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天津市市政工程质量检测中心

天津市交通科学研究院——天津市市政工程质量检测中心

 
 
 

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天津市市政工程质量检测中心隶属于天津市交通科学研究院(原天津市市政工程研究院,2015年4月起更名),为独立事业法人单位,是从事市政、公路、桥梁、房建工程材料和实体的质量检测、鉴定验收、法律仲裁、技术咨询的综合性第三方专业检测服务机构。

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高速公路桥梁隧道病害处治方法及设备配置研究  

2014-09-23 09:20:16|  分类: 桥梁工程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 高速公路桥梁隧道病害处治方法与设备配置研究

  施春宁1 张中华2 王涛3

  (1.长安大学信息工程学院陕西西安710064;2.长安大学工程机械学院陕西西安710064;3.陕西鑫联监理建设公司陕西榆林719100)

  摘要:要想做到桥梁隧道的安全畅通的运行,桥梁检测是重要一环。本文针对国内几条主要高等级公路的桥梁隧道进行调查研究,根据现场调查情况进行养护措施及养护设备配置的确定,并通过时间的验证取得了良好的效果,对未来桥梁隧道病害的处治方法及其设备配置提供了依据。

  引言

  随着我国高速公路的飞速发展,在山岭和丘陵地带,为了缩短行程,改善线性,保护环境,修建隧道桥梁已十分普遍,双线、特长桥梁隧道已不罕见。桥梁隧道独特的构造特征,决定了它在公路养护中的重要地位。近来几年不断有桥梁隧道坍塌的消息:新疆阜康桥梁坍塌,深圳高速桥梁坍塌,湖北仙桃桥梁坍塌,印度达曼桥梁坍塌,大鳌溪村地下隧道坍塌,四川蓬安举行隧道坍塌,云南迪庆隧道坍塌,大连隧道坍塌等,因此说明,公路管养部门有必要加强公路桥梁隧道的养护与维修,提高桥梁隧道养护管理水平。

  1 设备配置研究目的

  为了防止进行养护作业时造成养护设备短缺或养护设备资源浪费,更加合理有效配置养护设备,对公路桥梁隧道的养护设备配置进行研究具有非常重要的意义。经过调查河北省石黄高速公路管理处日常养护机械、绿化养护设备品种及数量明显不足,未见专项工程和大中修工程所需机械;京津塘高速公路天津段高速公路养护机械配置较齐全,养护机械化程度高,购置设备投资大。专项工程和大中修工程所需机械中缺少沥青拌和设备,要注意路面不进行大中修时机械的利用率问题。新疆乌奎高速公路对养护机械配置的品种及数量较合理,且根据所处地理环境加大了除雪除冰机械的配置。此外,调研发现呼包高速公路养护机械配置偏少,日常养护机械明显不足,外雇养护工较多;京石高速公路北京段养护用车配置到位,日常养护机械品种及数量明显不足,绿化养护设备未列出,未见专项工程和大中修工程所需机械;西北地区A 高速公路日常养护机械、绿化养护设备品种及数量明显不足,只能完成除雪除冰、标线、清扫等作业。

  2 桥梁常见病害处治方法及设备

  2.1 公路桥梁常见病害

  从目前国内桥梁使用的情况看,有许多桥梁特别是中小桥,桥面铺装混凝土不同程度损坏,使桥面产生坑槽,影响车辆的正常行驶。一些桥面伸缩缝损坏严重,产生桥头跳车,危及行车安全。有些公路早期修建的时候,桥梁伸缩缝为板式橡胶伸缩装置,这种伸缩装置设计结构不合理,抗冲击性能差,橡胶老化快,螺栓易锈蚀,在车辆作用下,很快就产生破坏。因此,公路桥梁桥头跳车较为普遍,尤其在一些软土地基地方更严重,给养护部门带来很大困难。除上述几种病害以外,还有如轻型桥台支撑梁破碎、空心板梁翼缘板损坏等病害。

  2.2 处治方法

  2.2.1 混凝土裂缝

  1.一般裂缝的修补可采用表面封闭和压力灌浆修补法两种形式进行;

  2.对于裂缝宽度小于0.2cm,浅而细的表面裂缝,可用环氧树脂浆液进行表面封闭;

  3.对于裂缝宽度大于0.2cm,且较深的裂缝,可采用“壁可法”压力灌浆法修补;

  4.对于现浇实心板梁底板纵向裂缝,宽度小于0.2cm 的裂缝,且条数较少时,用环氧树脂浆液进行表面封闭;

  5.裂缝宽度大于0.2cm 较深的裂缝,且条数较多时,采用横向粘贴碳纤维布进行封闭。

  2.2.2 伸缩缝破损

  1.U 形锌铁皮伸缩缝的维修, 当其锌铁皮老化、开裂、断裂时,应拆除并更换为新型伸缩缝;当其软性填料老化脱落时,先清除其缝隙泥土,重新注入新的填缝料;当其铺装层破坏时,应凿除重新铺筑,凿除破损部位应划线切割(或竖凿),清除旧料后再浇筑新面层。

  2.钢板伸缩缝的维修, 当其钢板变形、螺栓脱落、不能正常运行时应及时拆除并更换为新型伸缩缝;当钢板与角钢焊接破裂时,应消除污垢后重新焊牢;当梳齿断裂或出现裂缝后,也要采取焊接方法进行修补。

  3.橡胶伸缩缝当其橡胶老化、脱落,角钢变形、松动时,应拆除并更换为新型伸缩缝。

  4.桥面伸缩缝的维修、更换应在保证质量的基础上,尽量缩短工期、减少对交通的影响。

  2.2.3 混凝土破损剥落

  对于混凝土表面剥落、破损部位应先将松动的保护层凿去,并将钢筋锈迹清除,再喷射高标号水泥砂浆。

  2.2.4 钢筋锈蚀

  1.凿除松脱、剥离等已损坏部分混凝土;

  2.对钢筋做除锈处理,并清理混凝土表面的灰尘,对钢筋除锈后即进行防锈处理;

  3.涂以环氧胶液等粘结剂;

  4.立模、配料浇筑,或喷浆、涂抹施工;

  5.对新喷涂或浇筑混凝土面进行表面处理.

  2.2.5 支座病害

  对老化失效的板式橡胶支座进行更换处理。脱空的支座应及时纠正支座位置,并在底部垫塞钢板,使其达到设计状态。垫板锈蚀的支座应及时更换锈蚀的钢板.

  2.3 养护设备

  1.桥梁检测车

  2.高空作业车

  3.高压水力破除机

  4.液压破碎机

  5.混凝土喷射泵

  6.千斤顶

  7.混凝土拌和机

  8.混凝土输送车

  9.混凝土泵车

  10.除锈喷涂设备

  11.发电机

  12.切割机

  13.空压机

  14.风动工具

  15.电焊机

  16.高压水泵及喷水枪

  3 隧道常见病害

  隧道特殊的结构,使其所处的环境十分恶劣,隧道内普遍存在渗漏水情况,特别是在隧道两端更为严重,另外,隧道内不仅潮湿多尘,而且有较多的酸性腐蚀性气体等,这些特殊的因素使得隧道养护维修显得特别重要。

  目前高速公路隧道病害主要表现为:严重渗漏水、结构衬砌的腐蚀裂损、仰拱或铺底的变形损坏导致路面的破坏。几乎所有的隧道病害都与渗漏水有着直接或间接的关系,隧道结构的缺陷给隧道渗漏水提供了通道,隧道渗漏水的长期作用又会加剧隧道侵蚀破坏,特别是在围岩有地下水并具有侵蚀性的情况下,对衬砌和隧道设备的腐蚀更加严重。在运营期间,地下水常通过混凝土衬砌变形缝、施工缝、裂缝甚至混凝土孔隙等通道渗漏进隧道中,造成洞内通信、供电、照明等设备处于潮湿环境而发生锈蚀、霉烂、变质、失效,若使路面积水,就会改变路面反光条件,引起眩光,造成车辆打滑,行车安全受到影响。

  3.1 隧道常见病害处治方法

  3.1.1 衬砌裂缝

  1.以锚杆加固围岩。沿隧道周边适当地布设锚杆,对围岩形成足够能力的加固体系,使围岩保持稳定;

  2.锚杆加钢筋网喷射混凝土加固围岩。在锚杆加固的基础上再挂钢筋网并喷水泥混凝土形成初期支护,起到承载作用,从而预防裂缝的发生;

  3.对软弱程度不大的围岩及裂缝进行注浆加固,封堵裂隙,使弱岩加强,水道堵塞,从而起到抗渗防漏的作用,避免衬砌开裂漏水;

  4.在寒冷地区还必须防止隧道渗水的冻融;

  5.再衬砌和喷射混凝土之间夹点材料或改进衬砌混凝土的质量,也可以在特定位置设置诱发裂缝的缩缝,以减少整体的裂缝。

  3.1.2 地表水下渗

  查明地质情况,根据隧道所处的地形、地势,因地制宜在洞顶设置防水措施,可将地表填平、铺砌、勾缝、抹面,将坑穴或钻探水堵塞、密封,以达到防渗抗漏的目的。

  3.1.3 地下水或围岩水入侵

  查明水的来源和水流形式,以及查明是裂缝水还是地下水。当处于围岩破碎、易坍塌地段时,可采取直接向围岩内压浆的办法,当涌水量较大时,可采用化学浆液固结的办法,然后再采用隔离措施。当围岩条件很好且水量不大时可以直接采取隔离防渗技术。

  3.1.3 冻融

  1. 给隧道增加暖气,使隧道保持不冻温度;

  2. 隧道施工时采用弹性防水材料。并使能在本地区最低气温时保持良好弹性,当冻融结束后,弹性性能不变,从而起到抗冻防水的作用。

  3.2 养护设备

  1.混凝土喷射泵

  2.多功能作业车

  3.管道疏通机

  4.水泵或潜水泵

  5.发电机

  6.信号标志车

  7.混凝土搅拌设备

  8.混凝土输送车

  9.隧道墙壁清洗车,另外养护里程内有长隧道的养护单位配置消防车已得到公认。

  4 结论

  1、调查分析了国内几条高等级公路桥梁隧道病害情况,总结归纳出病害形成的主要原因及病害特征,提出公路桥梁隧道典型病害处治工艺及设备配置。

  2、对国内几条典型高速公路养护设备配置情况进行了分析研究,确定出高等级公路桥梁隧道病害类型、处治方案和工艺相适应的养护设备的功能要求和性能指标。

  3、研究了桥涵、隧道长度对机械配置的影响,对养护设备配置方案提出了科学、合理的评价指标。

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