高速公路橋梁病害的檢查與維修措施研究

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟的騰飛，我國公路交通事業(yè)近年來快速發(fā)展。大量高速公路投入建設(shè)與使用，部分公路橋梁的缺陷、病害也隨著而來的出現(xiàn)在我們面前。因此告訴公路橋梁病害的檢查與維修加固工程顯得十分重要。本文對高速公路橋梁存在的各種病害原因進行了總結(jié)歸納，在此基礎(chǔ)上就橋梁的檢測技術(shù)進行了詳細的介紹與闡述，進而提出了幾點橋梁加固的技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；病害檢查；維修措施；

自市場經(jīng)濟體制在我國確立以來，我國橋梁工程建設(shè)取得了巨大的成就。然而隨著交通事業(yè)的發(fā)展和在役橋梁使用年限的增加，高速公路橋梁的病害問題日益突出，橋梁改造維修加固任務(wù)十分繁重，并且耗資巨大。從橋梁的養(yǎng)護維修實踐表明，病害及早發(fā)現(xiàn)，及時整治，就能延長橋梁的使用壽命。因此，加強對高速公路橋梁病害的檢查有助于對病害的防治，有助于保證橋梁的安全使用。筆者結(jié)合工作實踐，就這一問題做如下探討與分析：

1 高速公路橋梁常見病害的原因

從當(dāng)前的研究和橋梁維護的實踐經(jīng)驗來看，高速公路橋梁所出現(xiàn)的病害原因，主要是以下幾方面因素所造成：

1.1 在建橋梁時結(jié)構(gòu)設(shè)計不規(guī)范、施工水平不高，及建橋用的各種建筑材料質(zhì)量和配比不符，如水泥、沙石等部分材料不達標或鋼筋厚度長度短小，還有就是橋梁的支撐力各種構(gòu)件剛度、硬度不夠，在重負荷下容易壓力變形。

1.2 梁本身原設(shè)計負荷載偏低，交通運行通車后車輛數(shù)增多，及長時間的交通重負荷運行，橋梁因所承載能力有限而產(chǎn)生病害。

1.3 橋梁建成使用后，對橋梁養(yǎng)護管理工作不到位，不重視。沒有經(jīng)常性的路面巡查、沒有建立可實行的公路橋梁養(yǎng)護機制、沒有及時消除的病害的苗頭。

1.4 地理環(huán)境位置條件差，橋梁所在的河道及河床面相近，如地表空陷、滑坡、軟基、洞穴處理不徹底等導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生病害。以及自然環(huán)境災(zāi)害的影響因素，如大風(fēng)、暴雨、洪水、泥石流的侵蝕，當(dāng)?shù)販囟取穸茸兓挠绊懀暗卣鸬钠茐囊矔l(fā)生病害。

2 高速公路橋梁的檢測技術(shù)分析

2.1 常規(guī)檢查

2.1.1 對橋梁的總體尺寸各部分構(gòu)件的截面尺寸、鋼筋直徑及布置、支座位置等進行詳細的檢測、記錄；

2.1.2 對材料的性能如鋼筋混凝土和鋼筋的強度、彈性模量、污工拱橋的石料標號、砂漿標號等進行測定和了解；

2.1.3 對橋梁運營狀況.特別是橋梁存在的病害進行反復(fù)的現(xiàn)場觀測檢查和了解，檢查橋梁結(jié)構(gòu)是否產(chǎn)生了位移和變形、混凝土施工質(zhì)量如何、風(fēng)化剝落情況以及局部的損傷、裂縫寬度、深度分布情況極其發(fā)展趨勢；檢查鋼筋銹蝕的情況以及制作、伸縮縫、排水裝置、橋面鋪裝等附屬設(shè)施的功能及地基承載力功能等。

2.2鑒定檢查

對發(fā)現(xiàn)的病害進行深人的檢查，判定病害的后果程度，以決定維修和加固的措施所進行的詳細調(diào)查。對于不同指標的檢測分別采用以下不同的方法：

2.2.1混凝土強度的檢測

（1）無損檢測法：無損檢測法又分機械（回彈儀法）和物理（超聲波探測儀法）及兩種綜合進行的幾種方法。由于單一的方法存在某些局限，測定結(jié)果不是很準確，故采用兩種或兩種以上的方法來綜合評定，則可提高測試的準確度并使應(yīng)用范圍擴大。超聲波速法與回彈儀兩者的綜合法比較容易，應(yīng)用最廣，可使測定的強度誤差縮小到12%以內(nèi)。

（2）鉆取試樣法：若無損檢驗結(jié)果不能滿足要求，在必要時，可采用從結(jié)構(gòu)中鉆取試樣，在試驗機上加載試驗，測定混凝土的實際強度。取試樣的部位既應(yīng)具有代表性，又應(yīng)為結(jié)構(gòu)使用的安全所允許，而且要事先用鋼筋定位儀確定主要鋼筋的位置，并避開它。試件從實體上取下后，須仔細磨平，用高標號砂漿補齊，然后進行試驗。這種檢驗方法的優(yōu)點是既能做強度試驗又能做彈性模量與密度試驗，測定結(jié)果也符合實際情況。缺點是破損了結(jié)構(gòu)、費工、試驗條件要求較高。因此常用于測定精度要求高的含筋量較小的大體積混凝土。

2.2.2裂縫檢測

橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫之后，應(yīng)加強檢查與觀測。根據(jù)裂縫的特征，結(jié)合設(shè)計、施工資料進行分析，查明裂縫性質(zhì)、原因極其危害程度，確定是否需要修補并為修補方案的制定提供可靠的依據(jù)。

檢測內(nèi)容：①裂縫發(fā)生的部位、走向、寬度、分布狀況以及大小和長度等；②裂縫的變化發(fā)展情況。觀測裂縫的儀器一般有塞尺、手持式讀數(shù)顯微鏡。也可采用長標距裂縫應(yīng)變片、千分表引伸儀等。在觀測裂縫時，要求記錄氣溫的情況。因為氣溫降低時，結(jié)構(gòu)的外層比內(nèi)層冷卻的快些，因而表面收縮較快，這時裂縫呈現(xiàn)的較大，當(dāng)氣溫增高時則情況相反。裂縫的評定應(yīng)根據(jù)我國在《公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中對橋梁技術(shù)狀況評定標準及裂縫寬度作出的規(guī)定，只要裂縫的寬度和數(shù)量超過規(guī)范的范圍和限度就必須進行修補與加固，否則，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)惡化，降低橋梁的承載能力和使用壽命。

2.2.3承載力的檢測

現(xiàn)有橋梁承載力的檢定，常采用以下三種方法：

（1）分析計算法：首先對被檢定的橋梁結(jié)構(gòu)進行檢查（搜集資料、現(xiàn)狀檢查、材質(zhì)與地基的檢驗等），然后將檢查所得的有關(guān)資料和檢驗測量結(jié)果，運用橋梁結(jié)構(gòu)計算理論及有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)進行分析計算，從而評定出橋梁的安全承載能力。

（2）荷載試驗法：此法是比較普遍采用的方法，通過現(xiàn)場荷載試驗及測試，可以直接檢驗橋梁的實際承載力。它又分為：靜載試驗和動載試驗。靜載試驗的加載量一般為設(shè)計荷載的0.8~1.0倍，試驗前應(yīng)先進行估算。如果原橋的病害較大，初步判定承載能力將降低，則加載量可先低一點，逐步加載；若需要進行超載試驗，可逐步提高加載量，但要謹慎，加強檢查，加載方法采用時間短的方式，通常是采用車輛進行加載。測試內(nèi)容包括應(yīng)變、撓度和裂縫。梁橋的控制截面為跨中截面和支座處；拱橋則為拱頂、L/4處、拱腳截面；測試橫向?qū)ΨQ加載或偏載情況下原橋的應(yīng)變、撓度和裂縫的數(shù)值及變化情況，其殘余變形部分應(yīng)符合在容許范圍之內(nèi)。測試結(jié)果要與預(yù)估值進行比較，而不宜直接與規(guī)范規(guī)定值進行比較。動載試驗法主要是通過對橋梁載在動荷載作用下產(chǎn)生的動力系數(shù)、自振頻率和阻尼數(shù)據(jù)進行分析，求得橋梁的實際承載能力。此法因為涉及的因素較多，如混凝土容許開裂、收縮徐變對超靜定結(jié)果得動力特征等，故難度較大。

（3）實物調(diào)查比較法：此法是由實際交通情況來檢定橋梁承載力的動態(tài)求法。它是對被檢定橋梁進行相當(dāng)長期的觀測，根據(jù)橋梁通過的車輛荷載，測定車輛通過時橋梁各主要部位的撓度（跨中或產(chǎn)生撓度最大處）、應(yīng)變、應(yīng)力、裂縫開展情況等數(shù)據(jù)，然后對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，從而得出橋梁可以承受的荷載等級。

3 高速公路橋梁的有效的加固技術(shù)措施

高速公路橋梁的加固要根據(jù)病害的成因和現(xiàn)象，要因地制宜，考慮結(jié)構(gòu)力學(xué)特點、及材料性能，進行科學(xué)的論證、優(yōu)化設(shè)結(jié)構(gòu)計、認真分析鑒定、提高加固維修過程中施工質(zhì)量。不管用何種加固技術(shù)方法，必須要遵循經(jīng)濟費用少、見效快、不影響交通、技術(shù)上可行、有較好耐久性等方面的要求。

3.1 橋梁墩臺基礎(chǔ)的加固方法

要看橋梁墩臺基礎(chǔ)的損壞程度多大，對結(jié)構(gòu)情況損壞的內(nèi)外分析，并在保證橋梁交通運行安全、和使用壽命延長時、減少投資、施工簡單方便情況下，進行有效的維修加固。

3.2 體外預(yù)應(yīng)力加固法

運用預(yù)應(yīng)借力的原理，在原有的力應(yīng)構(gòu)件上增添一定初始應(yīng)力的一種加固方法。采用對受拉區(qū)施加預(yù)加壓力，可以抵消部分構(gòu)件自重應(yīng)力，起到大跨副度重力，減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。此體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工方便，能縮短施工工期，加固效果明顯，適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)下的高應(yīng)力橋梁。

3.3 橋面裂縫鋪裝加固方法

橋面裂縫鋪裝加固方法主要是塞縫灌漿，把橋梁板面裂縫處填滿，填實。具體的是在微裂縫的水泥混凝土鋪裝層表面進行鑿毛清理，以使里面骨料露時，再用清水沖洗清潔將要加固修補的病害部位后，再進行表面涂平抹痕、內(nèi)部充壓填實、深處灌漿方法，將性能好的水泥填料及防水粘結(jié)材料等塞縫填實，如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹脂硅、瀝青及各種化學(xué)補強劑等。在公路舊橋加固中，塞縫灌漿法比較普遍，效果較好。

3.4 重新澆注新的混凝土橋面板

橋梁混凝土表面和內(nèi)層碎裂和脫落嚴重時或混凝土質(zhì)量或施工狀況差，且無適用的修補方法時，就必須采用重新澆注新的混凝土橋面板的措施。施工時，將原有的行車道鋪裝全部拆除，再將行車道表面清掃干凈，必要時錨入適量短鋼筋，配置1~2層鋼筋網(wǎng)，澆筑整體化混凝土。

3.5 補強加固法

通過加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來提高局部或整座橋梁承載能力的措施。因此橋梁加固工作一般以不更改原結(jié)構(gòu)形式為原則，在兼顧經(jīng)濟性的前提下，只有在較復(fù)雜的情況下，才可考慮更改結(jié)構(gòu)形式。

3.6 橋梁板面加大截面補強層加固法

一種是加厚橋面板；另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法施工工藝簡單、適應(yīng)性強，是在原有橋面基礎(chǔ)上，重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補強層。此方法既修補已出現(xiàn)裂縫、剝離等損壞的橋面板。又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗彎能力，改善鉸結(jié)梁板的荷載橫向分布。

3.7 植筋錨噴加固法

既用施噴機具把噴射石全與錨桿、鋼筋網(wǎng)等配合使用的錨加固法，實踐證明，錨噴技術(shù)完全可以應(yīng)用于橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固增強。因而又具有快凝、早期強度高的特點；錨噴技術(shù)不用或只用側(cè)向模板，其運輸、澆注、搗固合并為一道工序、設(shè)備簡單、占地面積小、施工機械化程度高、速度快、效率高、節(jié)省勞動力；可設(shè)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(jié)構(gòu)類型。

3.8 鋼筋鋼索生銹的處理

清理混凝土面雜質(zhì)，對鋼筋除銹后即進行防銹處理；涂以防銹的環(huán)氧膠液等粘結(jié)劑；立模、配料澆筑，或噴漿，涂抹施工；對刷新噴涂或澆筑混凝土面進行表面處理。

4 結(jié)束語

橋梁作為交通運輸?shù)臉屑~，直接影響著交通的流量和荷載。當(dāng)它投入使用一定時間后，往往由于各種原因，使橋梁常常處于超負荷運行的狀態(tài)，從而出現(xiàn)各種病害。如果不及時采取有效的維修加固措施，輕則要限速減載，影響通行能力，重則造成運輸中斷。因此需要我們了解分析各種病害成因情況，然后針對具體問題，科學(xué)的對橋梁病害處進行加固處理。并很好的防治結(jié)合，加強公路橋梁養(yǎng)護，提高公路橋梁的使用質(zhì)量和以保證高速公路的暢通運行。

參考文獻：

[1]明金嵐.淺析公路橋梁病害診斷及維修方案[J].山西建筑，2008，16.

[2]莫莽.公路橋梁常見病害及檢測維修[J].技術(shù)與市場，2011，8.