淺談公路橋梁病害起因、檢修與加固

■李 倩 ■江蘇現代工程檢測有限公司，江蘇 南京 210049

隨著社會發展，我國交通運輸量也出現了大幅度的增長，行車密度和車輛載重日益增加，再加上大量的重型車輛，對公路橋梁的壓力越來越大。而且很大一部分的橋梁已經在超負荷使用，這些都會導致嚴重的安全隱患。由于資金緊缺，在選擇維修與加固方法時，都是采用投資比較少，施工期比較短但能有效的緩解當前運輸緊張問題的方法。所以，橋梁病害的檢測與分析是應該被重視起來。

1 公路橋梁病害產生的原因

1.1 歷史遺留問題

橋梁建設已有一定歷史，有些部分是在前期設計的，其關鍵受力設計技術水平沒有達到最優化條件，在后期使用中容易出現病害問題。比如梁式橋病害較多，特別是支座等受力較多部位常常因為基礎地基沉陷或使用時間過長而導致支座變形開裂危險，引發裂縫、側向外傾等現象;部分橋梁多造于七十年代，在設計上結構剛度往往達不到標準需要，無法滿足當前荷載總量，容易在擠壓中變形、塌陷;還有系桿拱橋等其他類型的橋梁各有各的不足，又承受著下雪時低溫的冷凍，溫度升高時的加熱作用等自然力影響，病害程度不斷加劇，嚴重影響著橋梁的穩定性。

1.2 維護工作不到位

公路橋梁在使用的過程中，是完全暴露在自然環境中的，他們每天會承受各種外力的影響，比如大自然中強烈的陽光照曬，大風刮吹等等都在不斷侵蝕著橋柱還有橋面，讓他們表面的水泥等基礎材料慢慢變質松散，這樣橋梁本身的承受力也在不斷減弱。特別是一些大型的重壓車從上面經過也會擠壓路面，對橋體產生壓力。在一定的時間后，橋梁的一些承受點會因為這些影響出現大面積的裂縫問題，這些縫隙如果不及時維修，就必然會不斷增大，到了嚴重程度，可能就會引起坍塌或裂開等方面的事故，留下各種病害隱患。如果不及時進行修護處理的化，慢慢積累到一定的程度，橋梁就根本無法使用了。因此，再這樣人力和自然力的影響下，橋梁本身就出在不斷的損耗過程中，無法保證公路橋梁的安全使用。

2 公路橋梁病害的檢修

2.1 鋼筋混凝土構件的檢測

橋梁的基本組成是混凝土材料，其中得到普遍應用的有鋼筋混凝土構件，通常在材料性能，幾何尺寸等方面存在很大波動，都有一些固有的老問題存在，諸如材料的強度很不夠，尺寸存在一定的偏差，蜂窩麻面，保護層未能達到應有的厚度，有露筋等情況出現，且因為構件材料原本就存在一定的特性。在使用的過程中，鋼筋混凝土構件經常會有開裂的情況出現;混凝土會發生腐蝕或者凍融的情況，還會存在鋼筋銹蝕等損傷。總結鋼筋混凝土構件的檢測內容，主要有局部環境、材料和構件的力學性能、構件缺陷和損傷、變形和偏差與構造。(1)施工偏差:施工偏差主要針對的是混凝土構件的尺寸與位置，指的是其實際情況與設計之間存在的差異。偏差太大將促使建筑物的使用功能降低，或者造成更大的附加內力，進而促使結構的承載能力降低。(2)缺焰:“這包括了外觀與內部兩部分的缺陷”［1］。其中內部缺陷的檢測方法包括超聲脈沖或地下雷達檢測法，通常是以前一種方法為主。

2.2 裂縫檢測

(1)“無線電檢測”［2］。公路橋梁路面及路基面臨著一定強度壓力，當施工操作不規范，溫度控制不合理以及承受系數被超過時，就會出現裂縫、變形等問題，隨著時間的推移，裂縫還會不斷增多并且更加嚴重。而無線電檢測就可以接收到裂縫在擴大過程中所產生的應力波，這樣設備檢測就可以及時發現裂縫的情況，并通過頻率變化來分析裂縫的嚴重程度，有效消除道路橋梁中裂縫隱患。在實際操作中主要是通過傳感器來接收信號的，并加以分析排查。

(2)“光纖檢測”［3］。這種檢測技術相對應用范圍擴大很多，比如電壓、壓力等等，同時光纖傳感器產品種類多很多。因為在道路橋梁施工時，一個地方出現了損傷，附近會連帶壓損，這樣就出現集中問題帶，處于一直擠占狀態中。這樣的狀態下，光纖傳感器就能接收到散射光波，分辨出缺陷所在區域，以及嚴重情況、壓損大小等等，最終判斷出施工問題。在技術上，光纖傳感器精度非常高，可以將誤差控制在零點幾毫米以內，具有極高的實用價值。

總之，道路橋梁檢修技術雖取得一定的成就，但還需要不斷開發，配合施工要求提高應用率，真正發揮檢測的實際目的，達到防患于未然的效果。

3 有效進行加固的改造

3.1 在修理中加固裂縫

(1)材料填充法。對于出現的縫隙，我們常見的方法就是進行選擇新的材料填充進去，讓兩邊重新連接在一起，這里說的就是使用碳纖維進行維修處理，讓橋變得更穩固一些。在進行這樣的工作之前，首先要觀察好裂縫的長度、寬度等等，清理掉一些不必要的雜物，根據要求制定好修理的方案。選擇這個材料進行修補，一面是因為它本身是具有的抗拉力相對較高，方便聯合兩個縫邊，這個特點也就是相當于在兩個人中間拉上了一條彈力帶，這樣把橋梁變成一個整體，增加了承受力，達到支撐公路的目的。具體的操作方法就是直接粘貼在有裂縫的之間，或者是那些將要裂開的地方，增加粘合的力量。通過這個材料，把一個地方的形成一個完成的板塊，這樣整體的強度就提高了，更好維護公路的運行和使用。

(2)注入膠質粘液。裂縫的產生有大的有小的，有深有淺，對于那些在可以控制的范圍內的縫隙，直接就可以在表面封閉起來，常見的是采用封口膠。在操作的時候要注意做好相關的清潔工作，保證粘貼的時候表面沒有各種疙瘩的東西;還有那些看不清楚大小的裂縫就要做好灌漿處理了，這樣在液體慢慢填充的過程中，很多不清楚的隱藏縫隙都能填充好，進行的時候一般是一段進行擠壓，讓氣體慢慢排出，要處理好壓力的范圍，避免膠液大量流出來。

3.2 改進加固設計

(1)梁式橋類施工要求。在對此主要進行的是支座的加固和維修，具體步驟如下圖1 所示。結構性補強一般通過增大構件截面、粘貼補強材料、改變結構體系等方法來實現，注意做好對稱性施工，保持受力均衡。

圖1

(2)橋梁上部結構加固。在橋梁上部結構也就是主梁部分，可以在應力集中區進行局部加固的處理，從而使結構的受力性能得到改善、結構變形得到有效控制，而結構的自重也得以減輕。這樣最終結構整體的使用要求都能得到滿足。例如“鋼纖維混凝土作用不但在于使橋梁的結構性能更好、外觀更美，”［4］而且好促使上部結構的材料用量大大減少了，這就可以相應地減少下部的墩臺數量。

4 結束語

近年來的發展經驗告訴我們，公路交通是一項有效推進我國經濟發展的手段，同時，它的自身也會產生經濟效益，是很大的發展潛力。因此，了解公路橋梁病害的起因，提高檢修技術，做好各方面的加固施工是很有必要的。以便施工成本得以降低、經濟效益得以提高。

［1］李國元，施峰濤，劉漢拾.粘貼鋼板法橋梁加固技術與施工工藝研究［J］.商品儲運與養護，2008，(3):87-88.

［2］劉正光.香港公路橋梁維修及保養工程合約——引用公私伙伴關系(PPP)協議的經驗［J］.科技進步與對策.2009，(21).

［3］塞雁.長路漫漫待求索重整舊橋看今朝——2001 年全國公路橋梁維修與加固技術研討會側記［J］.中國公路.2002，(06).

［4］李常見.道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術應用探討［J］.黑龍江科技信息，2012，39(18):271-272.