橋梁的主要病害及加固方法

潘松旭

（遼寧科杰公路工程監(jiān)理有限公司，遼寧 盤(pán)錦 110122）

1 橋梁病害形成的原因

由于作用荷載的隨機(jī)性、材料強(qiáng)度的離散性、制造與施工質(zhì)量的分散性、計(jì)算假定的近似性，致使在長(zhǎng)期使用過(guò)程中橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害，其具體原因如下：原設(shè)計(jì)荷載偏低，交通發(fā)展后車(chē)輛荷載增大，橋梁因承載能力不足而產(chǎn)生病害；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在缺陷，如采用橋型結(jié)構(gòu)不當(dāng)、設(shè)計(jì)假定不盡合理；橋梁施工質(zhì)量差，未按設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)程實(shí)施；不重視橋梁后期養(yǎng)護(hù)工作，沒(méi)有及時(shí)消除己產(chǎn)生的病害；洪水等自然災(zāi)害使橋梁產(chǎn)生損壞；地質(zhì)條件差，如滑坡、軟基等導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生病害。

2 橋梁存在的常見(jiàn)病害

2.1 主拱圈裂縫病害

主拱圈中波縱向裂縫，檢查時(shí)常發(fā)現(xiàn)各孔中波波頂均存在縱向裂縫，肋、波連接處裂縫，各孔拱波與拱肋連接處大部分均發(fā)生裂縫，拱肋裂縫，各孔拱肋均有橫向裂縫，有不少是U形裂縫，這些裂縫多發(fā)生在拱頂前后10m左右范圍內(nèi)，橫系梁裂縫。

2.2 鋼筋銹蝕病害

鋼筋發(fā)生銹蝕時(shí)，銹蝕部分的體積可膨脹至原來(lái)體積的10倍以上，從而對(duì)周?chē)炷列纬蓴D壓，造成混凝土開(kāi)裂、剝蝕、使截面有效尺寸減小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力下降，銹蝕剝蝕，使截面有效尺寸減小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力下降。銹蝕的直接后果是鋼筋斷面面積減小，對(duì)于以鋼筋作為抗彎能力。鋼筋銹蝕還會(huì)降低混凝土對(duì)鋼筋的握裹力，銹蝕物外流，在結(jié)構(gòu)表面形成銹跡，影響結(jié)構(gòu)美觀。

2.3 墩臺(tái)基礎(chǔ)病害

橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)在常年使用過(guò)程中，除了承受上部構(gòu)造荷載外，還將承受土壓力，風(fēng)力，流水壓力，冰壓力和浮力等等各種力的作用。另外，自然界各種因素的影響作用，以及由于過(guò)橋車(chē)輛的日益重型化，墩臺(tái)基礎(chǔ)經(jīng)常受到過(guò)重荷載的作用，因此，橋墩臺(tái)將會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞。

2.4 主梁裂縫及主梁變形病害

主梁裂縫多發(fā)生在錨跨中部（正彎矩區(qū)）梁的下緣及懸臂梁根部（負(fù)彎矩區(qū)）上緣，后者大都貫穿整個(gè)車(chē)行道翼板。此類(lèi)裂縫顯然是由于大量重車(chē)通過(guò)使梁的受拉區(qū)開(kāi)裂，屬正?，F(xiàn)象。但由于負(fù)變矩區(qū)裂縫在上面，雨水易從裂縫滲入梁內(nèi)，引起鋼筋銹蝕及砼強(qiáng)度降低。

3 公路橋梁加固的方法

3.1 橋面鋪裝加固

如果是局部破損，將破損處表面鑿毛清理干凈后涂刷同標(biāo)號(hào)的水泥砂漿或其它粘結(jié)材料，然后鋪筑一層水泥混凝土鋪裝層。如果橋面板的碎損特別嚴(yán)重，必須將原有的行車(chē)道鋪裝全部拆除清理干凈后重新澆注混凝土橋面板。如有需要，錨入適量短鋼筋，配置1～2層鋼筋網(wǎng)。或者在舊有橋面板上重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)層。此方法既能修補(bǔ)已出現(xiàn)裂縫、剝離等損壞的橋面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗彎能力，改善鉸結(jié)梁板的荷載橫向分布，從而提高橋梁的承載能力。

3.2 伸縮縫的維修加固

伸縮縫應(yīng)注意日常保養(yǎng)，若有損壞或功能失效，應(yīng)依據(jù)缺陷程度確定是進(jìn)行部分修補(bǔ)、部分更換還是全部更換。若鋪裝層破壞后，應(yīng)鑿除重新鋪筑，鑿除破損部位應(yīng)劃線(xiàn)切割（或鑿），清除舊料后再澆筑新面層。若材料老化、斷裂、變形、不能正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)及時(shí)拆除并更換新型伸縮縫。

3.3 粘貼碳纖維增強(qiáng)塑料加固法

采用專(zhuān)門(mén)的樹(shù)脂將碳纖維粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)受拉表面，碳纖維與原結(jié)構(gòu)形成新的受力整體，碳纖維與鋼筋共同承受荷載，降低了鋼筋應(yīng)力，從而使結(jié)構(gòu)達(dá)到了加固和補(bǔ)強(qiáng)效果。

3.4 橋下部結(jié)構(gòu)加固法

橋臺(tái)特別是高度較大的橋臺(tái)，受行車(chē)荷載和土壓力作用，常見(jiàn)病害有橋臺(tái)開(kāi)裂、突起，翼墻外崩、開(kāi)裂、錯(cuò)位等。對(duì)于跨徑較小、水流不大的石拱橋，可采用在橋跨內(nèi)加鋼筋混凝土框架進(jìn)行加固。

3.5 使用漸變混凝土樁減少路堤沉降

使用漸變混凝土樁是根治橋頭跳車(chē)的有效方法，漸變的含義是指逐漸改變橋頭引道下沉的方法，將高差突變斷面的無(wú)窮大縱坡變?yōu)橛邢薮罂v坡，使行車(chē)變得舒適?；炷翗妒菍⒙坊矫鎯?nèi)承受荷載轉(zhuǎn)為豎截面內(nèi)承受荷載的手段，即原來(lái)由路基承受荷載轉(zhuǎn)換為混凝土樁承受荷載的手段。

3.6 采用加筋土橋臺(tái)

土工格柵之所以能用于橋頭跳車(chē)處理，是利用了格柵變形的連續(xù)性及其高強(qiáng)、高彈、大變形特性，將交通荷載及上部土體的自重荷載部分地傳遞到橋臺(tái)，并將荷載擴(kuò)散到一個(gè)較大的范圍，從而降低對(duì)其下部土體的壓力，減小臺(tái)背填土的總沉降量，并將臺(tái)背與填土交界部位的階梯狀沉降變?yōu)檫B續(xù)漸變沉降。

3.7 采用橋頭搭板減少橋頭跳車(chē)

設(shè)置搭板可以使在柔性路堤產(chǎn)生較大沉降逐漸過(guò)渡到剛性橋臺(tái)上，使車(chē)輛通過(guò)時(shí)的跳躍現(xiàn)象大為減少，橋臺(tái)搭板長(zhǎng)度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)路基的容許工后沉降值計(jì)算，常取3-15米，一般為6-8米，當(dāng)橋頭引道為剛性路面時(shí)，搭板的縱坡可采用與路面設(shè)計(jì)縱坡平行方式（稱(chēng)平置式搭板）；而當(dāng)引道為柔性路面時(shí)，則搭板的遠(yuǎn)臺(tái)端常置于路面面層與基層之間（稱(chēng)斜置搭板）；為避免二次跳車(chē)，還可設(shè)置變厚式埋板，即在搭板的尾端加設(shè)一段淺埋的變厚度板，長(zhǎng)約3-5米，使路面剛度向路堤方向漸變。

3.8 保證橋頭的自然沉降期

從施工開(kāi)始要求所有橋涵臺(tái)后路基范圍內(nèi)不容許做堆料場(chǎng)、材料加工場(chǎng)地等，橋臺(tái)立柱澆筑達(dá)到強(qiáng)度或涵洞蓋板安裝完畢就開(kāi)始臺(tái)背填土，盡量增加橋頭填土的自然沉降期。合理確定工期，根據(jù)路基土的力學(xué)性質(zhì)和有關(guān)資料顯示，路基第一年要完成全部沉降的70%-80%，三年內(nèi)完成90%，所以從施工工期上在路面基層施工前應(yīng)保證有1年的自然沉降期。

4 公路橋梁加固的重要性

4.1 在公路橋梁使用期間內(nèi)，任何橋梁都會(huì)成為舊橋

早期修建的橋梁，由于當(dāng)時(shí)人們對(duì)鋪裝功能、病害認(rèn)識(shí)有限，往往存在配筋偏小，鋼筋直徑過(guò)細(xì)，鋪裝與承載構(gòu)件的界面連續(xù)不牢靠等問(wèn)題。由于橋梁是建在大地上的特殊產(chǎn)品，不僅受自然環(huán)境的影響（如大氣腐蝕、溫度、濕度變化等），而且還受到使用環(huán)境的影響，難以避免產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。

4.2 從經(jīng)濟(jì)上分析，橋梁加固可以節(jié)省大量投資，收到良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

4.3 同時(shí)橋梁的改造和加固，不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務(wù)水平，而且在更大程度上能夠消除交通安全隱患

從發(fā)展中分析，舊的公路橋梁加固有利于促進(jìn)橋梁建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。既滿(mǎn)足現(xiàn)代人的需求以不損害后代人滿(mǎn)足需求的能力，使經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

［1］張慶芳，張志國(guó)主編.公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].天津大學(xué)出版社，2010（7）.

［2］于紅蓮,劉慶達(dá).橋頭跳車(chē)的分析與解決途徑[J].中國(guó)公路，2005(11).