道路橋梁常見結(jié)構(gòu)病害和加固措施

孫曉紅

【摘要】道路橋梁結(jié)構(gòu)病害的有效控制是提高道路橋梁工程質(zhì)量的重要手段之一。文章重點分析了道路橋梁常見的結(jié)構(gòu)病害類型，并提出了相應(yīng)的加固措施。

【關(guān)鍵詞】道路橋梁；結(jié)構(gòu)病害；加固措施

一、道路橋梁施行加固技術(shù)措施的必要性

在早期的橋梁建設(shè)過程中，由于橋梁設(shè)計及施工理念等方面的局限性，常存有鋼筋直徑偏小、配筋較小等問題。在日后的使用過程中，橋梁又受到大氣腐蝕、氣溫以及交通壓力等因素的影響，這都對橋梁的使用壽命、安全質(zhì)量造成危害。對舊橋梁出現(xiàn)的安全隱患進行加固并改造，不但可以恢復并提高道路橋梁自身的通過能力，延長道橋的使用壽命，而且還對橋梁建設(shè)事業(yè)的進一步發(fā)展起到促進作用。另外，從經(jīng)濟的角度分析，對舊道橋采用加固技術(shù)，在滿足交通發(fā)展需求的同時，還可以節(jié)省巨額的重建橋梁費用。

二、橋梁常見的結(jié)構(gòu)病害類型

（一）橋梁地基不均勻沉降

橋梁地基的不均勻沉降是道路橋梁常見的結(jié)構(gòu)病害之一。地基的不均勻沉降會對橋梁的整體結(jié)構(gòu)造成很大的損害，會使橋梁因為受力不均勻而出現(xiàn)裂縫，甚至造成塌方等事故。

（二）主拱圈裂縫

主拱圈裂縫也是橋梁結(jié)構(gòu)病害比較常見的一種，這種情況大都發(fā)生在大跨度的拱形橋梁上。裂縫一般比較常見的位置是拱頂前后十米的位置，因為這個位置在使用的過程當中將承受更多的力量。

（三）鋼筋銹蝕

鋼筋的銹蝕也是道路橋梁常見的結(jié)構(gòu)病害之一。在橋梁混凝土的里面都配有鋼筋，如果鋼筋出現(xiàn)了銹蝕，那么鋼筋所占的體積就會增加，進而擠壓周圍的混凝土部分，造成混凝土的開裂，路面就遭到破壞，承載能力也會下降。

（四）路橋面的鋪裝層出現(xiàn)裂縫

在路橋施工過程中，由于環(huán)境溫度的不斷變化導致鋪裝層冷熱不均出現(xiàn)裂

縫；正常行駛的車輛遇到緊急剎車、車輛嚴重超載等現(xiàn)象，會對路橋鋪裝層帶來磨損、擠壓、過載壓力作用，在這些因素的長期反復作用下，橋面鋪裝層便會出現(xiàn)裂縫；在道橋施工過程中，如果沒有合理地確定混凝土的配合比，再加之在混凝土的養(yǎng)護期間，沒有合理控制混凝土的初凝時間，都會導致橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

（五）承載粱的端頭局部出現(xiàn)損壞

路橋承載結(jié)構(gòu)梁端頭損壞的主要表現(xiàn)形式是梁端頭的伸縮縫變形或損壞，而一旦出現(xiàn)損毀情況，就很難對其開展修復工作。導致梁端頭局部發(fā)生損壞的原因主要有：橋梁在設(shè)計階段出現(xiàn)錯誤，特別是在對伸縮縫進行計算時，產(chǎn)生的誤差較大。而在施工完成后，便無法經(jīng)受交通車輛載荷的反復施壓，遂引起伸縮裝置的失靈；施工中出現(xiàn)錯誤。在橋梁的施工階段，施工人員要重點監(jiān)控橋梁端頭伸縮縫的施工質(zhì)量，如果出現(xiàn)問題，要及時進行處理，否則在橋梁的后續(xù)使用期內(nèi)，橋梁將會出現(xiàn)損壞；使用階段缺乏養(yǎng)護。

（六）路橋的剝蝕問題

路橋發(fā)生剝蝕主要是其所處地理環(huán)境和人為因素的影響。例如路橋鋪裝層表面出現(xiàn)蜂窩面、掉皮或者整體性的剝落等現(xiàn)象。路橋出現(xiàn)剝蝕現(xiàn)象不僅對其整體外觀性帶來影響，還會導致包裹其中的鋼筋裸露，加速路橋整體結(jié)構(gòu)的腐蝕和老化速度。

（七）混凝土出現(xiàn)碳化

這種情況的發(fā)生主要是因為空氣中的二氧化碳和混凝土中的有效成分主要是氫氧化鈣發(fā)生作用，使得氫氧化鈣變質(zhì)成為了碳酸鈣。這種變化的發(fā)生會影響}到橋梁內(nèi)部的鋼筋，碳酸鈣會嚴重的腐蝕鋼筋，最終破壞橋梁。

三、常用的路橋結(jié)構(gòu)加固措施

對于道路橋梁的加固改造，是通過加大、修復或更換某些橋梁構(gòu)件、甚至改變原橋梁的結(jié)構(gòu)體系等方法，來提高橋梁局部或整體的承載能力的措施。同時，掌握道路橋梁的動態(tài)，并針對其技術(shù)特點和承受能力編制并組織實施相應(yīng)的加固改造方案，同時，收集和整理橋梁加固改造工程的原始資料，為以后的工程積累經(jīng)驗和教訓。

（一）設(shè)置隔水隔溫層

首先將厚度為20mm的PE防水板以2層包裹在墩臺基本的四個周邊，然后用爐灰渣覆蓋以作保溫層，黏砂土鋪陳以作隔水層。基于爐灰渣較小的導熱系數(shù)，而爐渣經(jīng)過嚴格的挑選，具有較大空隙率的特點，這種特點使得其自身不會凍脹，讓凍害得到了很好的處理。

（二）涂刷瀝青漆隔離層

為了使基礎(chǔ)凍脹不發(fā)生，讓凍土對基礎(chǔ)的擠壓變小，避免土體的凍脹，可以把瀝青漆或者黃油厚厚地涂在基礎(chǔ)橋梁四周圍的表面上，以解決在凍土范圍以內(nèi)的基礎(chǔ)，這種方法使橋梁基礎(chǔ)與土體的接觸面得到改變，還可以把一定量的食用鹽摻在回填土壤中，以把普通土壤變成鹽漬土，改變水鹽比例，讓土壤中的水鹽溶液含量增加，這樣就可以使土達到凍脹的溫度降低下來。

（三）結(jié)構(gòu)體系調(diào)整

對于市區(qū)道路橋梁進行的結(jié)構(gòu)體系調(diào)整，一般是通過增加橋梁跨數(shù)從而減少跨度和將簡支梁改成連續(xù)梁等方法，以減少橋梁的拉應(yīng)力，以達到提高其承載能力的目的。增加橋梁跨數(shù)減少跨度，通常是增設(shè)橋墩作為結(jié)構(gòu)體系的新支點。采用此方法應(yīng)當注意保證橋梁在加固改造完成后其橋洞仍能滿足通航或車輛通行的要求。而將簡支梁改成連續(xù)梁，通常是在梁下增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)與原梁板混凝土形成組合結(jié)構(gòu)。采用此方法應(yīng)對方案的設(shè)計進行科學的分析和驗算，不能隨意憑經(jīng)驗主義進行決斷。

（四）直接加固法

1.增加截面加固法

對橋梁受彎構(gòu)件的承壓區(qū)域進行混凝土澆筑加固，以此種方法不僅可增加該承壓區(qū)域的截面積和高度，在力學方面還提升了整座橋梁的剛度，包括橋梁正截面的抗彎能力和斜截面的抗剪能力。該施工方法在對橋梁進行加固作業(yè)時，具有工藝方法簡單、施工技術(shù)比較成熟、適應(yīng)性較強等優(yōu)點。在涉及橋梁墻體、粱、柱、板等加固方面可采用此加固法。

2.混凝土置換加固法

這種加固技術(shù)主要是針對橋梁承壓區(qū)域中，有質(zhì)量缺陷或強度較低的柱或粱等承重構(gòu)件的加固。采用這種方法進行加固的一個顯著優(yōu)點，就是在完成加固作業(yè)后，對建筑物的凈空不會構(gòu)成影響。缺點是即使對橋梁承壓區(qū)域的缺陷柱或梁進行了加固，但仍然存在濕作業(yè)時間較長的問題。

（五）間接加固法

1.預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固法是針對混凝土受彎構(gòu)件的加固方法。混凝土受彎構(gòu)件，在預(yù)應(yīng)力及新增外部載荷的共同作用下，在拉桿的內(nèi)部會生產(chǎn)軸向力，并由拉桿端錨固偏心傳至構(gòu)件，對構(gòu)件形成偏心壓力。在該作用力的作用下，外載荷對構(gòu)件的影響將會明顯降低，進而使構(gòu)件的整體抗彎承載能力、斜截面的抗剪承載能力得到提高。此外，通過這種壓力的傳遞方式，可以強化構(gòu)件的整體性能，對混凝土的裂縫發(fā)生有一定控制和緩解作用。鋼筋混凝土構(gòu)件在完成預(yù)應(yīng)力下?lián)卫瓧U加固后，便與被加固構(gòu)件形成一個超靜定結(jié)構(gòu)體系，在預(yù)應(yīng)力和外載荷的共同作用下，拉桿產(chǎn)生的軸向力便通過構(gòu)件結(jié)點傳遞至被加固件，改變了被加固件的截面內(nèi)力特征，抵消了部分外載荷的作用，進而提高被加固構(gòu)件的整體承載性能。

2.增加支撐點加固法

增加承壓構(gòu)件的支點可減小構(gòu)件的跨度距離，降低其作用在被加固構(gòu)件上載

荷作用，進而提升構(gòu)件整體的承載性能。該加固技術(shù)的優(yōu)點是施工簡單，缺點是容易對路橋的原有結(jié)構(gòu)形式及使用功能造成破壞。

3.輔助結(jié)構(gòu)件加固法

該加固技術(shù)主要是采用輔助構(gòu)件如鋼筋混凝土梁、鋼桁架、型鋼等結(jié)構(gòu)件，部分或全部承載被加固結(jié)構(gòu)件的所受作用力。橋梁承壓構(gòu)件在經(jīng)過這種方法加固后，其支座附近截面積將會明顯增加，被加固構(gòu)件的整體承載性能也會得到明顯改善。

總之，在進行道路梁加固工程中，應(yīng)依據(jù)道路橋梁的結(jié)構(gòu)病害類型和病害原因，并針對道路橋梁所處的位置和主要功能等，選擇合適的加固措施，確保加固措施能夠最大化的發(fā)揮作用，最終確保道路橋梁工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，不斷提高道路橋梁工程的質(zhì)量水平。

【參考文獻】

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