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超載車(chē)輛對(duì)橋梁的影響及加固修復(fù)
發(fā)布時(shí)間:2014-08-05

 超載車(chē)輛對(duì)橋梁產(chǎn)生嚴(yán)重的危害,縮短了橋梁的使用壽命,對(duì)于橋梁出現(xiàn)的破壞應(yīng)即使進(jìn)行修理。

  橋梁超載破壞的形態(tài):

  如果允許超過(guò)橋梁承載能力的汽車(chē)荷載通行,會(huì)使橋梁產(chǎn)生較嚴(yán)重的病害,行車(chē)使用性能下降,承載能力降低,結(jié)構(gòu)開(kāi)裂壽命縮短。以最為常見(jiàn)的組合式橋梁為例,由于其橫截面由多梁組合而成,橋梁的病害主要表現(xiàn)為橫向聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的破壞。在橋面上,由于結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞加劇了主梁的擾度,重車(chē)道位置會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的車(chē)轍,行車(chē)平順性降低。橋面鋪裝沿主梁的鉸縫產(chǎn)生縱向的裂縫。從橋下觀察,可發(fā)現(xiàn)鉸縫開(kāi)裂,鉸縫內(nèi)填充的混凝土呈塊狀剝落,并且橋面降水沿鉸縫滲漏。瀝青混凝土鋪裝開(kāi)裂,滲水,水泥混凝土橋面鋪裝層及鉸縫發(fā)生嚴(yán)重的碎裂,并且滲水。由于橋梁上部結(jié)構(gòu)的各主梁間橫向聯(lián)結(jié)主要靠鉸縫及混凝土鋪裝層實(shí)現(xiàn),上述病害將導(dǎo)致橫向聯(lián)結(jié)完全失效。這樣,橋梁橫截面上的主梁之間無(wú)法相互傳力,重車(chē)道上的荷載將完全作用于輪下一條單獨(dú)的主梁上,而橫截面上其他梁沒(méi)有分擔(dān),因此,橋梁的整體承載能力降低。承受荷載的主梁會(huì)因?yàn)檫^(guò)載發(fā)生破壞,在跨中梁底部位出現(xiàn)彎矩裂縫,裂縫一般為多條,分布于跨中一定區(qū)段內(nèi)。裂縫的出現(xiàn)會(huì)降低梁的剛度,因此,重車(chē)道下承載的主梁的梁底向下凹出,擾度加大。

  重車(chē)通行情況調(diào)查方法:

  為了分析重載車(chē)輛對(duì)橋梁的破壞形態(tài)并進(jìn)行維修加固,應(yīng)首先摸清重載交通的情況。具體做法為:對(duì)路線進(jìn)行一定時(shí)期的交通流觀測(cè),并對(duì)重車(chē)稱(chēng)重,記錄重車(chē)的車(chē)型、軸重、全車(chē)重,以及橫向輪距、車(chē)廂全寬、軸間距、車(chē)長(zhǎng)等,然后按照車(chē)重、車(chē)型進(jìn)行分類(lèi)匯總和分析,根據(jù)其載重量大小及在重車(chē)中所占比例大小等情況選擇最具代表性的幾種車(chē)型,按實(shí)測(cè)車(chē)重及軸重進(jìn)行平均,得到重載車(chē)輛荷載的抽象力學(xué)模型,類(lèi)似于規(guī)范中設(shè)計(jì)荷載車(chē)隊(duì)中的主車(chē)、重車(chē)車(chē)輛荷載模型,給出總重,車(chē)輛縱橫向尺寸、單軸重、軸距、橫向輪距等數(shù)據(jù)。還應(yīng)根據(jù)實(shí)際調(diào)查的重車(chē)荷載運(yùn)營(yíng)規(guī)律歸納、抽象的出它在橋梁上的布置方式。如重車(chē)的縱向、橫向間隔以及考慮高速公路上車(chē)流分道行駛的特點(diǎn)確定其在橋梁上所占車(chē)道的位置等。一般來(lái)說(shuō),重車(chē)的總重量及單軸重均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于汽一超20級(jí)重車(chē)的,可達(dá)100噸至140噸,并且車(chē)身較長(zhǎng),車(chē)軸、車(chē)輪較多,對(duì)橋梁構(gòu)造物的影響不可低估。

  重車(chē)荷載對(duì)各類(lèi)橋梁的影響分析:

  對(duì)于斜交橋來(lái)說(shuō),重車(chē)對(duì)橋梁的影響略小于同等跨徑的正橋,因?yàn)檐?chē)輛荷載通過(guò)斜橋時(shí)車(chē)輛的兩排輪胎不能同時(shí)作用于最不利位置,所以與同跨正交橋相比,其截面內(nèi)力略小。對(duì)于單孔跨徑較大的橋,因?yàn)闃蜷L(zhǎng)、跨徑大,在同一跨內(nèi)或相鄰跨內(nèi)可能同時(shí)上多輛重車(chē),重車(chē)的荷載效應(yīng)較大,并且車(chē)輛的縱向間距對(duì)內(nèi)力影響也很大。由此可見(jiàn),在重載交通的路段,大跨橋梁是不適宜的,應(yīng)對(duì)采用中小跨徑的橋梁。對(duì)于中小跨徑橋梁,隨著跨徑的減小,恒載內(nèi)力所占比例變小,活載內(nèi)力所占比例變大,所以活載增大對(duì)橋梁內(nèi)力的整體影響也變大,也就是說(shuō)重車(chē)在小跨徑橋上的荷載效應(yīng)較大,造成的破壞較嚴(yán)重。另外,因?yàn)闃蛄憾,跨徑小,縱向僅能上1輛重車(chē),因而縱向車(chē)距造成的影響不大,最大活載內(nèi)力的大小由重車(chē)的主軸重量決定。內(nèi)力最大值所對(duì)應(yīng)的布載情況為超車(chē)時(shí)兩列重車(chē)的重軸同時(shí)布于最不利位置。

  超載破壞橋梁的加固與維修:

  超過(guò)承載能力運(yùn)營(yíng)的橋梁會(huì)因病害的出現(xiàn)承載能力降低,而在重載作用下,承載能力降低會(huì)更進(jìn)一步加重橋梁的結(jié)構(gòu)破壞。因此對(duì)于重載交通下的橋梁應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)加固處理或采取限載措施,防患于未然,以免造成較大損失。對(duì)于如前所述的病害應(yīng)通過(guò)提高承載能力的方法來(lái)根治,從根本上解決問(wèn)題。對(duì)于橋面鋪裝及鉸縫的破壞要進(jìn)行維修補(bǔ)強(qiáng),以加強(qiáng)橫向聯(lián)結(jié),提高橋梁的整體承載能力。具體做法如下:首先銑刨橋面鋪裝,鑿除水泥混凝土鋪裝及鉸縫的松散結(jié)構(gòu),然后在主梁的頂面鉆孔,用環(huán)氧砂漿或其他粘結(jié)劑植入一定長(zhǎng)度的豎向短鋼筋網(wǎng)綁扎在一起,起到層間抗剪傳力作用,使橋面鋪裝與主梁聯(lián)為一體,鋪裝層有效參與主梁受力。沿鉸縫邊緣也植入短鋼筋,并且交互搭接,以加強(qiáng)鉸縫橫向傳力。水泥混凝土橋面鋪裝的厚度應(yīng)該增大,如有標(biāo)高方面的限制可考慮取消或減薄瀝青鋪裝層。但如果仍設(shè)置瀝青鋪裝,應(yīng)保證其有一定的厚度,否則過(guò)薄的瀝青層在重車(chē)輪載下易破壞,影響行車(chē)平順。加大水泥鋪裝層的厚度除了能夠補(bǔ)強(qiáng)橋梁主梁的承載能力外,還可以增加橋梁的橫向剛度,加強(qiáng)橋梁上荷載的橫向分布,使重車(chē)道上的荷載能夠更多地分配給其他主梁承擔(dān)。為此,還應(yīng)加強(qiáng)橋面鋪裝的橫向布筋,加密、加粗橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)中橫向的鋼筋,以實(shí)現(xiàn)有效的橫向傳力。配筋設(shè)計(jì)應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定,在進(jìn)行重載交通橋梁的加固設(shè)計(jì)時(shí),要把實(shí)際調(diào)查得來(lái)的重車(chē)荷載用作驗(yàn)算荷載,對(duì)結(jié)構(gòu)配筋等進(jìn)行修正,計(jì)算中內(nèi)力組合等各種系數(shù)可參照掛車(chē)驗(yàn)算荷載的取值選定,以保證重載車(chē)輛通行情況下結(jié)構(gòu)的安全。對(duì)于跨中已經(jīng)發(fā)生開(kāi)裂,剛度降低的重車(chē)道下的主梁,如果裂縫較大,不能閉合,破壞嚴(yán)重,應(yīng)更換新梁,如果裂縫分布均勻、細(xì)密,在除去橋面鋪裝二期恒載的情況下閉合較好,可用環(huán)氧砂漿對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)彌合,并在梁底貼炭纖維布,進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),提高剛度和承載力重新使用。

  重載交通下橋梁的運(yùn)營(yíng)管理:

  對(duì)于超載嚴(yán)重的車(chē)輛必須限制通行,以保證橋梁的安全。在收費(fèi)公路上,還可以實(shí)行按車(chē)重收費(fèi),提高重車(chē)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),讓超載運(yùn)輸不再有利可圖,促使車(chē)主自覺(jué)減少汽車(chē)的載重量。對(duì)于大跨橋梁,要限制車(chē)輛通行的縱向間距,嚴(yán)格禁止車(chē)輛在長(zhǎng)大橋上停留,以求減小橋跨上布置的車(chē)輛荷載數(shù)目。對(duì)于車(chē)況較差的重車(chē)不允許上橋,防止因事故在橋上拋錨。當(dāng)堵車(chē)發(fā)生是要派專(zhuān)人看管疏導(dǎo),任何橋上停滿80噸以上的重車(chē),其后果都是不可想象的。還應(yīng)該限制橋上重車(chē)超車(chē),使橫向只有一列車(chē)通過(guò)。車(chē)速也不宜過(guò)高,以減小車(chē)輛的沖擊力和制動(dòng)力。



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