公路橋梁病害成因與加固技術研究

聞龍

摘要：近些年，我國的交通行業在社會發展下不斷進步。現階段，橋梁病害對橋梁結構造成巨大破壞，影響橋梁外觀質量，降低橋梁承載能力，嚴重影響橋梁的使用功能。隨著我國交通運輸事業的迅速發展，交通量日益增大，因車輛超載偏載而造成的交通事故越來越多。綜合以上原因，對橋梁病害進行修復和加固是未來工程技術人員研究的重點。本文針對不同橋梁類型，闡述了病害產生的原因及維修加固方法，希望可以為同類橋梁的修復與加固提供一些經驗和參考。

關鍵詞：公路橋梁;病害;加固

引言

橋梁作為高速公路的重要組成部分，其工程建設在高速公路修筑中占有重要地位。經過長期運行，高速公路橋梁會出現各類病害，如裂紋、滲水、基礎下沉及橋墩傾斜等，橋梁病害的出現給高速公路的運行安全帶來威脅。因此，如何預防和處治高速公路橋梁常見病害是高速公路養護中需要解決的重要問題。本文將對高速公路橋梁常見病害進行分析，并針對性地提出相關養護措施。

1公路橋梁病害及形成原因分析

1.1橋頭跳車

因為對公路橋梁的需求極為迫切，所以在工程結束后沒有進行嚴格系統的質量驗收，存在的問題未被發現，在通車一段時間后產生橋頭跳車的現象，降低了公路路面通車效率，威脅到駕車人員的人身安全。其原因有3點。1）雨季頻繁降水，路面防水能力不足，使路面雨水透過縫隙向下滲透，軟化了路基填土。在雨水下滲的過程中路基部分區域出現部分流失的情況，使路面下方的路基變得更為松軟，橋頭路基也會在此過程中不斷下沉，可能出現跳車現象。2）填土壓實程度不足，沒有達到施工規范標準，在車輛荷載作用一段時間后，導致路面下降，由此出現跳車現象。3）錐坡與橋頭周圍地基是否按照方案建設要求處理，也是影響路面通車效果的重要因素。如果工程施工地點周圍地區沒有按照要求處理，在外界壓力作用下會逐漸使橋頭路面下沉，由此出現跳車現象。

1.2下部結構病害

蓋梁及墩柱存在裂縫、水蝕、混凝土剝落病害。全橋共發現15片蓋梁存在豎向及水平裂縫共計55條，總長51.1m，寬0.07～0.3mm。其中，超限裂縫（0.3mm）8條，總長5.6m。蓋梁豎向裂縫集中分布在墩柱頂處蓋梁上部，部分豎向裂縫在蓋梁中部。墩柱頂處蓋梁豎向裂縫均位于蓋梁上部，呈上寬下窄向下發展，個別裂縫豎向通長。蓋梁中部豎向裂縫均位于蓋梁下部，呈下寬上窄向上發展，存在明顯受力裂縫特征。其余位置裂縫開展無明顯規律。橋梁墩柱存在寬0.08～0.2mm的環向裂縫，網狀裂縫4處，總病害面積約6.6m2。經檢查發現有6片蓋梁存在銹脹、混凝土剝落的現象，總病害面積約11.66m2;墩柱及蓋梁約有20.61m2面積存在水蝕、混凝土剝落的現象。

2不同橋型病害成因與加固技術

2.1混凝土梁橋病害成因與加固

鋼筋混凝土及預應力混凝土梁橋在我國公路橋梁中使用較普遍，其上部結構主要病害為主梁裂縫，例如箱梁頂底板裂縫、腹板斜向裂縫。T梁的腹板裂縫、翼緣板裂縫及底板裂縫。其產生原因包括混凝土徐變造成的預應力損失，導致預應力減小，超載車輛導致開裂，橫向配筋不足，腹板設計厚度不足，同時箍筋配置過少，沒有設置抗剪的彎起預應力鋼束，施工張拉控制不足造成預應力損失等。

目前針對上述病害常用的加固方法有粘貼鋼板和碳纖維布加固技術，或者采用施加體外預應力加固。粘貼鋼板加固是采用環氧樹脂系列粘結劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結構的受拉區或薄弱部位，使之與結構物形成整體，通過鋼板與原結構物的共同作用，改善原結構物的應力狀態，限制裂縫進一步發展，提高橋梁的承載力，達到補強效果;碳纖維布加固原理是將抗拉性能良好的FRP布用樹脂類粘結膠粘貼在混凝土結構表面，使其與原結構形成整體，在荷載作用下共同受力、共同工作可以有效提高被加固構件的承載力，包括抗彎、抗剪及抗震能力。粘貼碳復合纖維材料加固對原結構應力分布幾乎沒有改變，保證了原有結構的受力狀態。但粘貼碳纖維復合材料在橋梁加固中不宜使用過多，如果過多可能會引起混凝土突然脆性破壞，橋梁的受力結構改變。體外預應力加固是運用預應力原理，通過布置預應力筋對原梁體主動施加外力，以改善原結構受力狀況的加固方法。對于鋼筋混凝土或預應力混凝土梁橋，采用此方法使其產生與原橋的不利彎矩方向相反的軸力和彎矩，可以抵消部分自重應力，起到卸載作用。相對于粘貼鋼板和碳纖維布加固方法，該方法自重增加很少，卻能改善和調整原結構受力狀態，提高梁體剛度和抗裂性能，可大大減小交通損失和維護費用。其缺點是體外預應力筋無保護措施，易在火災下失效;轉向和錨固裝置因承受較大且復雜應力，易產生局部裂縫等損傷;錨固失效意味著預應力喪失，所以錨具防護要求高;體外預應力在極限狀態下可能因延性不足而產生沒有預兆的失效。

2.2公路橋梁空心板結構病害處理措施

公路橋梁空心板結構病害處理時，首先應對其產生原因進行分析，以便選擇合理的處理措施，如：橋梁空心板出現積水時，應對橋梁空心板鉆排水孔，將積水及時從空心板結構中排除，防止長時間積水對橋梁結構造成破壞;當T型梁出現縱向開裂時，應采取水泥灌漿方式進行養護維修。當空心板的鉸縫處出現脫落、滲水或損壞等病害時，應對橋梁病害處進行合理的加厚處理;當橋梁空心板結構出現較大的病害時，應及時對其進行更換，以保證橋梁安全。

2.3下部結構質量管控要點

1）墩臺施工質量控制。墩臺施工應該將工作的重點放在承臺、墩身和測量定位的連接處理上。墩臺施工質量控制需要確定橋臺鋼筋埋藏地點的設置方式是否科學，墩身模板安裝前讓工作人員完成放樣測量工作，提高測量結果的準確性，保證測量值誤差在允許范圍內。在此基礎上重點關注墩身、承臺連接部位的施工情況，完成連接部位的加固工作，在澆筑混凝土前清理相關部位，并根據混凝土的土質情況傾倒一定量的水，養護混凝土，為后期澆筑工作的進行提供基礎。選擇鋼筋墊塊位置必須考量鋼筋密實度、強度和耐久度等參數，確保相關參數與圖紙要求一致。確定鋼筋保護塊位置后，還應該完成后期養護工作。2）蓋梁施工質量控制。墩臺建設必須嚴格遵守施工建設要求，在墩臺上端安裝橫梁，起到傳遞和支撐橋梁荷載的作用，協調模板安裝、鋼筋捆綁、施工放樣、養護等程序，保證相關工作可以達到建設標準，相關工作結束后拆除保護板，由驗收人員處理。確定模板上端主筋位置，要求各部門按照文件工序要求作業，對工作進行動態監管，吊裝與拼裝工作在鋼筋骨架進展到一定程度后進行。

另外，使用膠帶處理側膜部分的接縫，提高側模位置的準確度，將混凝土與拉桿維持在安全距離。模板內部的拉桿與內部支撐擺放在同一水平面上，結合實際工況調整模板，并完成加固處理，如果相關工作處理不到位會增大后期施工質量控制的難度，容易出現混凝土裂縫問題。另外，拆除模板時必須將混凝土強度控制在2.5MPa之上，防止模板拆除作業破壞混凝土結構。

結語

橋梁維修加固作為新技術在針對我國目前多發的公路橋梁病害及交通事故中應用前景廣泛，但維修加固技術還有待探索和提高。在實際工程加固中，應反復驗證和試驗，在經濟、安全、可靠的基礎上，完善橋梁加固技術，提高國家經濟效益和人民利益，這為交通強國的實現有著積極作用。

參考文獻

[1]孟占領.公路橋梁常見病害及施工處治方法[J].工程建設與設計，2017，65（2）：163-165.

[2]魏洋，端茂軍，李國芬.橋梁檢測評定與加固技術[M].北京：人民交通出版社，2019.

1671501186209