- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:由于施工与年限等原因,市政道路桥梁工程常常会出现各种病害,本研究以珠江黄埔大桥为例分析市政道路桥梁工程的常见病害产生的原因,并探讨了解决这些病害的施工处理技术,旨在保障道路桥梁的稳定运行和公众的安全。市政道路桥梁病害形成因素较多,针对不同类型的病害,应采取相应的施工处理技术进行修复和加固,以提高道路桥梁的质量和安全性。
关键词:道路桥梁;施工质量;病害;裂缝
前言:随着城市化的进程加速,市政道路桥梁工程承担着繁重的交通任务,直接关系到人们的日常出行和城市运转的效率。根据相关的数据统计,近年来全国范围内有若干座桥梁出现坍塌事故,造成了一定的人员伤亡和财产损失不仅暴露出了部分市政道路桥梁工程中的问题,也要求管理和建设单位加强建设施工质量和日常养护。通过规避和处理道路桥梁的病虫害,能延长其使用年限,提高质量和安全性,为城市发展提供保障,并为病害的预防和治理提供科学依据和技术支持。
1、工程案例
珠江黄埔大桥为广州境内京港澳公路与沈海高速公路并线的控制性项目,该项目于2005年4月动工,2008年12月竣工通车,总长度为7016.5m。北汊桥为一座单塔双索面钢箱梁斜拉桥,跨度383m;南汊桥为一座采用双层环氧沥青砼结构的大跨度钢结构悬索桥。自通车运营以来,钢桥面铺装自从投入使用后,桥面陆续出现了一些鼓包、裂缝和坑槽等常见的病害,并且有愈演愈烈的趋势。自2013以来,高速公路上交通量迅速增长,尤其是重载车辆不断增多,加上高温和降雨等因素的影响,钢桥面路面出现了大量的病害,尤以南、北行慢车道为重。
2、市政道路桥梁工程常见病害
如图1,市政道路桥梁常见病害种类较多,为了保证道路桥梁的正常运营,必须对其进行有效的维修与加固。珠江黄埔大桥病害产生原因及分析见表1。
图1道路桥梁常见病害情况
表1 珠江黄埔大桥病害产生原因及分析
病害 | 产生原因 | 原因分析 |
路基沉降不均匀 | 路面开裂、坑槽、沉陷等病害,对路面的平整度及行驶安全性产生不利的影响。 | 施工方法不当、地基处理不好、填料质量不达标、路基填筑速度过快,碾压不及时或方法不当、没有加强软基加固处理。 |
路面裂缝 | 施工质量控制不严格、车辆超载、地基沉降不均匀等。 | 混合料配合比不合理,不均匀的摊铺、碾压不密实、车辆超载和地基沉降不均匀都将引起路面开裂。 |
桥头跳车 | 桥台与路基之间的沉降差异引起。 | 桥台一般为刚性结构,产生的沉降比较小,地基为柔性结构,沉降量很大。在车辆荷载、自然因素等诸多因素作用下,桥台与地基的沉降差异会逐步显露出来,从而导致桥头跳车。 |
路基塌陷 | 地基处理不当,填料质量和施工质量控制不严。 | 在路基建设中,没有对软基进行加固、填料的质量达不到规定的标准、施工质量控制不严格如碾压不密实、排水不畅等都会导致路基塌陷。 |
排水系统问题 | 由于设计不合理,施工质量不佳,维护不到位等。 | 在设计阶段没有充分考虑排水需求和地形特点;在建设期间,没有确保建设质量会导致排水管道出现裂缝、堵塞等问题。缺乏日常的维护和保养,排水系统也会受到不同程度的损坏。 |
栏杆、护栏损坏 | 产品本身的质量问题、施工质量控制不严格、使用过程中的磨损和撞击等。 | 栏杆、护栏产品的质量不符合要求、施工质量控制不严格、使用过程中的磨损和撞击。 |
道路标线模糊或消失 | 标线材料的质量问题、施工质量控制不严格、使用过程中的磨损和污染等。 | 标线材料的质量不符合要求、施工质量控制不严格、使用过程中的磨损和污染 |
3、道路桥梁病害施工处理技术
3.1路基沉降不均匀处理技术
施工时,混凝土受到的最大荷载侧向压力,其值可用以下公式①计算:
①
式中:
为新浇筑混凝土对侧模板的最大压力,单位kPa;
为外加剂对混凝土强度的影响修正系数,未添加时 K=1,添加时K=1.2;
为混凝土的重容;
为有效压头的高度,单位m。
处理技术:①将沉降严重区域的地基土挖除,换填如碎石等稳定性能好的材料,保障基土稳定[1]。②通过强大的夯击能量,将需要处理的路基土压缩,从而提高其承载能力。③利用压力将浆液注入到路基土中,形成稳定性好、强度高的固结体,提升土体的承载力。
3.2路面裂缝处理技术
为使原有的排水沥青路面与养护层更好地粘结在一起,需要有良好的粘结强度,珠江黄埔大桥所以使用改性环氧树脂,以减少材料的成本。改性环氧树脂主要性能指标见表2。
表2 改性环氧树脂主要性能指标
性能指标 | 技术指标 | 检测方法 |
与钢板黏结力/MPa | >5 | ASTM C882 |
拉伸强度(23℃) | >15 | ASTM D638 |
拉伸强度/MPa | >40 | ASTM D695 |
延伸率(23℃)/(%) | >60 | ASTM D638 |
拉伸强度(0℃)/MPa | >15 | ASTM D638 |
延伸率(0℃)/(%) | >20 | ASTM D638 |
拉伸模量/MPa | >200 | ASTM D638 |
吸水率(max)/(%) | <0.1 | ASTM D570 |
珠江黄埔大桥所以使用粒径为3~5mm集料进行级配设计。改性环氧树脂组合式黏结层粗集料技术指标见表3。
表3 改性环氧树脂组合式黏结层粗集料技术指标
指标 | 技术要求 | 试验方法 |
石料压碎值/(%) | ≥20 | T 0316 |
表观相对密度 | ≥2.6 | T 0304 |
对改性沥青的黏附性/级 | ≥5 | T0616 |
软石含量/(%) | ≥3 | T 0320 |
石料磨光值PSV | ≥40 | T 0321 |
坚固性/(%) | ≥12 | T 0314 |
水洗法<0.075颗粒含量 | ≥1 | T 0310 |
改性环氧树脂粘结强度按式②计算。
②
式中:
为试件的粘结强度,MPa;
为试件破坏时的最大荷载,N;
为试件粘结面积;mm2 。
处理技术:①对于较小或轻微的裂缝,在裂缝表面涂抹如水泥砂浆、改性环氧树脂等密封材料,以防止水分和空气进入裂缝内,进而避免裂缝扩大。②当裂缝宽度较大时,在裂缝内注入水泥砂浆或改性环氧树脂,使裂缝得到填补。这种方法需要使用到注浆嘴等设备,注浆后需进行适当的养护和加固。③对于较大或较深的裂缝,将裂缝切开,然后填入填充材料,如沥青、水泥砂浆等,使裂缝得到填补,填充法可以有效地提高路面的承载能力[2]。
3.3桥头跳车处理技术
①为了减小路基填筑过程中的沉降,应在桥台一定宽度的填料上选用具有良好的排水、压实能力的填料,并确保达到理想的压实度。②在桥台和填土部位的连接部位设置一块钢筋混凝土的桥面板。搭板采用埋入或半埋入式,可将路面的刚性逐步增加到与桥面刚性相当的程度,从而改善行车舒适性。③对于桩柱式桥台,可以首先进行填方,待填方充分沉降稳定后,再修建桩柱式桥台,从而减少结构物与填土的沉降差[3]。④选用性能较好的伸缩缝,并保证其平整性和完好性。⑤为降低桥面铺装开裂,应采取行之有效的措施,对已发生的开裂应及时修补,避免碎裂或脱落。
3.4路基塌陷处理技术
①对于小范围的路基塌陷,将塌陷的路基区域挖开,重新填筑强度较高的材料,如碎石、水泥混凝土等,以提高路基的承载能力。②对于较大范围的路基塌陷,通过压力注浆设备将强度较高的浆液注入到路基土中,注浆可与地基土形成高强度、高稳定性的固结体,提高地基承载力[4]。③对于严重的路基塌陷,可以采用钢板桩进行支护。钢板桩能够有效地防止塌陷扩大,同时还可以起到防水的作用。
3.5排水系统问题处理技术
①对于管道堵塞、渗漏等问题,可以采用疏通和修复管道的方法。对于管道堵塞,可以采用机械或手工方式进行疏通;对于管道渗漏,可以采用修复或更换管道的方式进行处理。
②在必要的地方增加排水设施,如排水沟、排水井等,以增强路面的排水能力。③对排水设计进行优化,合理设置排水口的位置和数量,提高排水系统的排水能力[5]。④定期巡视、维修排水系统,及时发现并解决问题,防止排水系统出现故障。
3.6栏杆、护栏损坏处理技术
①对于轻微损坏的栏杆、护栏,可以采用修复的方法进行处置。对于严重损坏或无法修复的栏杆、护栏,需要进行更换。在更换时,应选择质量可靠、耐久性好的产品。②对于金属材质的栏杆、护栏,需要进行防锈处理,并定期进行涂装保护。在使用过程中,应定期进行清洁和维护,避免锈蚀和损坏[6]。③定期对栏杆、护栏进行检查和维护,加强日常的巡查和管理,防止人为损坏和偷盗行为的发生。
3.7道路标线模糊或消失处理技术
①对于模糊不清或消失的标线,需要重新喷涂。选择与原标线颜色一致的涂料,并确保喷涂的均匀和厚度。②对于损坏或老化的标线,需要进行修复和更新。选择耐久性好、反光度高的材料,以提高标线的可视性和安全性[7]。③选择性能更优良的标线材料,以提高标线的耐磨性、耐候性和反光性。
结束语:综上所述,针对不同类型的病害,应采取相应的施工处理技术进行修复和加固,要强化对市政道路桥梁工程的质量管理与监控,确保工程的质量和安全性。对于已经出现的病害,应及时进行修复和加固,防止病害的进一步扩大和恶化。此外,加强对桥梁的日常巡视与维修工作,及时发现并解决存在的问题,以保证公路桥梁的安全稳定运行。
参考文献
[1]张旭景.市政道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术探究[J].建筑与装饰,2022(7):162-164.
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