道路桥梁常见问题解析及维修加固技术

孙卓河

摘要：随着我国社会经济快速发展的同时，交通量也持续不断加大，为道路桥梁的工程施工带来了困难和挑战。道路桥梁在外界环境的不断影响下，其质量及使用功能方面会有一定程度的下降，所以在进行道路桥梁的工程施工时，不仅要关注前期的方案设计，还要重点估测道路桥梁的损伤状况。本文主要分析了道路桥梁常见的结构病害，并提出了道路桥梁的加固措施，为道路桥梁的结构安全提供了一定的参考。

关键词：桥梁维修；加固技术；结构病害

中图分类号： K928.78文献标识码：A

一、道路桥梁常见的结构病害

1.桥面铺装层产生裂缝

造成桥面铺装层裂缝的原因主要包括：道路桥梁在施工过程中，当温度变化幅度较大的时候会出现裂缝，如今我国的桥面铺装层大部分是半刚性结构，不仅能将铺装层的强度加大，还能提高压实度。但桥面铺装层会很大程度上受温度波动的影响，尤其是温差较大的北方地区，出现这种裂缝情况的机率较大。此外还受到车辆行驶的影响，行驶在道路上的车辆经常会出现急刹车以及超载情况，会对桥面造成挤压和磨损，从而导致裂缝的出现。最后是混凝土的配比出现失误，施工人员对初凝期的锯缝没有掌握准确的时间。

2.路桥地基沉降不均匀

当路桥地基沉降不均匀的时候，路桥面就会受力不均匀，造成路桥面出现裂缝。而出现这种情况的原因，首先是工程前期没有进行合理的设计和勘探，在施工前设计师应该前往施工现场进行勘察，再做出合理的设计图纸；其次是实际施工中操作不规范，可能有偷工减料的情况出现；还会受到环境的作用，如果周围的其他工程打桩深挖不规范，会使工程地基不稳固。

3.梁端头局部破损

这种情况的破损是很难修复的，当梁端头塑封出现变形和损坏的情况时，其原因首先为工程前期的设计中存在失误，并没有进行科学的设计，对伸缩量值计算不准确；其次是施工中的操作失误和日后的养护工作不到位，桥梁的结构被破坏，使用年限也会相应减少。

4.混凝土的碳化

当空气中的CO2与混凝土中的Ca(OH)2发生化学反应时，会形成新的物质CaCO3，将会造成混凝土炭化，使其PH值不断下降，而混凝土里面的钢筋通常不进行防腐工作，很容易使钢筋被腐蚀，严重可造成安全事故。

二、桥梁维修与加固的基本要求

虽然桥梁加固的方法比较多，如何进行选择，要充分考虑于具体的工程, 应依照以下的原则:

（1）采用加固方案之前, 须先考虑耗费少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好耐久性等方面的要求。

（2）补强加固是通过加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力的措施。因此桥梁加固工作一般以不更改原结构形式为原则,在兼顾经济性的前提下,只有在较复杂的情况下, 才可考虑更改结构形式。

（3）选择桥梁加固方式时, 必须考虑旧桥现状、承载能力减弱的程度以及日后交通量,最好参考已经成功完成补强加固的桥梁的施工。

（4）采用扩大或增加桥梁构件断面的方法进行加固前,应考虑增加部分与原有部件的结合效果。

三、桥梁修复与加固的一般程序

一般桥梁修复与加固工程应遵循如下工作程序：

鉴定结构可靠性——确定修复与加固方案——加固设计——施工组织设计——修复与加固施工——组织验收。

鉴定结构可靠性，主要是诊断病害结构的病情。修复与加固方案受到主客观等多因素的影响。

加固设计主要参照现行规范及有关标准来深化加固方案。修复与加固施工是按加固设计对被加固结构进行加固的施工过程，很多大型结构的加固需要在施工前编制施工组织设计。

桥梁修复与加固工程作为一项复杂的系统工程，需要全面考虑施工全过程，还要选取综合措施充分挖掘桥梁的内部潜力。但是，在桥梁加固过程中，病害诊断出错，或加固方案和设计不周，或施工组织不完整就会造成无法想象的严重后果。

四、桥梁的维修与加固技术

1.桥梁的上部承重结构维修加固的方法

(1)粘钢加固法。粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其他薄弱部位,使钢板与加固混凝土结构形成整体,以提高构件的抗弯、抗剪能力,提高原结构的刚度,限制裂缝的开展,改善钢筋与混凝土的应力状态。当粘贴钢板拟提高梁的抗弯强度时,钢板粘贴在梁的底面。此时将钢板和混凝土作为整体考虑,对钢板与混凝土的局部剪切强度进行控制设计；当拟提高梁的抗剪强度时,钢板可粘贴在构件侧面,并与原构件内抗剪钢筋方向一致。粘贴钢板补强加固的合理设计应控制在钢板发生屈服之前,以保证混凝土不出现剪切破坏。

(2)桥面补强层加固法。桥面补强层加固法是通过在梁顶(桥面)上加铺一层钢筋混凝土层,使其与原有主梁形成整体,从而达到增大主梁有效高度和抗压截面,增加桥面整体刚度,提高桥梁承载能力的一种常用且有效的方法。为了减小补强层增加的恒载,常将原有桥面铺装层凿除,而且能使新老结合良好,共同受力。

(3)增大梁截面积加固法。钢筋混凝土简支梁桥上部结构往往由于原结构或由于施工质量不佳等原因导致在长期运营过程中出现裂缝等现象从而使结构的承载能力降低,通常采用增大构件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。这种方法是增大梁底面或侧面的尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度和抗弯强度,从而提高桥梁的承载力。该法广泛用于梁桥及拱桥拱肋的加固。

(4)锚喷混凝土加固法。该法是借助高速喷射机械,将新混凝土混合材料连续地喷射到已锚钢筋网的受喷面上,凝结硬化而形成钢筋混凝土,从而增大桥梁的受力断面,增加补强钢筋,加强结构的整体性,使其能承受更大的外荷载作用。这种锚喷加固法主要用于拱式桥梁,施工工艺简单而且加固效果好。

2.桥梁的下部结构维修加固的方法

(1)扩大基础加固法。由于桥梁的基础承担着桥梁的全部自重及桥面上的可变作用,因而桥梁基础的加固成为桥梁加固工程中的重点。对于原基础为扩大基础的桥梁,如果因基础的病害导致基础承载力不足、基础产生沉降或不均匀沉降、基础产生滑移和倾斜、基础局部掏空或损坏的情况下,可采用扩大桥梁基础底面积的加固方法进行加固,该方法因受力明确、施工简单、造价低廉而在实际加固工程中广泛采用。

(2)增补桩基加固法。在桩式基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩,并扩大原承台,以此提高基础承载力、增加基础稳定性,这种方法的优点在于不需要抽水筑坝等水下施工作业。

(3)桥墩套箍加固法。对于桩柱式桥梁,当桥墩由于基础冲刷严重、埋置深度不够,施工质量控制不严等因素导致墩台露筋及破损时,一般可对受损的墩台采用钢筋混凝土套箍进行补强加固。套箍可以沿墩台身或桩身外侧布设,做成圈梁形式。

3.桥梁附属构筑物维修的方法

(1)桥面铺装的维修。桥面铺装指的是为保护桥面板和分布车轮的集中荷载,用沥青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料铺筑在桥面板上的保护层。其作用是保护桥面板防止车轮或履带直接磨耗面,保护主梁免受雨水侵蚀,并借以分散车轮的集中荷载。桥面铺装的病害主要为原铺装层过薄、铺装中未设钢筋网或含筋量过小、铺装与桥板间存在夹层、混凝土浇筑不密实引起的。

桥面铺装主要有沥青混凝土和水泥混凝土铺装两种形式。对于沥青混凝土铺装病害形式,可以采用灌缝和挖补等日常手段进行维修,而对于水泥混凝土铺装的病害形式除采用上述修补方式处理外,最有效的就是对其进行彻底翻修。

(2)桥面伸缩缝的维修。桥面伸缩缝主要由传力支承体系和位移控制体系组成,它的主要功能是将车辆垂直和水平荷载通过支承结构传递到梁体,并适应桥梁纵横位移的变化和梁端翘曲发生的转角变化。由于它设置在梁端构造比较薄弱的部位,直接承担车辆反复荷载作用,又大多暴露在大自然中,受到各种自然环境的影响。加之其装置的性能及连接件等不尽完善,因而可以说伸缩缝是易损坏,难修补的部位,经常会发生各种不同程度的缺陷。桥面伸缩缝的损坏,不仅影响着桥梁的正常使用,而且增大了养护维修的工程量,造成了一定的经济损失和不良社会影响,因此,必须对桥面伸缩缝进行经常性的维修整治,以保证桥梁的正常使用。

伸缩缝的维修必须注意的重要问题:

①当原伸缩缝装置的锚固钢筋等损坏、松动或无锚固钢筋需增设时,应先凿出锚孔后再安设钢筋等锚固件。

②在凿除原有混凝土铺装时,不要损伤伸缩缝两侧桥面板混凝土及钢筋。

③对于桥面铺装层上容易产生车辙的凸凹不平处,要特别注意铺筑后铺筑材料时不应产生高低差。

五、结束语

道路桥梁的加固施工是一项较为复杂的工作，需要对其不断改进和完善。在延长使用年限的同时还要争取提升道路桥梁的承载力，对道路桥梁加固技术不断研究和运用，可以更好的建设我国的交通事业，并且能够将施工过程中耗费的资源有所节约，为国家和社会带来一定的经济效益。