能够够迅速速可靠地地进行行修补。(一)支座的养养护工工作桥梁支支支座必须须经常常养护，根根据据《公路路养护护技术规规范》规规定，主主要内内容是：：1．对对对支座各各部