公路橋梁病害分析及修復(fù)加固

摘 要 隨著我國交通運(yùn)輸業(yè)的大力發(fā)展，對道路橋梁提出了更高的要求，而病害卻嚴(yán)重影響了道路橋梁質(zhì)量，制約著我國交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。本文通過分析公路橋梁病害產(chǎn)生的原因及我國道路橋梁存在的主要病害，提出了一些行之有效的方法，希望可以最大限度的減少公路橋梁病害，保障行人及車輛安全。

關(guān)鍵詞 道路橋梁；病害；修復(fù)加固

中圖分類號 U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)052-0108-02

1 公路橋梁病害產(chǎn)生的原因

在公路橋梁的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮三方面的因素：

1）公路橋梁應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。設(shè)計(jì)者應(yīng)充分考慮公路橋梁將會承受的載荷情況，在保證安全的前提下，設(shè)計(jì)足夠的強(qiáng)度以承受作用于其上的重力和附加力。為了防止道路橋梁在載荷作用下產(chǎn)生過大的變形，應(yīng)確保公路橋梁各部分具有足夠的剛度；2）為了提高公路橋梁的穩(wěn)定性，避免其在受到軸向壓力時構(gòu)件發(fā)生屈曲，必須適當(dāng)設(shè)計(jì)道路橋梁各部分的尺寸大??；3）為了提高道路橋梁的經(jīng)濟(jì)型和可靠性，在設(shè)計(jì)時要盡量確保其各部分具有較好的耐久性。

在設(shè)計(jì)時，如果能充分考慮以上三點(diǎn)因素，將會提高道路橋梁的經(jīng)濟(jì)性、安全性和使用壽命，但是由于荷載的隨機(jī)性，計(jì)算假設(shè)的近似性、施工質(zhì)量的分散性、材料強(qiáng)度的離散性以及橋梁各部分的老化和疲勞累計(jì)等，隨著時間推移，道路橋梁結(jié)構(gòu)將不可避免的產(chǎn)生病害，經(jīng)過長期的分析總結(jié)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致道路橋梁產(chǎn)生病害的原因主要有：1）在設(shè)計(jì)道路橋梁時，設(shè)計(jì)人員局限于當(dāng)時的交通運(yùn)輸條件，導(dǎo)致初始設(shè)計(jì)荷載偏低。隨著我國交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，車輛的載重越來越大，道路橋梁的車流量與日俱增，加上長期以來超重超限車輛得不到有效控制，如果任由道路橋梁繼續(xù)長期過載服役，將會提前產(chǎn)生病害，威脅行人及車輛的安全；2）由于設(shè)計(jì)人員疏忽或受其它因素的影響，導(dǎo)致道路橋梁的設(shè)計(jì)方案存在缺陷與不足，增加了道路橋梁病害產(chǎn)生的概率；3）在施工過程中，施工單位沒能按照施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工，導(dǎo)致道路橋梁施工質(zhì)量差，不滿足設(shè)計(jì)要求；4）道路管養(yǎng)部門只重視道路不重視橋梁的維護(hù)保養(yǎng)工作，導(dǎo)致原本可以避免的病害產(chǎn)生；5）道路橋梁所處的地質(zhì)條件差導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生病害；6）不可預(yù)知的自然災(zāi)害（如洪水、臺風(fēng)、泥石流、暴雨等）損害道路橋梁結(jié)構(gòu)，使其產(chǎn)生病害。

2 公路橋梁的主要病害

2.1 道路橋梁的鋼筋發(fā)生腐蝕

由于包裹鋼筋的混泥土產(chǎn)生裂縫，或由于包裹鋼筋的混泥土發(fā)生碳化和剝落，造成包裹鋼筋的混泥土層變薄，部分鋼筋暴露在空氣中，在雨水、空氣等的作用下，導(dǎo)致鋼筋腐蝕、銹蝕，從而降低了橋梁的使用壽命。鋼筋被銹蝕的部分，體積會大幅度膨脹，使包裹鋼筋的混泥土受到擠壓，進(jìn)一步導(dǎo)致混泥土開裂和剝落，形成惡性循環(huán)。使得公路橋梁結(jié)構(gòu)的有效受力面積不斷減少，使橋梁的剛度、強(qiáng)度和承載力下降，嚴(yán)重威脅行人及過往車輛的安全。

2.2 道路橋梁產(chǎn)生裂縫

公路橋梁病害中最常見的是裂縫。常見的裂縫主要有主梁裂縫、橋面鋪裝開裂、墩臺身裂縫等。

1）主梁裂縫主要是由于當(dāng)前的車輛載重越來越大，車流量日益增加，道路橋梁長期處于重載下服役，主梁承受的壓力比較大，主梁的受拉區(qū)長期處于拉緊狀態(tài)，一旦拉力大于主梁的強(qiáng)度，就會出現(xiàn)裂縫。

2）橋面鋪裝開裂主要是由于橋面伸縮縫與它周圍的混泥土面不在一個水平面上，存在高低差異，在長期高頻、重載載荷的作用下，錨固混泥土發(fā)生啃邊破損，導(dǎo)致主梁的受力鋼筋發(fā)生不同程度的腐蝕，各梁板受力不均，變形較大，致使橋面鋪裝開裂。

3）墩臺身裂縫主要出現(xiàn)在道路橋梁服役的前期，多為存在于橋墩上的豎向裂縫。墩臺身裂縫主要是由于水泥、骨料存在質(zhì)量問題或混泥土澆筑不達(dá)標(biāo)引起的。

3 修復(fù)加固公路橋梁病害的措施

裂縫的修復(fù)加固：

1）采用直接封閉方法修補(bǔ)寬度小于0.2 mm的裂縫，主要采用的材料為改性環(huán)氧樹脂。如圖1所示為修復(fù)寬度小于0.2 mm的裂縫的步驟：首先利用鑿子等工具，在寬度小于0.2 mm的裂縫處開設(shè)V型槽，再利用毛刷把V型槽清掃干凈，并用水沖洗，V型槽表面清理完畢后，在V型槽中涂滿改性環(huán)氧樹脂，并對表面進(jìn)行磨平

處理。

2）對于寬度等于或大于0.2 mm的裂縫，通過注漿修補(bǔ)法對其進(jìn)行修補(bǔ)。如圖2所示為修復(fù)寬度等于或大于0.2 mm的裂縫的步驟：首先利用鑿子等工具，在寬度等于或大于0.2 mm的裂縫處開設(shè)V型槽，并確定注漿嘴位置，再利用毛刷把V型槽清掃干凈，

V型槽表面清理完畢后，安裝注漿嘴，試氣完畢后，利用注漿嘴往V型槽中灌漿，并對表面進(jìn)行磨平處理。鉸縫脫落處采用一定型號的砂漿混合膨脹劑進(jìn)行填塞和修補(bǔ)。

3）混泥土缺陷修補(bǔ)。對于深度小于25 mm，直徑小于150 mm的小坑洞，直接采用修補(bǔ)砂漿或修補(bǔ)膠進(jìn)行修補(bǔ)：首先采用毛刷把坑洞清掃干凈，并用水沖洗，坑洞清理完畢后，刷界面劑和結(jié)構(gòu)底膠，最后利用結(jié)構(gòu)修補(bǔ)膠或環(huán)氧樹脂砂漿修補(bǔ)坑洞；對于大坑洞，首先采用毛刷把坑洞清掃干凈，并用水沖洗，坑洞清理完畢后，刷界面劑和結(jié)構(gòu)底膠，再利用結(jié)構(gòu)修補(bǔ)膠或環(huán)氧樹脂砂漿修補(bǔ)坑洞，最后再貼一層復(fù)合纖維布，如圖3所示。

4 橋面的修復(fù)加固

由于原橋梁的設(shè)計(jì)不周、施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、施工材料不合格和保養(yǎng)維護(hù)不到位等原因，導(dǎo)致橋面的整體性差和橋面板碎裂，橋面裂縫逐漸增多，橋面鋼筋外露被腐蝕。這時，可以采用重新澆筑新的混泥土橋面板來對橋面進(jìn)行修復(fù)加固。重新澆筑新的混泥土橋面板就是在破除原有橋面上，重新澆筑鋼筋混凝土橋面，具體的施工方法是：先鑿除舊橋面，使其與原有主梁形成整體，再配置一定層數(shù)的鋼筋網(wǎng)，并澆筑混凝土橋面板，從而有效增加主梁的高度，提高橋梁的承載能力。利用重新澆筑新的混泥土橋面板法不僅可以修復(fù)原有橋面產(chǎn)生的裂縫和剝離層，還能增加原有梁板的有效高度改善梁板的載荷承受能力與抗彎能力，從而提高道路橋梁的強(qiáng)度、剛度和承載能力。

5 主梁的修復(fù)加固

在充分分析道路橋梁受載情況的基礎(chǔ)上，在原有鋪裝層范圍內(nèi)增加縱向受拉鋼筋，提高主梁的縱向受拉能力。另外，利用澆筑鋼纖維砼的方法對負(fù)彎矩區(qū)橋面鋪裝層進(jìn)行修復(fù)，使其與梁頂翼緣板牢牢相連，并形成一個整體。由于載荷負(fù)彎矩的作用，面砼的拉應(yīng)力趨于最大，通過在原有鋪裝層范圍內(nèi)增加縱向受拉鋼筋和澆筑鋼纖維砼的方法，可以有效提高主梁的抗拉強(qiáng)度，如果主梁的抗拉強(qiáng)度大于主梁受到的拉應(yīng)力，主梁上將不會出現(xiàn)裂縫。

6 總結(jié)

公路橋梁在保障我國交通正常運(yùn)行方面具有非常重要的作用，但隨著車輛的載重越來越大，道路橋梁的車流量與日俱增及服役時間的增長，很多道路橋梁都會出現(xiàn)或多或少的病害。如果對某些小的病害不加修復(fù)，將會演變成大病害，不僅降低了橋梁的使用壽命，還嚴(yán)重威脅行人及車輛的安全。利用公路橋梁修復(fù)加固技術(shù)，可以有效延長公路橋梁的使用壽命，促進(jìn)我國交通運(yùn)輸業(yè)又好又快發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]時娜，楊成斌，汪蓮.公路橋梁病害分析與加固[J].工程與建設(shè)，2010，2:201-204.

[2]左建春.道路橋梁結(jié)構(gòu)病害與加固研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，8:49.

[3]崔海輝.公路橋梁常見病害及加固措施淺析[J].黑龍江科技信息，2010，25:253.