浅谈公路桥梁病害起因、检修与加固

■李 倩 ■江苏现代工程检测有限公司，江苏 南京 210049

随着社会发展，我国交通运输量也出现了大幅度的增长，行车密度和车辆载重日益增加，再加上大量的重型车辆，对公路桥梁的压力越来越大。而且很大一部分的桥梁已经在超负荷使用，这些都会导致严重的安全隐患。由于资金紧缺，在选择维修与加固方法时，都是采用投资比较少，施工期比较短但能有效的缓解当前运输紧张问题的方法。所以，桥梁病害的检测与分析是应该被重视起来。

1 公路桥梁病害产生的原因

1.1 历史遗留问题

桥梁建设已有一定历史，有些部分是在前期设计的，其关键受力设计技术水平没有达到最优化条件，在后期使用中容易出现病害问题。比如梁式桥病害较多，特别是支座等受力较多部位常常因为基础地基沉陷或使用时间过长而导致支座变形开裂危险，引发裂缝、侧向外倾等现象;部分桥梁多造于七十年代，在设计上结构刚度往往达不到标准需要，无法满足当前荷载总量，容易在挤压中变形、塌陷;还有系杆拱桥等其他类型的桥梁各有各的不足，又承受着下雪时低温的冷冻，温度升高时的加热作用等自然力影响，病害程度不断加剧，严重影响着桥梁的稳定性。

1.2 维护工作不到位

公路桥梁在使用的过程中，是完全暴露在自然环境中的，他们每天会承受各种外力的影响，比如大自然中强烈的阳光照晒，大风刮吹等等都在不断侵蚀着桥柱还有桥面，让他们表面的水泥等基础材料慢慢变质松散，这样桥梁本身的承受力也在不断减弱。特别是一些大型的重压车从上面经过也会挤压路面，对桥体产生压力。在一定的时间后，桥梁的一些承受点会因为这些影响出现大面积的裂缝问题，这些缝隙如果不及时维修，就必然会不断增大，到了严重程度，可能就会引起坍塌或裂开等方面的事故，留下各种病害隐患。如果不及时进行修护处理的化，慢慢积累到一定的程度，桥梁就根本无法使用了。因此，再这样人力和自然力的影响下，桥梁本身就出在不断的损耗过程中，无法保证公路桥梁的安全使用。

2 公路桥梁病害的检修

2.1 钢筋混凝土构件的检测

桥梁的基本组成是混凝土材料，其中得到普遍应用的有钢筋混凝土构件，通常在材料性能，几何尺寸等方面存在很大波动，都有一些固有的老问题存在，诸如材料的强度很不够，尺寸存在一定的偏差，蜂窝麻面，保护层未能达到应有的厚度，有露筋等情况出现，且因为构件材料原本就存在一定的特性。在使用的过程中，钢筋混凝土构件经常会有开裂的情况出现;混凝土会发生腐蚀或者冻融的情况，还会存在钢筋锈蚀等损伤。总结钢筋混凝土构件的检测内容，主要有局部环境、材料和构件的力学性能、构件缺陷和损伤、变形和偏差与构造。(1)施工偏差:施工偏差主要针对的是混凝土构件的尺寸与位置，指的是其实际情况与设计之间存在的差异。偏差太大将促使建筑物的使用功能降低，或者造成更大的附加内力，进而促使结构的承载能力降低。(2)缺焰:“这包括了外观与内部两部分的缺陷”［1］。其中内部缺陷的检测方法包括超声脉冲或地下雷达检测法，通常是以前一种方法为主。

2.2 裂缝检测

(1)“无线电检测”［2］。公路桥梁路面及路基面临着一定强度压力，当施工操作不规范，温度控制不合理以及承受系数被超过时，就会出现裂缝、变形等问题，随着时间的推移，裂缝还会不断增多并且更加严重。而无线电检测就可以接收到裂缝在扩大过程中所产生的应力波，这样设备检测就可以及时发现裂缝的情况，并通过频率变化来分析裂缝的严重程度，有效消除道路桥梁中裂缝隐患。在实际操作中主要是通过传感器来接收信号的，并加以分析排查。

(2)“光纤检测”［3］。这种检测技术相对应用范围扩大很多，比如电压、压力等等，同时光纤传感器产品种类多很多。因为在道路桥梁施工时，一个地方出现了损伤，附近会连带压损，这样就出现集中问题带，处于一直挤占状态中。这样的状态下，光纤传感器就能接收到散射光波，分辨出缺陷所在区域，以及严重情况、压损大小等等，最终判断出施工问题。在技术上，光纤传感器精度非常高，可以将误差控制在零点几毫米以内，具有极高的实用价值。

总之，道路桥梁检修技术虽取得一定的成就，但还需要不断开发，配合施工要求提高应用率，真正发挥检测的实际目的，达到防患于未然的效果。

3 有效进行加固的改造

3.1 在修理中加固裂缝

(1)材料填充法。对于出现的缝隙，我们常见的方法就是进行选择新的材料填充进去，让两边重新连接在一起，这里说的就是使用碳纤维进行维修处理，让桥变得更稳固一些。在进行这样的工作之前，首先要观察好裂缝的长度、宽度等等，清理掉一些不必要的杂物，根据要求制定好修理的方案。选择这个材料进行修补，一面是因为它本身是具有的抗拉力相对较高，方便联合两个缝边，这个特点也就是相当于在两个人中间拉上了一条弹力带，这样把桥梁变成一个整体，增加了承受力，达到支撑公路的目的。具体的操作方法就是直接粘贴在有裂缝的之间，或者是那些将要裂开的地方，增加粘合的力量。通过这个材料，把一个地方的形成一个完成的板块，这样整体的强度就提高了，更好维护公路的运行和使用。

(2)注入胶质粘液。裂缝的产生有大的有小的，有深有浅，对于那些在可以控制的范围内的缝隙，直接就可以在表面封闭起来，常见的是采用封口胶。在操作的时候要注意做好相关的清洁工作，保证粘贴的时候表面没有各种疙瘩的东西;还有那些看不清楚大小的裂缝就要做好灌浆处理了，这样在液体慢慢填充的过程中，很多不清楚的隐藏缝隙都能填充好，进行的时候一般是一段进行挤压，让气体慢慢排出，要处理好压力的范围，避免胶液大量流出来。

3.2 改进加固设计

(1)梁式桥类施工要求。在对此主要进行的是支座的加固和维修，具体步骤如下图1 所示。结构性补强一般通过增大构件截面、粘贴补强材料、改变结构体系等方法来实现，注意做好对称性施工，保持受力均衡。

图1

(2)桥梁上部结构加固。在桥梁上部结构也就是主梁部分，可以在应力集中区进行局部加固的处理，从而使结构的受力性能得到改善、结构变形得到有效控制，而结构的自重也得以减轻。这样最终结构整体的使用要求都能得到满足。例如“钢纤维混凝土作用不但在于使桥梁的结构性能更好、外观更美，”［4］而且好促使上部结构的材料用量大大减少了，这就可以相应地减少下部的墩台数量。

4 结束语

近年来的发展经验告诉我们，公路交通是一项有效推进我国经济发展的手段，同时，它的自身也会产生经济效益，是很大的发展潜力。因此，了解公路桥梁病害的起因，提高检修技术，做好各方面的加固施工是很有必要的。以便施工成本得以降低、经济效益得以提高。

［1］李国元，施峰涛，刘汉拾.粘贴钢板法桥梁加固技术与施工工艺研究［J］.商品储运与养护，2008，(3):87-88.

［2］刘正光.香港公路桥梁维修及保养工程合约——引用公私伙伴关系(PPP)协议的经验［J］.科技进步与对策.2009，(21).

［3］塞雁.长路漫漫待求索重整旧桥看今朝——2001 年全国公路桥梁维修与加固技术研讨会侧记［J］.中国公路.2002，(06).

［4］李常见.道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用探讨［J］.黑龙江科技信息，2012，39(18):271-272.