論鋼筋混凝土橋梁問題分析與加固技術

王鳳絨

摘 要：隨著我國社會經濟和交通運輸事業的快速發展，過去年代修建于公路上的橋梁，負擔著十分沉重的交通荷載及繁重的交通量。由于受到當時的設計、材料、施工等方面的影響和局限，先天不足，加上不能適應目前交通量的迅猛增長，使得橋梁的檢測和加固成為必要，橋梁結構是典型的不可逆結構，受自然因素如腐蝕、沖刷、預應力損失等，非自然因素如意外損傷、超載、開裂等的影響，一旦建成，其結構性能會隨運營時間的增長而不斷下降。文章對鋼筋混凝土梁式橋的常見病害進行了分析，并介紹了常用的加固方法。

關鍵詞：道路工程；梁式橋梁；加固方法

隨著交通運輸事業的發展，交通運輸量大幅度增長，行車密集及車輛載重越來越大，尤其是推行拖掛運輸和集裝箱運輸后，重型車輛日益增多。現有公路橋梁中的相當一部分（主要是50、60和70年代修建的橋梁）已滿足不了使用上的要求。公路橋梁造價昂貴，在公路運輸中發揮著重要的作用，但由于運營時間及設計施工等方面的原因，部分橋梁不適應當今經濟快速發展的需要，并出現各種病害和缺陷。采用適當的加固技術對恢復和提高舊橋的承載力和通行能力，延長橋梁的使用壽命，以滿足現代化交通運輸的需要，對于我省相對貧困的省份，可以節省大量資金和縮短建設時間，取得良好的經濟效益。對于一座需要進行加固的混凝土橋梁來說，首先需要對橋梁的技術狀況及其缺陷、病害進行全面而細致的調查。

1 橋梁加固的目的與意義

1.1 橋梁加固的目的

自橋梁建成之始，不久就會產生已建橋梁的維修、改造和加固的需求，也就是針對已經變舊的橋梁，不能滿足繼續使用的狀況進行處理的方法。

1.2 橋梁加固的意義

橋梁加固后，可以延長橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性。加固橋梁可以預防和避免橋梁的坍塌造成物資損失和人身傷亡。

2 橋梁病害成因

在加固與補強之前，應確定結構的劣化和損傷的原因，以便確定維修加固方案。除有偶然荷載急劇作用于橋梁造成梁板斷裂等重大損壞外，常見的橋梁病害有裂縫、撞損、剝落、蜂窩、沖刷、鋼筋銹蝕等。其中裂縫是混凝土橋梁最常見的病害表現之一，是影響橋梁承載力和耐久性的重要因素。混凝土裂縫引起鋼筋保護層破壞，致使空氣侵人導致鋼筋銹蝕，鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土構件破壞的重要原因。造成以上病害的主要原因如下：（1）橋梁設計、施工及運營對橋梁的影響。在橋梁的建造過程中，設計不合理、截面尺寸和鋼筋配置不符合力學要求、施工質量問題達不到設計要求、建筑材料使用不當、品質不良等等。這些方面如果出現問題將使橋梁在使用伊始就存在質量隱患。橋梁在使用過程中，混凝土的干縮、徐變現象以及預應力構件的預應力損失不可避免，造成裂縫產生、構件強度降低；同時，環境中有害的化學物質會對結構造成侵蝕，導致混凝土強度降低，鋼筋產生銹蝕。此外，交通超載、車輛的撞擊損壞、橋面磨損等人為因素的破壞是經常發生的；嚴寒酷暑的溫度影響、洪水的沖擊、地震造成的破壞也不可避免。（2）環境因素對橋梁病害產生的影響。嚴寒酷暑的溫度、氣候、洪水的沖擊等橋梁外部環境對橋梁會產生影響，以致混凝土橋梁的劣化現象。多種原因相互作用，惡性循環，形成橋梁的劣化與損傷。常見的劣化現象有裂縫、撞損、剝落、蜂窩、沖刷、鋼筋銹蝕等。裂縫是混凝土橋梁最常見的劣化現象。鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土構件破壞的主要原因。（3）超載超限對橋梁的危害。車輛的超載超限對橋梁的損傷很大，自06年以來，我市干線公路橋梁出現了不同程度的病害和損壞，橋面板嚴重坑洼不平，梁板出現較多的裂縫、斷裂、受力鋼筋外漏、銹蝕。車輛的超載超限已成為嚴重的公路橋梁的殺手。超限產生過大的彎矩和剪力使梁板產生過大彎曲變形和剪力破壞，產生彎曲裂縫，支座附近產生剪切裂縫。過大的荷載使裝配式板橋的鉸縫混凝土開裂，導致橋面橫向分布削弱，橋板承受荷載增加；嚴重時鉸縫混凝土破壞，形成單塊板受力，使橋板斷裂，產生險情，嚴重威脅橋梁和行車安全，如不及時采取措施，將形成事故。（4）地震對混凝土橋梁的破壞地震因其發生的突然性和巨大破壞力而被列為各種自然災害之首。

3 鋼筋混凝土橋梁安全評估及加固原則

按照公路管理局公路養護管理部署和要求，對管養的橋梁進行全面檢查、現場堪察，并對照《公路養護技術規范》逐項登記，發現病害及時上報。對出現病害的橋梁認真分析原因，在未施工維修加固前，實行跟蹤監測并做好預防性的安全工作。

3.1 評估

為保障對現役橋梁的安全運營，管養單位必須建立有效的橋梁檢測和預警系統。定期對橋梁的劣化與受損情況進行全面檢測，依據受損情況現狀進行安全性評估，確定實際荷載能力，判斷是否對橋梁的承載力和耐久性構成威脅。橋梁的承載力評估，我國目前主要采用檢測與計算相結合的方法對橋梁安全的承載力進行評定。管養單位在日常管養過程中對管養橋梁主要按照《公路橋涵養護規范》（JTGHll-204），對照橋梁技術狀況評定標準對管養橋梁按照五類橋梁的劃分進行區分并分別采取養護措施。需要時委托具有橋梁檢測資質的單位進行檢測并采取措施進行加固維修。

3.2 橋梁補強加固原則

采用加固方案之前，須先考慮耗費少、功效快、不中斷交通、技術上可行、有較好耐久性等方面的要求。補強加固是通過加大或修復橋梁構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構形式為原則，只有在較復雜的情況下，才可考慮更改結構形式。如果采用補強加固的方式仍不能達到交通運輸要求，則必須考慮進行重建橋梁的部分或全部。選擇橋梁加固方式時，必須考慮舊橋現狀、承載能力減弱的程度以及日后交通量，最好參考已經成功完成補強加固的橋梁的施工。采用擴大或增加橋梁構件斷面的方法進行加固前，應考慮增加部分與原有部件的結合效果。

4 結語

由于橋梁病害發生的不確定性，橋梁維修加固又無現成的理論體系，因而橋梁維修加固工作是項探索性、實踐性較強的工作。只有不斷地積累經驗，總結分析后期的使用效果，才能判斷維修加固方法的科學性、適用性和針對性。隨著我國橋梁建設的發展以及現有橋梁的老化，安全評估和加固補強必將成為橋梁工程中的一門新興學科，推動橋梁工程發展特別是橋梁的加固技術要求新工藝、新技術的不斷出現。隨著科研工作的不斷深入以及廣大科研設計等人員的共同努力，新材料、新技術的應用將在今后的橋梁加固改造中發揮日益重大的作用。

參考文獻

[1] 張金喜.道路工程建設中的可再生資源[J].建設科技，2005（05）.

[2] 陳冰，謝文懷.道路工程施工階段的成本控制[J].林業科技情報， 2001（04）.

[3] 黃穎，劉志斌.高速公路橋梁病害分析及加固處理[J].遼寧交通科技，2005（03）.