对桥梁施工技术的几点看法

王 杰

(湖北工程学院新技术学院，湖北省 孝感市 432000)

对桥梁施工技术的几点看法

王 杰

(湖北工程学院新技术学院，湖北省 孝感市 432000)

现代桥梁设计技术的发展，使得众多国家对加大对桥梁结构设计理论方面的研究。通过简要说明桥梁设计的注意事项。对现代桥梁结构设计的理论和设计中常见的问题做简单探讨及实践中混凝土桥梁裂缝的分类及成因，提出混凝土桥梁裂缝的几种修补方法，包括表面封闭修补法、压力灌浆法、黏贴钢板施工法等。 基于震害现象和有关实验与理论研究，结合能力抗震设计的思想，按照我国公路桥梁的特点，探讨影响极限强的因素，并提出抗震设计的方法，具有重要的论意义和工程应用价值。

桥梁设计 混凝土桥梁裂缝 抗震

目前国内的桥梁结构设计普遍有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上，目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果；也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性的要求。

混凝土桥梁的修补方法

一、表面封闭修补法

1．表面涂抹。通常是在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜，在裂缝宽度有可能变动时，可采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料。在裂缝多而且密集或者混凝土老化、砂浆离析的结构物上也可大面积涂抹保护膜。

2．“V”形或“U”形槽口充填修补。在只用上述表面涂抹处理不能充分修补的场合，可采用如下方法：在混凝土表面沿裂缝凿出“V”形或“U”形槽口，然后用树脂砂浆充填修补。填补前要用钢丝刷清除凿后已浮动的混凝土碎片，必要时可先上底层涂料然后填塞树脂砂浆。

3．凿深槽嵌补。先沿裂缝凿一条深槽，槽形根据裂缝位置和填补材料而定，然后在槽内嵌补各种黏结材料，如环氧砂浆、沥青、甲凝等。

二、压力灌浆法

先将结构物的裂缝或孔隙与外界封闭仅留出进浆口及排气孔，然后将配制的较低黏度的浆液通过压浆泵以一定的压力将浆液压入缝隙内并使其扩散、胶凝固化，以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性的目的。

1．水泥灌浆修补法。实施灌浆前应对修补部位裂缝再仔细检查一遍，以确定修补数量、范围、钻孔眼位置及浆液数量。

灌浆一般采用不低于42.5级的普通水泥，灌浆压力一般为4.05×105～6.08 ×105Pa，浆液浓度一般不小于 1.6:1(水与水泥的重量比)。灌浆加压设备，在工程量较大时宜采用灌浆机、灌(压)桨泵，也可采用风泵加压。工程量不大时可用手压泵施工，工程量特小时，可采用类似打气筒等工具改制成的注射器施工。2．化学灌浆法。灌浆材料应具备黏结强度高、可灌性好等基本要求，一般常采用环氧和甲凝两类材料。环氧灌浆是以环氧树脂为主体，它的黏结力强、稳定性好、收缩小、耐腐蚀及机械强度高，裂缝宽度在0.1mm以上时采用环氧灌浆。甲凝灌浆是以甲基丙烯酸甲酷为主体，它具有黏度低可灌性好、抗拉强度高等特点，常用于修补裂缝宽度在0.1mm以下的细裂缝。

灌浆一般采用纯压法灌浆。对于细小裂缝浆液需要较长的胶凝时间，常采用单液法灌浆。此时将所用的浆液在泵前混在一起，用灌浆机进行灌注。对于较宽的裂缝，要求浆液胶凝时间较短，常采用双液法灌浆，此时将所用的浆分成两大部分，用灌浆机分两路送至灌浆孔口混合装置再灌入裂缝。

灌浆可采用单孔或群孔同时灌浆，但必须留有一定数量的排气孔。当在长裂缝上同时布有几个灌浆孔时，可按裂缝的深浅由下而上的顺序进行灌浆。当用灌浆泵进行灌桨时，压力一般由小至大逐步升高，达到设计压力后，再保持压力稳定，直至灌浆达到一定要求(吸浆率小于0.01以min时再延缓几分钟)再将阻塞器上的进浆管阀门关闭，以使裂缝内浆液在受压状态下胶凝固结。

灌浆完毕待浆液聚合固化后，即可将灌浆嘴一一拆除，并用环氧胶泥抹平。最后对每一道裂缝表面再刷一层环氧树脂水泥浆，确保封闭严实，并使其颜色与混凝土结构尽量保持一致。

(三)黏贴钢板施工法

黏贴钢板施工法是将整个钢板黏贴于待修补的裂缝位置上，使其与原有的混凝土成为整体，从而提高对荷载的抵抗力。用于黏贴的钢板厚度一般为 4.5～6mm，而混凝土与钢板的黏结剂一般采用环氧基液黏结剂。

1．注入法黏贴钢板。这种方法是在混凝土表面与钢板之间加垫块等使两者之间保持一定空隙，并用环氧树脂胶泥封闭四周，而后从注入口注入环氧树脂，同时排出空隙中的空气。由于是从一方注入因而容易残留气泡，施工时一般用木锤随时敲打钢板来确定是否灌实。这种施工法虽然费时，但即使混凝土表面不平整也可进行施工。

2．压黏法黏贴钢板。这种施工方法是在混凝土表面及钢板表面各涂上 1～2mm厚的环氧树脂，然后利用已固定在混凝土中的锚杆把钢板压紧在混凝土面上，随着环氧树脂被挤出，黏贴面之间的空气也被排出。用这种方法几乎不会残留气泡，黏结效果也好。

我国桥梁节点受力特点

点的受力机理受到多种因素的影响，包括:混凝土强度，钢筋屈服强度，核心区内箍筋的构造以及梁柱主筋的锚固状况等。在正常配筋的情况下，节点核心的受力过程，一般经历以下四个阶段:

（一）初裂

当加载使核心区出现第一条斜裂缝时，称为核心区初裂阶段。此时箍筋应力水平很低，节点可认为处于弹性工作阶段，节点剪力主要由混凝土承担。

（二）通裂

初裂后继续增加荷载，节点核心区中部陆续出现第二条、第三条斜裂缝，将核心区分割成若干小块，然后逐渐形成贯通节点核心对角线的主斜裂缝。通裂时节点内箍筋应力很快增加至屈服应力，节点进入弹塑性阶段，刚度明显降低。试验显示，通裂时的承载能力约为极限承载能力的80%左右。

（三）极限

通裂后外荷载还可以继续增加，核心区裂缝宽度越来越宽，结构变形明显加大，核心区剪切变形成倍增长。混凝土保护层开始起壳、剥落。此时承载能力达到最大值，称为极限阶段。极限时节点内箍筋几乎全部屈服。

（四）破损

虽然变形持续加大，但是节点承载能力开始降低，核心区混凝土大块剥落。破损时节点的承载能力约为极限时的80%一90%。

加强节点受力强度

在地震作用下，希望塑性铰出现在梁端，这样就不会引起高层结构太大的侧向变形，避免了倒塌的后果。但是在桥梁结构中，如果梁端出现较大的转角，就会引起桥面系极大的破坏，甚至使桥梁结构完全丧失使用功能，这是人们所不愿看到的。因此在桥梁抗震设计中，一般选择塑性铰出现在桥墩中。由于桥梁结构都是单层或者双层，即使墩柱中出现塑性铰，在设计预期的地震作用下，只要墩柱的延性能力满足塑性铰转角的需求，都不会引起倒塌的后果。对于桥梁节点部位的抗震要求，则与建筑抗震规范一致。节点是连接桥墩和盖梁的传力构件，是保证整个结构良好工作的关键部位，属于能力保护构件，因此对其强度和刚度要求都较高。

[1]俞琦、陈语、王家林，桥梁抗震分析方法[J].重庆交通学院学报， 2006， 25（Supp）: 32-34.

[2]席张群，桥梁抗震分析方法对比研究[J].中国水运， 2007， 7（5）: 95-96.

[3]乔东华、王磊，桥梁结构抗震分析方法研究[J].山西科技， 2007，（1）: 151-153.

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