桥梁病害及维修加固分析

杜振刚（天水公路管理局武山公路管理段，甘肃天水 741300）

桥梁病害及维修加固分析

杜振刚
（天水公路管理局武山公路管理段，甘肃天水 741300）

经济的发展使得人们的生活水平不断提升，也使得日常汽车出行量增多，这造成了越来越严重的交通拥堵，同时也给道路桥梁的承载能力带来了很大的挑战。然而事实不止于此，如今，交通事故案发率越来越高，车辆超载、桥梁设计不当、设施质量不过关等问题层出不强，这些都严重影响了交通的正常运行，使得桥梁的病害发生率上升，如果不能够及时进行加固防护，则会给人们的生活造成极大的威胁。

桥梁病害 维修加固 措施

1　桥梁病害的成因

导致桥梁病害的原因有很多，一般可以总结为以下几种：初始设计不周、材料质量不过关、施工操作不符合相关要求、后期维护工作不到位、外界因素的干扰等。我国的道路桥梁大多采用混凝土结构，主要为钢筋混凝土、素混凝土以及预应力混凝土这三种结构。混凝土结构的病害原因可以从设计阶段、施工阶段、使用阶段这三个方面来阐述：（1）在设计过程中很容易出现荷载计算不准确、结构布置不当、结构计算错误、结构构造不规范以及规范体系不完善的问题。其原因分别为：荷载计算时用于衡量的标准较低或者出现漏算等失误；在布置结构时没有按照实际情况确认，使得传力路径复杂多变，尺寸把握不准确，刚度突变等一些薄弱问题较为突出；结构计算的设计简图不直观，对于边界的选定不恰当，一些重要设施的变位计算错误。这些现象的出现都有可能使得设计出现差错，从而导致桥梁病害的发生。（2）施工阶段的材料选配很重要，特别是对于水泥、集料、钢筋质量的把关，许多病害的发生都是因为水泥的凝结和膨胀不正常、集料中的级配不良或含泥量超标、钢筋的性能不符合物理学要求，从而使得最终的桥梁工程质量不过关。其次，混凝土工程的施工也很重要，在制作过程中会出现配合不当、搅拌不充分等失误，在运输过程中会由于时间过长使得水分流失，浇捣时顺序会出错且速度也会把握不好，在后期养护工作中常出现因过于干燥而剧烈收缩的现象，这些都是在混凝土工程的施工中经常发生且容易导致桥梁结构病害的原因。施工阶段还会涉及到钢筋、模板以及其他工程的施工，如果钢筋质量有问题或者布置不妥当，则会使得混凝土结构开裂，同样，模板的刚度、变形程度、拆模时间以及施工人员的实际技术水平也都是影响桥梁结构的重要因素。（3）在使用阶段，荷载超限、使用环境恶劣或者养护不合理都会造成混凝土结构的开裂，使用环境恶劣主要表现为温度变化频率较高、存在侵蚀性的物质如酸性物质、钢筋锈蚀程度严重，而养护不合理主要体现为忽略了必要的养护工作、后期铺装过厚等。

2　桥梁的常见病害

（1）裂缝。依照裂缝出现的原因可以将桥梁结构出现的裂缝分为两种：外界因素导致的裂缝和内在因素导致的裂缝。外界因素如外界温度的影响、阳光的照射、荷载作用等。荷载作用会产生弯曲裂缝、剪切裂缝以及局部裂缝等状况，例如由于弯矩作用混凝土梁底的拉伸区出现垂直裂缝，载荷越大，裂缝的延长速度就越快，且不断向梁侧逼近。剪切裂缝大多数出现在混凝土的支座处，与梁轴成一定角度，随着载荷越大裂缝不断向跨中发展。内在因素导致的裂缝主要是指由于在施工阶段的失误和不当操作，导致的因桥梁结构本身的问题产生的裂缝，一般都为收缩裂缝。混凝土在凝固阶段会产生凝缩效应，即水泥加入水搅拌之后体积会缩小。另一种情况为水分流失或蒸发后发生干缩，这两者情况统称为混凝土的收缩。实际施工中，因为外层的混凝土较先收缩，待到里层的混凝土发生收缩时会产生一定的拉应力，致使出现收缩裂缝。（2）锈蚀。由于水泥水化时会产生碱介质，使得钢筋表面有一层钝化膜，再加上混凝土层的保护，这将有效防止钢筋受到锈蚀。然而，混凝土结构发生开裂时钢筋会外露，一旦遇水钢筋就会受到锈蚀。受到锈蚀之后体积会发生膨胀，甚至可以是原先的十倍多，所以，初期时锈蚀部分只会出现一条裂缝，过一段时间就会出现剥落的现象，严重的还会产生锈蚀层，这大大影响了桥梁的承载能力。（3）边坡滑动。一般来说，桥梁边坡的倾斜角度应该大于地面的内摩擦角度，这需要施工人员对其进行支护处理，边坡受到损坏会导致桥面失去着力点，从而使得其重心不断偏离或者逐渐倾向边坡。桥梁的边坡是中空的，在重力和载荷力的作用下桥面会弯曲，这样一来会形成对混凝土的拉伸力，最终影响桥梁的安全性与实用性。

3　桥梁的加固技术分析

大多数人对桥梁的了解有限，其实，随着时间的推移桥梁都会发生老化，无论是外界因素还是自身因素的影响，都会改变桥梁的结构导致病害的发生，所以，对桥梁进行及时加固非常重要。相比较而言，加固旧桥比新建桥梁的经济效益高，因此，对旧桥的加固技术越来越成为桥梁建设的焦点。（1）外包混凝土加固法。外包混凝土加固法一般用来增加混凝土结构物的横截面面积，使用这种加固方法之前应先确认被加固桥梁的下部结构是否能够承受更多的重量，或者是否能够提供更高的承载力。一般常情况下，以加大主梁梁肋的宽度为主。这一方法对施工人员的技术要求较低，且适应性强，可适用于许多小跨径的T梁或者是一些板桥的加固。运用此方法进行加固之后，桥梁的刚度会有显著的提高，其载荷能力也会有所提升，但现场施工的时间长，加固后的净空面积会缩小，这对人们的生产和生活会产生一定的影响。（2）桥面补强层加固法。在梁顶处加铺一层钢筋混凝土，首先应凿除旧桥面，并保证其和原来的主梁形成整体，以提高主梁有效高度以及抗压截面强度，从而改善桥梁的承载能力。（3）改变受力体系加固法。这种方法可以改变桥梁结构的受力体系，并以此提高桥梁的载荷能力。例如于简支梁处加设桥墩或者支架、将简支梁和简支梁进行竖向连接，通过简支变连续梁或者在梁下加设钢析架等结合梁，使得梁内应力减小，从而提高桥梁的载荷能力。改变结构体系的方法往往需要在桥下进行操作，也可以通过设置永久设施实现，由于此方法缩小了桥下的空地面积，且施工时很可能影响汽车通行，所以需要考虑到交通情况以及桥梁的疏通能力。然而，这一方法的加固效果相对较好，因此常用来解决超重车辆的临时性通行，超重车量通过之后，临时支撑则随即拆除。

4　结语

最近几年，在桥梁维修加固工作上，容易出现一些不平衡现象。

因为在高等级公路中，桥梁占有较大的比重，但是这种高等级公路却是刚建成的，所以其维修加固的时间相对较晚。目前我国的桥梁病害主要集中于低等级桥梁中，这些桥梁虽然规模不大但是数量较多，因而桥梁加固任务繁重。再加上最近几年我国新建桥梁技术的发展加快，桥梁养护维修与加固技术显得相对落后。由此可见，加强对桥梁的养病害处治、维修加固技术的研究具有较强的现实意义。

［1］帅长斌，吕任东，冯晓平.公路桥梁结构可靠性自动评估系统的研究［J］.交通与计算机，2000（06）：6-9.

［2］廖海峰，黄德义.混凝土桥梁的检测技术及其新发展述论［J］.武汉交通管理干部学院学报，2000（04）：28-30.