装配式钢筋混凝土梁式桥梁的病害及加固设计

田建文 杨旭斌

摘 要：装配式钢筋混凝土梁式桥梁因其优而被广泛采用，但在自然因素以及人为因素的双重作用下，桥梁表现出一定的病害威胁着桥体的安全。采用现有的桥梁加固技术如增大截面法、粘贴钢板法等对桥梁进行加固，不仅可增大梁体承载力还可改善桥梁的受力状态。

关键词：混凝土；桥梁病害；加固

随着我国交通运输业技术的逐步发展，现有的桥梁已经不能满足人们的交通需求。一方面因为现有桥梁修建时技术、经验限制，桥梁的规格不能满足现如今的交通需求；另一方面，桥梁在常年的使用过程中，受到一些自然因素如风震、地震、水灾，以及人为因素如撞击等，从而出现病害。而装配式钢筋混凝土桥梁由于其结构简单、施工方便、材料抗震性能好而受到青睐。这种桥梁的病害方式常表现为：裂纹或裂缝、混凝土剥离、蜂窝麻面等，严重由于船体的多次撞击，还会表现为桥面倾斜。利用现有的桥梁加固技术，对装配式钢筋混凝土梁式桥梁进行加固设计，不仅能增加桥梁的使用寿命，还能保障人民的交通安全。

1 装配式钢筋混凝土梁式桥梁的病害及其原因分析

1.1 病害表现形式

桥梁的病害主要是指在人为因素或自然因素的作用下，桥梁的损害情况。自然因素如地震、洪水、撞击事件、冰冻等。人为因素较为复杂，它包括桥梁设计过程中的结构因素、施工因素、建筑材料、后期保护等一系列因素。在两种因素的作用下，桥梁往往会出现表面裂痕、混凝土剥离、漏水、蜂窝麻面，严重的甚至出现桥体的倾斜、下沉等。不仅给交通带来很多不便，还威胁着人民的生命安全。

1.2 装配式钢筋混凝土梁式桥梁的病害原因分析

1）钢筋混凝土桥梁的设计。桥梁的设计，不仅仅是一种理念，更是基于现实情况的考察基础上配合结构力学，因地制宜。由于以前受技术、设计者教育水平、经验等限制，不能对未知事件做到全方位的认知。例如，著名的美国华盛顿塔克马桥因风振致毁事件。在此之前，桥梁设计师以及工程界都对悬桥的空气动力稳定问题都没涉猎，桥梁的颤振稳定问题的相关设计理论的积累非常少。随着建桥技术的发展，以及国内外经验的互相借鉴，相信基于设计不足因其的桥梁病害会大幅度降低。

2）施工质量欠佳。施工问题主要集中在施工设备、施工人员的实施水准、建筑材料等方面。施工设备的不完善，导致达不到施工要求。施工人员专业能力有限，导致对设计师的设计理解不够透彻，导致设计实施留下一些安全隐患。施工过程包括桥梁的建造过程、使用过程以及拆除过程，每一个环节的细小错误，都可能埋下安全隐患。而施工材料，易受施工地的环境因素影响，部分建筑材料性能发生变化，从而达不到施工要求。类似材料引起桥梁出现病害的例子不在少数，以比利时的一座式焊接钢析梁桥为例，由于建桥的钢材中含有毒元素，导致材料厚度过大不合格，后期使用中发生脆断的悲剧，桥体也相继报废。而早期关于桥体出现事故的报道中，尤其是钢筋混凝土桥梁，因混凝土长期收缩徐变，导致后期桥体报废的事件不在少数。因此，材料的选择，在前期的设计中要尤为谨慎。

3）维护原因。桥梁建造过程只是开端，后期需工程师进行定期维护，时刻关注桥梁的情况，才能防患于未然。然而事实情况并非如此，很多桥梁的通行都对车辆的重量、高度等有具体要求，但是很多车辆还是出现超载等现象，长期如此，对桥梁也是一种损伤。加之钢筋混凝土的材料，经过长期风吹日晒，材料性能徐变。早年的盘锦辽河大桥垮塌事件就是鲜活的例子，事实上这座桥早就被定为危桥，但相关部门并没有采取具体措施，限制桥梁使用或对桥梁进行修补加固，因而出现桥体垮塌事件。

2 装配式钢筋混凝土梁式桥梁的加固设计

2.1 大构件截面加固

部分桥梁由于修建时间较长，早期选取的材料、设计等都决定其承载能力较差，不能满足现今的需求，拆除重建耗时耗力，所以采取大构件截面加固，截面加固法有不同类型，适用于不同情况下的桥梁截面加固。比如：厚桥截面法采用凿除原桥桥面铺装的方式，再于原桥桥面浇筑一层新的钢筋混凝土补强层，这种方式适用于承载能力不足而出现病害的钢筋混凝土桥梁，同时提高其抗弯刚度；喷锚加固法适用于钢筋混凝土桥梁的裂缝病害，此种病害出现原因主要是设计方面，比如桥截面面积过小，使下缘主拉应力超过容许值。

2.2 粘贴加固技术

此种加固方法的重点在于加固材料的使用，常用的加固材料有钢板、钢筋、碳纤维布三种。加固方法具有操作简单，占有空间小，不减少桥下净空，施工工期短，消耗材料少等优点，同时还能保护桥梁的钢筋，控制裂缝与挠度。但粘贴加固对病害桥梁有一定要求，比如梁体混凝土强度、桥体表面平整度、清潔度等。例如，上海杨高路六里桥曾采用粘钢加固技术对桥梁进行加固；一些重型机械厂，常常需要运送特殊的器械，经过桥体时易超重，加之很多桥梁修建时宽度或高度不大，需要重新加固。但桥梁下部空间完全满足车辆通行需要，所以只需加固桥梁，采取纤维复合材料加固法即可。

2.3 加辅助构件加固

加辅助构件加固包括两种，即增加纵梁或横梁加固桥体。装配式钢筋混凝土桥梁的缺点之一，就是横向整体性较差，因而承载能力较低。对于装配式钢筋混凝土桥梁，使用加辅助构件加固时，只需增加横梁，加强各纵梁之间的横向联系，提高桥梁的承载能力。

3 结束语

我们对未知的事件经常不能做出百分之百的判断，比如风震、水灾、火灾或者认为撞击。虽桥梁加固技术日益纯熟，但是，不管是设计界或者者工程界，都理应不断的学习理论知识以及实践经验，最大程度上保证我们的桥梁安全。

参考文献

[1]张晶轩. 危旧桥梁加固维修技术探究[J].邯郸光太公路工程有限公司，2017.（08）

[2]唐政. 旧桥加固中体外预应力技术有效运用[J]. 中设设计集团股份有限公司，2017.（36）