公路桥梁病害成因与加固技术研究

闻龙

摘要：近些年，我国的交通行业在社会发展下不断进步。现阶段，桥梁病害对桥梁结构造成巨大破坏，影响桥梁外观质量，降低桥梁承载能力，严重影响桥梁的使用功能。随着我国交通运输事业的迅速发展，交通量日益增大，因车辆超载偏载而造成的交通事故越来越多。综合以上原因，对桥梁病害进行修复和加固是未来工程技术人员研究的重点。本文针对不同桥梁类型，阐述了病害产生的原因及维修加固方法，希望可以为同类桥梁的修复与加固提供一些经验和参考。

关键词：公路桥梁;病害;加固

引言

桥梁作为高速公路的重要组成部分，其工程建设在高速公路修筑中占有重要地位。经过长期运行，高速公路桥梁会出现各类病害，如裂纹、渗水、基础下沉及桥墩倾斜等，桥梁病害的出现给高速公路的运行安全带来威胁。因此，如何预防和处治高速公路桥梁常见病害是高速公路养护中需要解决的重要问题。本文将对高速公路桥梁常见病害进行分析，并针对性地提出相关养护措施。

1公路桥梁病害及形成原因分析

1.1桥头跳车

因为对公路桥梁的需求极为迫切，所以在工程结束后没有进行严格系统的质量验收，存在的问题未被发现，在通车一段时间后产生桥头跳车的现象，降低了公路路面通车效率，威胁到驾车人员的人身安全。其原因有3点。1）雨季频繁降水，路面防水能力不足，使路面雨水透过缝隙向下渗透，软化了路基填土。在雨水下渗的过程中路基部分区域出现部分流失的情况，使路面下方的路基变得更为松软，桥头路基也会在此过程中不断下沉，可能出现跳车现象。2）填土压实程度不足，没有达到施工规范标准，在车辆荷载作用一段时间后，导致路面下降，由此出现跳车现象。3）锥坡与桥头周围地基是否按照方案建设要求处理，也是影响路面通车效果的重要因素。如果工程施工地点周围地区没有按照要求处理，在外界压力作用下会逐渐使桥头路面下沉，由此出现跳车现象。

1.2下部结构病害

盖梁及墩柱存在裂缝、水蚀、混凝土剥落病害。全桥共发现15片盖梁存在竖向及水平裂缝共计55条，总长51.1m，宽0.07～0.3mm。其中，超限裂缝（0.3mm）8条，总长5.6m。盖梁竖向裂缝集中分布在墩柱顶处盖梁上部，部分竖向裂缝在盖梁中部。墩柱顶处盖梁竖向裂缝均位于盖梁上部，呈上宽下窄向下发展，个别裂缝竖向通长。盖梁中部竖向裂缝均位于盖梁下部，呈下宽上窄向上发展，存在明显受力裂缝特征。其余位置裂缝开展无明显规律。桥梁墩柱存在宽0.08～0.2mm的环向裂缝，网状裂缝4处，总病害面积约6.6m2。经检查发现有6片盖梁存在锈胀、混凝土剥落的现象，总病害面积约11.66m2;墩柱及盖梁约有20.61m2面积存在水蚀、混凝土剥落的现象。

2不同桥型病害成因与加固技术

2.1混凝土梁桥病害成因与加固

钢筋混凝土及预应力混凝土梁桥在我国公路桥梁中使用较普遍，其上部结构主要病害为主梁裂缝，例如箱梁顶底板裂缝、腹板斜向裂缝。T梁的腹板裂缝、翼缘板裂缝及底板裂缝。其产生原因包括混凝土徐变造成的预应力损失，导致预应力减小，超载车辆导致开裂，横向配筋不足，腹板设计厚度不足，同时箍筋配置过少，没有设置抗剪的弯起预应力钢束，施工张拉控制不足造成预应力损失等。

目前针对上述病害常用的加固方法有粘贴钢板和碳纤维布加固技术，或者采用施加体外预应力加固。粘贴钢板加固是采用环氧树脂系列粘结剂将钢板粘贴在钢筋混凝土结构的受拉区或薄弱部位，使之与结构物形成整体，通过钢板与原结构物的共同作用，改善原结构物的应力状态，限制裂缝进一步发展，提高桥梁的承载力，达到补强效果;碳纤维布加固原理是将抗拉性能良好的FRP布用树脂类粘结胶粘贴在混凝土结构表面，使其与原结构形成整体，在荷载作用下共同受力、共同工作可以有效提高被加固构件的承载力，包括抗弯、抗剪及抗震能力。粘贴碳复合纤维材料加固对原结构应力分布几乎没有改变，保证了原有结构的受力状态。但粘贴碳纤维复合材料在桥梁加固中不宜使用过多，如果过多可能会引起混凝土突然脆性破坏，桥梁的受力结构改变。体外预应力加固是运用预应力原理，通过布置预应力筋对原梁体主动施加外力，以改善原结构受力状况的加固方法。对于钢筋混凝土或预应力混凝土梁桥，采用此方法使其产生与原桥的不利弯矩方向相反的轴力和弯矩，可以抵消部分自重应力，起到卸载作用。相对于粘贴钢板和碳纤维布加固方法，该方法自重增加很少，却能改善和调整原结构受力状态，提高梁体刚度和抗裂性能，可大大减小交通损失和维护费用。其缺点是体外预应力筋无保护措施，易在火灾下失效;转向和锚固装置因承受较大且复杂应力，易产生局部裂缝等损伤;锚固失效意味着预应力丧失，所以锚具防护要求高;体外预应力在极限状态下可能因延性不足而产生没有预兆的失效。

2.2公路桥梁空心板结构病害处理措施

公路桥梁空心板结构病害处理时，首先应对其产生原因进行分析，以便选择合理的处理措施，如：桥梁空心板出现积水时，应对桥梁空心板钻排水孔，将积水及时从空心板结构中排除，防止长时间积水对桥梁结构造成破坏;当T型梁出现纵向开裂时，应采取水泥灌浆方式进行养护维修。当空心板的铰缝处出现脱落、渗水或损坏等病害时，应对桥梁病害处进行合理的加厚处理;当桥梁空心板结构出现较大的病害时，应及时对其进行更换，以保证桥梁安全。

2.3下部結构质量管控要点

1）墩台施工质量控制。墩台施工应该将工作的重点放在承台、墩身和测量定位的连接处理上。墩台施工质量控制需要确定桥台钢筋埋藏地点的设置方式是否科学，墩身模板安装前让工作人员完成放样测量工作，提高测量结果的准确性，保证测量值误差在允许范围内。在此基础上重点关注墩身、承台连接部位的施工情况，完成连接部位的加固工作，在浇筑混凝土前清理相关部位，并根据混凝土的土质情况倾倒一定量的水，养护混凝土，为后期浇筑工作的进行提供基础。选择钢筋垫块位置必须考量钢筋密实度、强度和耐久度等参数，确保相关参数与图纸要求一致。确定钢筋保护块位置后，还应该完成后期养护工作。2）盖梁施工质量控制。墩台建设必须严格遵守施工建设要求，在墩台上端安装横梁，起到传递和支撑桥梁荷载的作用，协调模板安装、钢筋捆绑、施工放样、养护等程序，保证相关工作可以达到建设标准，相关工作结束后拆除保护板，由验收人员处理。确定模板上端主筋位置，要求各部门按照文件工序要求作业，对工作进行动态监管，吊装与拼装工作在钢筋骨架进展到一定程度后进行。

另外，使用胶带处理侧膜部分的接缝，提高侧模位置的准确度，将混凝土与拉杆维持在安全距离。模板内部的拉杆与内部支撑摆放在同一水平面上，结合实际工况调整模板，并完成加固处理，如果相关工作处理不到位会增大后期施工质量控制的难度，容易出现混凝土裂缝问题。另外，拆除模板时必须将混凝土强度控制在2.5MPa之上，防止模板拆除作业破坏混凝土结构。

结语

桥梁维修加固作为新技术在针对我国目前多发的公路桥梁病害及交通事故中应用前景广泛，但维修加固技术还有待探索和提高。在实际工程加固中，应反复验证和试验，在经济、安全、可靠的基础上，完善桥梁加固技术，提高国家经济效益和人民利益，这为交通强国的实现有着积极作用。

参考文献

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[2]魏洋，端茂军，李国芬.桥梁检测评定与加固技术[M].北京：人民交通出版社，2019.

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