道路橋梁結構病害與加固

梁伊婷

摘要：道路橋梁施工行業作為我國重點的交通建設事業，在伴隨我國高速發展的社會經濟過程中逐步發展趨于欣欣向榮之勢。針對我國目前橋梁改造的加固加固市場的混亂局面，加強橋梁養護、管理及設計人員與施工技術隊伍建設是整頓橋梁 加固市場的重要內容之一。特別是在全國基層的橋梁養護、管理及設計與施工人員中，普通橋梁診斷與加固設計知識也是十分重要的。文章敘述了橋梁病害的成因、橋梁加固的流程以及幾種加固增強技術，即裂縫修補技術和加固增強技術。鑒于此，筆者就將從對道路橋梁結構病害與加固方法談起，以加強措施做好相關的管理工作。

【關鍵詞】道路橋梁結構病害加固 方法 措施

中圖分類號：U448文獻標識碼： A

我國橋梁大部分為建國后所建，橋齡一般為40年左右，橋梁病害開始逐漸暴露，不少橋梁己經或正在發生老化、破損、出現裂縫等現象，危橋逐年增多，承載能力逐年下降，橋梁功能的完善和運轉的順利不僅促進相應地區的經濟發展，同時也將改善群眾的生活品質。 我國多年的實踐證明了舊橋的加固、維修工作是一項技術上可行、經濟上合理的、符合我國國情的舉措。在資金花費相對較小的情況下，采用科學的、合理的加固技術，可以恢復和提高舊橋危橋的承載能力及通行能力。 眾所周知，道路橋梁一般由路基路面工程、橋梁工程、隧道工程和交通工程設施等幾大部分組成，通常情況下采用的是混凝土結構。近年來，由于我國交通量日益增大，給道路橋梁的設計、施工、使用帶來了很多難題，再加上道路橋梁結構上一些內在因素的影響，使得道路橋梁結構出現一些病害，嚴重加大了其結構的損傷程度，如若不進行有效的診治，而任由其發展，勢必會對橋梁安全構成極大的威脅。

一、常見的道路橋梁結構病害

道路橋梁作為我國交通業重點建設項目，由于現代社會對其使用功能要求不斷提高，其自身結構時刻都面臨著加固的問題。根據調查顯示，我國還有許多橋梁工程是在改革時期建設的，當時設計要求低，車輛少，橋梁所需承受荷載小，而無法滿足現代社會經濟的要求；還有的橋梁在還沒建成時，因為設計設計方案不當，沒有充分考慮其性能，比如說橋型結構不當、設計不合理；或者由于地質原因，比如說滑坡、軟基等原因致使橋梁發生病害等，這些都給工程造成了一定的損害，并且增大了工程造價；而且在橋梁工程施工過程中，施工單位資質不達標，在施工中，沒有按照設計的要求或者施工規范進行施工，在實際作業期間不能達到設計要求而導致工程質量較差。由于作用荷載的隨機性、材料強度的離散性、制造與施工質量的分散性、計算假定的近似性，致使在長期使用過程中橋梁結構產生病害，其具體原因如下：

1．原設計荷載偏低，交通發展后車輛荷載增大，橋梁因承載能力不足而產生病害?；炷翗蛄涸诔Ｒ庫o、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫，歸納起來主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫。裂縫產生的原因有：①設計計算階段，結構計算時不計算或部分漏算；計算模型不合理；結構受力假設與實際受力不符；荷載少算或漏算；內力與配筋計算錯誤；結構安全系數不夠。②施工階段，不加限制地堆放施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設計圖紙施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力模式；不對結構做機器振動下的疲勞強充驗算等。③使用階段，超出設計載荷的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊；發生大風、大雪、地震、爆炸等。

2 、 溫度變化引起的裂縫

①年溫差。一年中四季溫度不斷變化，但變化相對緩慢，對橋梁結構的影響主要是導致橋梁的縱向位移，一般可通過橋面伸縮縫、支座位移或設置柔性墩等構造措施相協調，只有結構的位移受到限制時才會引起溫度裂縫，例如拱橋、剛架橋等。我國年溫差一般以一月和七月平均溫度的作為變化幅度?？紤]到混凝土的蠕變特性，年溫差內力計算時混凝土彈性模量應考慮折減。②日照。橋面板、主梁或橋墩側面受太陽曝曬后，溫度明顯高于其它部位，溫度梯度呈非線形分布。由于受到自身的約束作用，導致局部拉應力較大，出現裂縫。日照和下述驟然降溫是導致結構溫度裂縫的最常見原因。③驟然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲、日落等可導致結構外表溫度突然下降，但因內部溫度變化相對較慢而產生溫度突然下降，但因內部溫度變化相對較慢而產生溫度梯度。

二、道路橋梁的加固方法

1、裂縫修補技術

公路橋梁的裂縫雖然是一種比較不起眼的病害，但是如果長期不進行處理，就會釀成災難等嚴重問題。裂縫往往會大大加速橋梁結構鋼筋的銹蝕和侵蝕，并致使受力截面發生應力重分布、減小受力有效截面、結構應力增大、承載能力降低等。所以我們應該及時修補裂縫，避免裂縫繼續擴大造成更大破壞。裂縫修補的目的在于恢復結構物的防水性和耐久性。其主要技術有: ( 1) 表面處理法: 對于微裂縫，可以在表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。如果是寬度發生變化的裂縫，則應該設法使用有伸縮性的材料。( 2) 塞縫灌漿法: 是在路面加固中用得比較普遍，通過試載及使用觀察，效果較好的一種方法。通過噴漿機在裂縫中注入按一定比例配制的水泥( 砂) 漿、環氧樹脂( 砂) 漿，填塞裂縫、避免鋼筋銹蝕并提高結構整體強度的作用。( 3) 表面噴涂法: 指通過鑿毛處理的縫隙表面，噴射一層粘度高且密實的水泥砂漿作為保護層，來閉合裂縫的一種修補方法。在噴漿前，需除去結構表面的剝離部分，然后用水將其沖洗干凈，最后進行噴漿。( 4)充填法: 這是一種適合于修補較寬裂縫的方法，具體做法是沿裂縫鑿一條深槽，將裂縫內部清理干凈，然后在槽內嵌補各種粘結材料，如水泥砂漿、環氧砂漿、環氧樹脂硅、瀝青及各種化學補強劑等。

2、上部結構的加固

在實行橋梁上部結構的加固增強時我們可以使用錨噴這一新技術。噴射與錨桿、鋼筋網等結合起來使用，促進了錨噴技術的完善。噴射硅在與普通現澆硅相比時有許多優點，比如在工藝材料、結構等方面。再加上在施工中需加入了速凝劑，使其又增加了快凝、早期強度高的特點; 錨噴技術因不用或只用側向模板，所以它又具有了施工機械化程度高、可設計性強、速度快、效率高、不中斷交通等優點。

3、橋梁下部結構加固

橋梁下部結構由橋墩、橋臺及其下部的基礎構成，起著支承橋梁的作用，是橋梁的重要組成部分。其中墩臺容易受到上部的結構荷載增大及基礎部分出現缺陷的直接影響，所以它易出現裂縫、銹蝕、老化、鋼筋外露、空洞、結構的變形移位等問題。由于自然或人為等因素基礎會沉降和滑移、不均勻沉降和傾斜。在進行橋梁下部結構加固時應根據墩臺基礎不同的損壞程度，不同的結構情況進行，以延長橋梁使用壽命。( 1) 針對橋梁墩臺出現貫通裂縫時我們可以用鋼筋混凝土墩臺結構套箍或護套加固法。( 2) 對于地基不穩出現地基松軟情況，我們可以人工加固地基。砂樁法、樹根樁法、高壓噴射注漿法和灌漿法都是很好的方法。( 3) 我們可以選擇增補樁基，在樁式基礎的周圍補加鉆孔樁或打入鋼筋混凝土預制樁，與此同時還應擴大原承臺，注意保證新增承臺結構與原承臺結構之間的連接和新增承臺結構與新增樁基之間的連接。從而提高基礎承載力、增加基礎穩定性。( 4) 在墩臺地基穩定性能良好、承載能力足夠的情況下，我們可以運用增設主梁加固法。新橋梁應該具有荷載等級高、剛度大等特征，與舊梁連接要合理，共同受力，來提高橋梁的承載能力。由于荷載已經在新增主梁后的橋梁結構中重新分布，那么原有主梁所受荷載就會得以減少。

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