旧桥病害原因分析及加固技术运用

崔景岩 ，许晓建

（1.中咨公路养护检测技术有限公司，北京100089；2.中国公路工程咨询集团有限公司，北京100089）

1 旧桥病害的产生原因

1.1 车辆超载

随着我国经济建设的不断发展，各种建筑工程相继涌现。建筑工程的发展必然离不开运输行业的贡献。在运输行业中,超载现象非常严重，加之公路桥梁的使用年限较长，公路桥梁的承载力便会随着使用年限的延长而降低，再加上大量的超载车辆带来的荷载，致使公路桥梁的使用寿命等都在迅速缩短。

1.2 自然腐蚀

桥墩基础通常埋藏较深，而被埋藏的部分桥墩与基础时间长了会受到流水以及土壤的侵蚀等，长期的各种侵蚀会造成桥墩以及基础结构中的钢筋发生碱硅、锈蚀等腐蚀现象，进而导致内部结构损坏，桥墩会因承载力不足而产生裂纹，致使桥梁中混凝土的碱度也有效降低，而混凝土的碱度就如同桥梁的保护膜，当桥梁中混凝土的碱度被降低时，桥梁也便失去了保护膜，桥梁中的很多构造也逐渐被腐蚀，进而严重影响了桥梁的稳定性以及安全性等。

1.3 混凝土构件的裂缝

桥梁建设中大部分的混凝土构件由于在施工过程中受到水泥质量、配比、气温等因素的影响，容易产生裂缝。桥梁裂缝根据成因分为荷载裂缝和非荷载裂缝。桥梁结构产生裂缝后，空气中的二氧化碳和水分很容易通过裂缝侵入混凝土结构内容，从而腐蚀钢筋，使混凝土保护层脱落，削减结构的承载力，对行车安全性极为不利。

2 旧桥加固的基本原则和特点

2.1 旧桥加固的基本原则

旧桥加固应遵循以下4 点原则：

1）旧桥的加固必须立足于旧桥的原始结构以及当下旧桥检测报告的基础，只有对旧桥进行较为全面的了解，才能真正保证加固技术的科学性、合理性以及实用性。

2）旧桥的加固不能破坏旧桥的原有结构，经过加固后的旧桥的最薄弱截面应能以足够的稳定性、刚性等硬性条件承受荷载。

3）保证新结构与旧结构的结合面拥有较强的抗剪能力，进而促使新结构与旧结构的承载相同。

4）旧桥加固过程中还应遵循耐久性与小影响性原则，耐久性主要体现在结构的使用寿命上；而小影响性则体现在施工过程中对正常交通的影响。与此同时，旧桥加固施工工艺要尽可能的简单与牢固。

2.2 旧桥加固的特点

由于旧桥加固工程是在原有结构的基础上进行的，旧桥加固的方案设计、施工规划、材料选用等都要不同程度地受到旧桥原始结构、原始材料以及周围环境的影响，所以，旧桥加固具有局限性强的特点。局限性主要体现在施工空间的局限性以及使用空间的局限性，经过加固后的旧桥不仅要保证桥上的正常通行，同时还要尽可能地减小因加固而对桥下正常通行的影响。除此之外，旧桥的局限性还体现在工程资料的局限性，有些旧桥由于施工年代较为久远，很多资料都相对欠缺，针对此种情况，施工团队需要根据实际情况进行相应的承载力试验等，进而再选择相应的加固方法。

3 旧桥加固技术的应用

3.1 截面加固法

截面加固法是一种较为传统的加固方法，截面加固法施工工艺较为简单，具有很强的适用性。截面加固法的施工原理主要是选择与桥梁结构一样或近似的施工材料将桥梁构件截面的尺寸加大，同时增加对桥梁配筋进的一种加固施工方法。截面加固法的使用需要具备一定的基础条件，最主要的是桥梁的基础结构较为稳定，并且有足够的承载力，可以承载结构加固后的自重，否则无法实现加固。若桥梁基础结构不满足以上要求，可以在实施截面加固法之前先对桥梁的基础结构进行加固，再进行墩柱结构的加固。截面加固法适用于跨径较小的板式桥或者T 梁桥的加固。

3.2 预应力加固法

预应力加固法的施工原理是利用钢拉杆的外加预应力对结构的性能进行优化。预应力加固法是使用较多的一种加固施工方法，具有非常多的优势：

1）可以有效节省工期；

2）预应力加固法的实施过程中对桥梁的正常交通影响较小；

3）促使旧桥的承载能力、抗弯承载力、抗剪能力、刚度等性能都有非常大的提高；

4）促使旧桥的结构应力水平等大幅度降低；

5）预应力筋不会直接暴露在外，而是隐藏在梁体中，不仅减少了旧桥的结构损伤，而且使桥梁更加美观[1]。

3.3 改变结构受力体系加固法

改变结构受力体系加固法的原理是通过对旧桥结构受力体系的改变，促使桥梁的承载力能有效提高。改变结构受力体系加固法的具体施工操作大多是在桥下完成的，常见的施工方法有：

1）在桥梁下增加桥墩和支架的数量；

2）在桥梁下增加结合梁或钢架等，减小桥梁的内应力。此施工方法的优点是不影响桥上的正常交通，缺点是会影响桥下的交通，并且会占用桥下净空。

3.4 粘贴 FRP 加固法

粘贴FRP（纤维增强复合材料）加固法的施工材料主要是具有高强度、高弹性模量的纤维性复合材料。具体的施工方法是在旧桥结构的表面部位粘贴浸渍树脂或粘贴树脂等，促使树脂可以与旧桥结构共同受力。粘贴FRP 加固法的优点是：

1）整段施工过程中具有高强、高效的特点；

2）设计性较强，对旧桥的外观、结构等影响较小；

3）后期的养护费用、维修费用等都相对较少；

4）对桥梁结构的承重力、桥梁截面的尺寸等不会产生大的影响，同时，桥梁的净空也不会发生改变。粘贴FRP 加固法普遍适用于钢筋结构材质的中小型桥梁的修复[2]。

3.5 扩大基础加固法

扩大基础加固法的运用需要对旧桥的地基强度、地基变形等进行计算。扩大基础加固法主要适用于桥梁桩基承载力不足、刚性实体式、桩基埋深较浅的桥梁。

3.6 增补桩基加固法

增补桩基加固法的施工原则是通过对桩基周围增加预制桩或者钻孔桩的数量的方法，提高结构的承载力以及桩基的稳定性。增补桩基加固法多适用于桩基倾斜、桩基沉降、桩基埋深较浅、桩基下有软弱层等桥梁的修复。

3.7 桥面补强加固法

具体施工方法是：

1）先将旧桥的桥面进行拉毛处理，再分别凿掉旧桥的桥面以及桥面下的混凝土部分，直到桥面的钢筋露出，整个桥面需保持粗糙状，凹槽的深度保持在2 cm 为最佳。

2）对桥面进行清扫、冲洗等工作，与此同时，还要对桥面的病害处进行简单处理，再将环氧胶液胶结剂或者双组分界面剂等物质均匀地涂抹在经过拉毛处理的钢筋混凝土表面。

3）将螺杆或锚固钢筋埋设在混凝土表面。钢筋网的配置需要结合桥面的病害程度、桥面的抗病害要求等进行配置，所使用的钢筋规格应要比原始的钢筋规格略大一些。

4）进行混凝土补强层的浇筑。

4 结语

桥梁是交通设施建设过程中必不可少的工程。由于交通运输业的发展，桥梁的损耗状况也只会日益加重，因此，需要加强对桥梁的检测及日常维护等。在此过程中，桥梁加固技术的应用非常重要，合适的桥梁加固技术可以有效延长桥梁的使用寿命，保障城市经济的发展以及市民出行的便捷性和安全性。