关于道路桥梁结构现场病害及其加固的分析

秦兴川

【摘 要】 道路桥梁的建设与安全对社会经济的发展和国民的出行起着十分重要的作用。本文结合个人实践经验对实际中所出现的现场病害就行分类，然后分析了出现问题的原因，并结合实际问题给出了加固的方案。

【关键词】 道路桥梁；现场病害；原因分析

1 引言

随着国内经济的迅猛发展，交通量也在日益增大，我国在道路桥梁施工方面的技术也日趋接近世界先进水平。然而国内的道路桥梁几乎每天都处在高负荷的状态下，加之可能在前期设计中的一些缺陷以及后期施工的方式不当和一些自然因素的影响，使得道路桥梁结构会出现一些病害。这会影响到其正常的使用，甚至存在安全隐患，因此，分析病害产生的原因并找到加固的办法就显得尤为重要。

2 道路桥梁结构现场病害的主要形式及其原因

2.1 病害的主要形式

（1） 裂缝

裂缝主要是主拱圈中波纵向裂缝、拱肋裂缝、横系梁裂缝。产生裂缝是因为混凝土承受的拉应力超过了它的抗拉强度或拉应变大于其极限拉应变。再者混凝土运输搅拌时间过长，使水分蒸发，会使混凝土浇筑时坍落度过低，导致混凝土出现不规则的网状裂缝。另外混凝土初期养护方法不得也会引起塑性收缩，导致混凝土表面产生不规则裂缝。裂缝往往是引起其他病害发生的原因，对桥梁的耐久性会产生很大的影响。另外，由于混凝土开裂会造成路面坑槽，影响车辆行驶舒适性，也会影响到桥梁的正常使用。

（2）钢筋锈蚀

钢筋发生锈蚀体积可膨胀至原来体积好几倍，对周围混凝土形成挤压，导致混凝土开裂、剥蚀，会影响结构美观和道路舒适性，最重要的是锈蚀会导致钢筋断面面积减小，降低了混凝土对钢筋的黏结力， 结构承载能力下降，这严重影响到桥梁的安全性。

（3）桥面损坏

桥梁桥面基本都是以15-20cm厚的复合结构层铺装而成，铺装层要时刻承受这高速行驶车辆的冲击、剪切和磨损，而且还直接受到风霜雨雪及气温等自然条件变化的作用，再加上主梁的约束，受力状况十分复杂。桥面伸缩缝损坏同样会造成桥梁主体结构的损坏，降低了梁板和盖梁的安全、耐久性，严重的可能会引起交通事故。

（4）墩台基础病害

桥梁墩台基础在常年使用过程中，不但要承受上部构造荷载，还要承受土压力、风力、流水压力、冰压力等各种力的作用。另外过桥车辆的重型化以及超重运输的影响，墩台基础经常过载，桥墩台也会出现不同程度的损坏。

（5）地基不均匀沉降引起的破坏

地基不均匀沉降会对整个桥梁的结构产生很大影响，不均匀沉降会导致各部分受力不均，从而引起譬如翼墙和锥坡的下沉，出现裂缝等问题，严重的会引起桥面坍塌桥梁损毁。

2.2 病害产生的原因

道路桥梁存在的病害会给人们正常出行造成安全隐患，作为一种重要的基础设施，桥梁的建设十分重要。首先，要具有足够大的强度，应保证桥梁可以承受足够的重量。其次，内部结构要具备足够大的剛度，保证在满载甚至超载的时候不产生太大的挠曲变形。最后尺寸大小要合适，以保证在承受压力时不会丧失稳定性。但是由于建筑设计中对桥梁的荷载能力设计的偏低，结构设计不当，施工质量差，后期养护不合理以及其他自然因素都会使桥梁产生病害。具体的病害成因如下：

（1）原设计荷载偏低。经济和技术的发展以及物流成本的最小化使车辆最大荷载量不大加大，以前设计的桥梁无法满足现在的运输要求，所以桥梁会因承载力不够而产生严重病害。

（2）施工质量差。不按照设计要求和程序施工，工人随意性较强，对质量监管不严格，甚至有些偷工减料的行为。

（3）后期的维护力度不够。在道路桥梁施工结束后，相关部门对桥梁的后期维护的重视不够，导致很多问题不能及时发现，或者发现后部能及时作出整改措施，延误时机。

（4）自然灾害。温差的急剧变化会对桥梁的机构性能产生影响；夏季雨水较多，在由些地区极易引发洪水和山体滑坡、泥石流等自然灾害，而这些灾害对道路桥梁的危害极大。另外地质条件也会对桥梁产生影响，因此选址也比较重要。

3 桥梁加固的技术方法

发现道路桥梁的病害，并找出病害产生的原因后就需要采取相应的措施对桥梁进行加固处理，以便减小或者解除安全隐患。从技术层面讲桥梁加固可分为桥梁的缝隙修补和桥梁结构的加固。

3.1 裂缝修补加固

裂缝修补就是为了使桥梁重新达到防水性和耐久性的标准，主要技术有以下几种：

（1）表面处理法，在裂缝表面涂抹填料和防水材料，可以明显提高其防水性和耐久性，这主要应用在缝隙较小的情况下。

（2）注浆法，将树脂或水泥类材料注入裂缝中，以提高其防水性及耐久性。大多采用环氧树脂作为注浆材料。为了防止裂缝继续发展，增强裂缝部位的整体性，常用方法是低压低速注入环氧树脂与钢钉并用，效果较好。

（3）充填法，就是是沿裂缝凿一条深槽，然后将各种粘结材料嵌补在槽内。适合于修补较宽裂缝的情况。

（4）表面喷涂法，将一层密实粘度高的水泥砂浆保护层喷射到经凿毛处理的裂缝表面来修补裂缝的方法。喷浆前，需剥离结构表面部分然后用水冲洗干净，喷浆之前要先把基层湿润，然后再开始喷浆。

（5）粘结钢板封闭法，该方法采的方式。当钢筋构件产生主拉应力裂缝时，为了提高结构承载力，对裂缝进行处理之后，用结构胶私剂在裂缝处粘贴钢板或型钢，并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。

3.2 桥梁结构加固

桥梁结构的加固方面，有以下几种加固的方法：

外部粘贴加固法，是为了提高桥梁结构的承载能力在其外部用钢制材料进行二加固，在进行加固的时候，需要将构件尺寸是大小适合的钢制材料进行粘合，既大幅度提高了结构承载能力，又保证了粘和剂的质量。

改变结构体系加固法，通过增设支撑或桥墩改变桥梁结构，变简单的支撑为连续支撑，或者在桥梁的下方增设支架，以减小梁内控制截面峰值弯矩来减少桥梁因为受力不均而导致的变形， 这种方法可以明显提高桥梁的承载能力。

增设纵梁加固法，桥墩还具有足够的承载能力的情况下，将承载能力高和刚度大的新纵梁与旧梁连接在一起分担载荷，使旧纵梁受力减少，加固后的桥梁承载能力和刚度都得以提高。增设纵梁位于主梁的一侧或两侧时还具有拓宽作用。

锚喷法，是通过新增加混凝土及受力钢筋与原结构的紧密粘结，形成喷射混凝土、锚杆与原混凝土的整体组合结构。达到根治局部应力集中，阻止原结构继续变形和开裂，和原结构共同承受上部荷载的作用。锚喷技术加固桥梁，不但能够提高桥梁的承载能力和耐久性，而且还具有施工设备简单、耗资少、不中断交通等特点。

3.3 新加固技术

碳纤维加固技术，是一种最新的加固方法，复合碳纤维具有强度高、质量轻、耐久性好等一系列特点，是进行桥梁加固的理想材料。粘贴碳纤维布（板）不需要大型设备施工方便快捷，不损伤原结构及不增加自重、后期维护简单，还具有极佳的耐久性、耐腐蚀性。

4 结语

道路桥梁病害对桥梁的稳定性的影响不言而喻，病害也是诱发交通事故的主要原因之一，必须要引起足够的重视。为此，相关部门要加强对桥梁的后期维护和管理，发现桥梁病害后并分析其病害产生的原因，及时采取有效的加固技术处理措施，力求将桥梁病害带来的安全隐患降到最低。目前，锚喷技术、碳纤维加固等一些新的桥梁加固技术逐渐的被采纳应用，这种施工技术具有设备简单，施工方便，效率高等优点，且不影响交通的正常运行。随着科学技术的发展必然会有更多的桥梁加固的高新技术会被采用，来保证道路桥梁的安全稳定。

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