淺析道路橋梁結構病害與加固

盛吉崇　鄭志平

摘要：文章敘述了橋梁病害的成因、橋梁加固的流程以及幾種加固增強技術，即裂縫修補技術和加固增強技術。

關鍵詞：道路橋梁；結構病害；裂縫修補；加固增強

中圖分類號：TU99文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）09-0166-02

一、橋梁病害成因

橋梁結構應具有足夠的強度，以承受作用于其上的重力和附加力；結構各部必須具有足夠的剛度，以使其在荷載作用下不產生過大的撓曲和變形；結構各部尺寸必須具有適當大小，以使其承受軸向壓力時的構件不發生屈曲，喪失穩定性。同時結構也要具有較高的耐久性。由于作用荷載的隨機性、材料強度的離散性、制造與施工質量的分散性、計算假定的近似性，致使在長期使用過程中橋梁結構產生病害，其具體原因如下：

1．原設計荷載偏低，交通發展后車輛荷載增大，橋梁因承載能力不足而產生病害。

2．結構設計中存在缺陷，如采用橋型結構不當、設計假定不盡合理。

3．橋梁施工質量差，未按設計要求和施工規程實施。

4．不重視橋梁后期養護工作，沒有及時消除己產生的病害。

5．洪水等自然災害使橋梁產生損壞。

6．地質條件差，如滑坡、軟基等導致橋梁產生病害。

二、橋梁加固的一般流程

在橋梁結構發生病害后，需要采取措施進行加固維修或者更換。橋梁加固工程一般應遵循以下工作程序：

結構可靠性鑒定—加固方案確定—加固設計—施丁組織設計—施工—驗收。

結構可靠性鑒定，主要是對病害結構的病情診斷。加固方案好比處方，加固設計是現行規范及有關標準對加固方案的深化過程。加固施工是對被加固結構按加固設計進行加固的施工過程，對于大型結構加固，為確保質量和安全，施工前應編制施工組織設計。

三、橋梁加固增強技術

橋梁的增強改造可以分為裂縫修補和對橋梁結構的加固增強，下面介紹其特點及其適用的場合。

（一）裂縫修補技術

裂縫修補的目的在于恢復結構物的防水性和耐久性，主要技術有：

1．表面處理法，在微裂縫的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。對于寬度發生變化的裂縫，要設法使用有伸縮性的材料。

2．注漿法，在裂縫中注入樹脂或水泥類材料，以提高其防水性及耐久性。主要注漿材料是環氧樹脂，多采用低壓低速注入法。環氧樹脂注入法與鋼釘并用，可以增強裂縫部位的整體性，是一種防止裂縫繼續發展的好辦法。

3．充填法，這是一種適合于修補較寬裂縫的方法，具體做法是沿裂縫鑿一條深槽，然后在槽內嵌補各種粘結材料，如水泥砂漿、環氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環氧樹脂硅、瀝青及各種化學補強劑等。

4．表面噴涂法，噴漿修補是一種在經鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實而且粘度高的水泥砂漿保護層，來封閉裂縫的修補方法。噴漿前，需要把結構表面的剝離部分除去，再用水沖洗清潔，并在開始噴漿之前把基層濕潤，然后再開始噴漿。

5．粘結鋼板封閉法,當鋼筋硂構件產生主拉應力裂縫時，可對裂縫先進行處理之后，再在裂縫處粘結鋼板，并用膨脹螺栓對鋼板加壓。鋼板粘結方向應和裂縫方向垂直。

（二）橋梁加固增強技術

本文以最常見的橋梁結構形式的上部結構及其常見的加固方法進行說明。

梁式橋上部結構加固增強技術主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預應力加固法、改變結構體系加固法、增設縱梁加固法。

加大截面加固法采用增大構件的截面面積，根據荷載大小和凈空條件不同，可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。

外部粘貼加固法系用型鋼、玻璃鋼等材料通過環氧樹脂等粘合劑粘貼在結構外部，以提高結構承載能力的一種方法。適用于構件尺寸受限制但又必須大幅度提高結構承載能力的場合，必須保證粘和劑的質量

外部預應力加固法指運用預應力原理，在增設的構件或原有構件上施加一定初始應力的一種加固方法。采用對受拉區施加預加壓力，可以抵消部分自重應力，起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。

改變結構體系加固法通過增設支撐或橋墩，把簡支變為連續、在梁下增設如鋼架等加勁梁或疊合梁，以減小梁內控制截面峰值彎矩，提高承載能力的一種加固方法。

增設縱梁加固法在橋梁墩、臺基礎穩定，并具有足夠承載能力的情況下，可采用增設承載能力高和剛度大的新縱梁，這些新梁與舊梁連接在一起共同受力。由于應運中的車輛荷載在新增主梁后的橋梁結構中重新分布，使原梁中所受荷載得以減少，加固后的橋梁承載能力和剛度得以提高。當增設的縱梁位于主梁的一側或兩側時，兼有拓寬的作用。此法適用于梁體結構基礎完好，而承載能力不能滿足要求的場合。

（三）橋梁結構加固新技術——錨噴

隨著施噴機具的發展以及速凝劑的采用，人們把噴射硂與錨桿、鋼筋網等配合起來使用，促進了錨噴技術的完善。實踐證明，錨噴技術完全可以應用于橋梁上部結構的加固增強。

噴射硅的性能噴射硅在工藝材料及結構等方面與普通現澆硅相比有許多優點。施工中需加入速凝劑，因而又具有快凝、早期強度高的特點；錨噴技術不用或只用側向模板，其運輸、澆注、搗固合并為一道工序、設備簡單、占地面積小、施工機械化程度高、速度快、效率高、節省勞動力；可設計性強，即按照加固整治的實際需要可在拱腹下施噴形成各種結構類型；不中斷交通。

參考文獻

[1]王鐵夢．建筑物的裂縫控制[M]．上海：上海科學技術出版社，1987．

[2]蔡開明．施工階段鋼筋混凝土裂縫的控制[J]．陜西建筑，2000，（3）．

[3]孫偉．鋼纖維對高強硂的增強，增韌與阻裂效應[J]．南京：東南大學學報，1991，（1）．

作者簡介：盛吉崇（1976－），男，浙江金華人，浙江八詠公路工程有限公司，研究方向：路橋施工管理。