關于道路橋梁結構現場病害及其加固的分析

秦興川

【摘 要】 道路橋梁的建設與安全對社會經濟的發展和國民的出行起著十分重要的作用。本文結合個人實踐經驗對實際中所出現的現場病害就行分類，然后分析了出現問題的原因，并結合實際問題給出了加固的方案。

【關鍵詞】 道路橋梁；現場病害；原因分析

1 引言

隨著國內經濟的迅猛發展，交通量也在日益增大，我國在道路橋梁施工方面的技術也日趨接近世界先進水平。然而國內的道路橋梁幾乎每天都處在高負荷的狀態下，加之可能在前期設計中的一些缺陷以及后期施工的方式不當和一些自然因素的影響，使得道路橋梁結構會出現一些病害。這會影響到其正常的使用，甚至存在安全隱患，因此，分析病害產生的原因并找到加固的辦法就顯得尤為重要。

2 道路橋梁結構現場病害的主要形式及其原因

2.1 病害的主要形式

（1） 裂縫

裂縫主要是主拱圈中波縱向裂縫、拱肋裂縫、橫系梁裂縫。產生裂縫是因為混凝土承受的拉應力超過了它的抗拉強度或拉應變大于其極限拉應變。再者混凝土運輸攪拌時間過長，使水分蒸發，會使混凝土澆筑時坍落度過低，導致混凝土出現不規則的網狀裂縫。另外混凝土初期養護方法不得也會引起塑性收縮，導致混凝土表面產生不規則裂縫。裂縫往往是引起其他病害發生的原因，對橋梁的耐久性會產生很大的影響。另外，由于混凝土開裂會造成路面坑槽，影響車輛行駛舒適性，也會影響到橋梁的正常使用。

（2）鋼筋銹蝕

鋼筋發生銹蝕體積可膨脹至原來體積好幾倍，對周圍混凝土形成擠壓，導致混凝土開裂、剝蝕，會影響結構美觀和道路舒適性，最重要的是銹蝕會導致鋼筋斷面面積減小，降低了混凝土對鋼筋的黏結力， 結構承載能力下降，這嚴重影響到橋梁的安全性。

（3）橋面損壞

橋梁橋面基本都是以15-20cm厚的復合結構層鋪裝而成，鋪裝層要時刻承受這高速行駛車輛的沖擊、剪切和磨損，而且還直接受到風霜雨雪及氣溫等自然條件變化的作用，再加上主梁的約束，受力狀況十分復雜。橋面伸縮縫損壞同樣會造成橋梁主體結構的損壞，降低了梁板和蓋梁的安全、耐久性，嚴重的可能會引起交通事故。

（4）墩臺基礎病害

橋梁墩臺基礎在常年使用過程中，不但要承受上部構造荷載，還要承受土壓力、風力、流水壓力、冰壓力等各種力的作用。另外過橋車輛的重型化以及超重運輸的影響，墩臺基礎經常過載，橋墩臺也會出現不同程度的損壞。

（5）地基不均勻沉降引起的破壞

地基不均勻沉降會對整個橋梁的結構產生很大影響，不均勻沉降會導致各部分受力不均，從而引起譬如翼墻和錐坡的下沉，出現裂縫等問題，嚴重的會引起橋面坍塌橋梁損毀。

2.2 病害產生的原因

道路橋梁存在的病害會給人們正常出行造成安全隱患，作為一種重要的基礎設施，橋梁的建設十分重要。首先，要具有足夠大的強度，應保證橋梁可以承受足夠的重量。其次，內部結構要具備足夠大的剛度，保證在滿載甚至超載的時候不產生太大的撓曲變形。最后尺寸大小要合適，以保證在承受壓力時不會喪失穩定性。但是由于建筑設計中對橋梁的荷載能力設計的偏低，結構設計不當，施工質量差，后期養護不合理以及其他自然因素都會使橋梁產生病害。具體的病害成因如下：

（1）原設計荷載偏低。經濟和技術的發展以及物流成本的最小化使車輛最大荷載量不大加大，以前設計的橋梁無法滿足現在的運輸要求，所以橋梁會因承載力不夠而產生嚴重病害。

（2）施工質量差。不按照設計要求和程序施工，工人隨意性較強，對質量監管不嚴格，甚至有些偷工減料的行為。

（3）后期的維護力度不夠。在道路橋梁施工結束后，相關部門對橋梁的后期維護的重視不夠，導致很多問題不能及時發現，或者發現后部能及時作出整改措施，延誤時機。

（4）自然災害。溫差的急劇變化會對橋梁的機構性能產生影響；夏季雨水較多，在由些地區極易引發洪水和山體滑坡、泥石流等自然災害，而這些災害對道路橋梁的危害極大。另外地質條件也會對橋梁產生影響，因此選址也比較重要。

3 橋梁加固的技術方法

發現道路橋梁的病害，并找出病害產生的原因后就需要采取相應的措施對橋梁進行加固處理，以便減小或者解除安全隱患。從技術層面講橋梁加固可分為橋梁的縫隙修補和橋梁結構的加固。

3.1 裂縫修補加固

裂縫修補就是為了使橋梁重新達到防水性和耐久性的標準，主要技術有以下幾種：

（1）表面處理法，在裂縫表面涂抹填料和防水材料，可以明顯提高其防水性和耐久性，這主要應用在縫隙較小的情況下。

（2）注漿法，將樹脂或水泥類材料注入裂縫中，以提高其防水性及耐久性。大多采用環氧樹脂作為注漿材料。為了防止裂縫繼續發展，增強裂縫部位的整體性，常用方法是低壓低速注入環氧樹脂與鋼釘并用，效果較好。

（3）充填法，就是是沿裂縫鑿一條深槽，然后將各種粘結材料嵌補在槽內。適合于修補較寬裂縫的情況。

（4）表面噴涂法，將一層密實粘度高的水泥砂漿保護層噴射到經鑿毛處理的裂縫表面來修補裂縫的方法。噴漿前，需剝離結構表面部分然后用水沖洗干凈，噴漿之前要先把基層濕潤，然后再開始噴漿。

（5）粘結鋼板封閉法，該方法采的方式。當鋼筋構件產生主拉應力裂縫時，為了提高結構承載力，對裂縫進行處理之后，用結構膠私劑在裂縫處粘貼鋼板或型鋼，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。

3.2 橋梁結構加固

橋梁結構的加固方面，有以下幾種加固的方法：

外部粘貼加固法，是為了提高橋梁結構的承載能力在其外部用鋼制材料進行二加固，在進行加固的時候，需要將構件尺寸是大小適合的鋼制材料進行粘合，既大幅度提高了結構承載能力，又保證了粘和劑的質量。

改變結構體系加固法，通過增設支撐或橋墩改變橋梁結構，變簡單的支撐為連續支撐，或者在橋梁的下方增設支架，以減小梁內控制截面峰值彎矩來減少橋梁因為受力不均而導致的變形， 這種方法可以明顯提高橋梁的承載能力。

增設縱梁加固法，橋墩還具有足夠的承載能力的情況下，將承載能力高和剛度大的新縱梁與舊梁連接在一起分擔載荷，使舊縱梁受力減少，加固后的橋梁承載能力和剛度都得以提高。增設縱梁位于主梁的一側或兩側時還具有拓寬作用。

錨噴法，是通過新增加混凝土及受力鋼筋與原結構的緊密粘結，形成噴射混凝土、錨桿與原混凝土的整體組合結構。達到根治局部應力集中，阻止原結構繼續變形和開裂，和原結構共同承受上部荷載的作用。錨噴技術加固橋梁，不但能夠提高橋梁的承載能力和耐久性，而且還具有施工設備簡單、耗資少、不中斷交通等特點。

3.3 新加固技術

碳纖維加固技術，是一種最新的加固方法，復合碳纖維具有強度高、質量輕、耐久性好等一系列特點，是進行橋梁加固的理想材料。粘貼碳纖維布（板）不需要大型設備施工方便快捷，不損傷原結構及不增加自重、后期維護簡單，還具有極佳的耐久性、耐腐蝕性。

4 結語

道路橋梁病害對橋梁的穩定性的影響不言而喻，病害也是誘發交通事故的主要原因之一，必須要引起足夠的重視。為此，相關部門要加強對橋梁的后期維護和管理，發現橋梁病害后并分析其病害產生的原因，及時采取有效的加固技術處理措施，力求將橋梁病害帶來的安全隱患降到最低。目前，錨噴技術、碳纖維加固等一些新的橋梁加固技術逐漸的被采納應用，這種施工技術具有設備簡單，施工方便，效率高等優點，且不影響交通的正常運行。隨著科學技術的發展必然會有更多的橋梁加固的高新技術會被采用，來保證道路橋梁的安全穩定。

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