橋梁病害及維修加固分析

杜振剛（天水公路管理局武山公路管理段，甘肅天水 741300）

橋梁病害及維修加固分析

杜振剛
（天水公路管理局武山公路管理段，甘肅天水 741300）

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得人們的生活水平不斷提升，也使得日常汽車出行量增多，這造成了越來越嚴(yán)重的交通擁堵，同時也給道路橋梁的承載能力帶來了很大的挑戰(zhàn)。然而事實(shí)不止于此，如今，交通事故案發(fā)率越來越高，車輛超載、橋梁設(shè)計不當(dāng)、設(shè)施質(zhì)量不過關(guān)等問題層出不強(qiáng)，這些都嚴(yán)重影響了交通的正常運(yùn)行，使得橋梁的病害發(fā)生率上升，如果不能夠及時進(jìn)行加固防護(hù)，則會給人們的生活造成極大的威脅。

橋梁病害 維修加固 措施

1　橋梁病害的成因

導(dǎo)致橋梁病害的原因有很多，一般可以總結(jié)為以下幾種：初始設(shè)計不周、材料質(zhì)量不過關(guān)、施工操作不符合相關(guān)要求、后期維護(hù)工作不到位、外界因素的干擾等。我國的道路橋梁大多采用混凝土結(jié)構(gòu)，主要為鋼筋混凝土、素混凝土以及預(yù)應(yīng)力混凝土這三種結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)的病害原因可以從設(shè)計階段、施工階段、使用階段這三個方面來闡述：（1）在設(shè)計過程中很容易出現(xiàn)荷載計算不準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)、結(jié)構(gòu)計算錯誤、結(jié)構(gòu)構(gòu)造不規(guī)范以及規(guī)范體系不完善的問題。其原因分別為：荷載計算時用于衡量的標(biāo)準(zhǔn)較低或者出現(xiàn)漏算等失誤；在布置結(jié)構(gòu)時沒有按照實(shí)際情況確認(rèn)，使得傳力路徑復(fù)雜多變，尺寸把握不準(zhǔn)確，剛度突變等一些薄弱問題較為突出；結(jié)構(gòu)計算的設(shè)計簡圖不直觀，對于邊界的選定不恰當(dāng)，一些重要設(shè)施的變位計算錯誤。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)都有可能使得設(shè)計出現(xiàn)差錯，從而導(dǎo)致橋梁病害的發(fā)生。（2）施工階段的材料選配很重要，特別是對于水泥、集料、鋼筋質(zhì)量的把關(guān)，許多病害的發(fā)生都是因為水泥的凝結(jié)和膨脹不正常、集料中的級配不良或含泥量超標(biāo)、鋼筋的性能不符合物理學(xué)要求，從而使得最終的橋梁工程質(zhì)量不過關(guān)。其次，混凝土工程的施工也很重要，在制作過程中會出現(xiàn)配合不當(dāng)、攪拌不充分等失誤，在運(yùn)輸過程中會由于時間過長使得水分流失，澆搗時順序會出錯且速度也會把握不好，在后期養(yǎng)護(hù)工作中常出現(xiàn)因過于干燥而劇烈收縮的現(xiàn)象，這些都是在混凝土工程的施工中經(jīng)常發(fā)生且容易導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)病害的原因。施工階段還會涉及到鋼筋、模板以及其他工程的施工，如果鋼筋質(zhì)量有問題或者布置不妥當(dāng)，則會使得混凝土結(jié)構(gòu)開裂，同樣，模板的剛度、變形程度、拆模時間以及施工人員的實(shí)際技術(shù)水平也都是影響橋梁結(jié)構(gòu)的重要因素。（3）在使用階段，荷載超限、使用環(huán)境惡劣或者養(yǎng)護(hù)不合理都會造成混凝土結(jié)構(gòu)的開裂，使用環(huán)境惡劣主要表現(xiàn)為溫度變化頻率較高、存在侵蝕性的物質(zhì)如酸性物質(zhì)、鋼筋銹蝕程度嚴(yán)重，而養(yǎng)護(hù)不合理主要體現(xiàn)為忽略了必要的養(yǎng)護(hù)工作、后期鋪裝過厚等。

2　橋梁的常見病害

（1）裂縫。依照裂縫出現(xiàn)的原因可以將橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫分為兩種：外界因素導(dǎo)致的裂縫和內(nèi)在因素導(dǎo)致的裂縫。外界因素如外界溫度的影響、陽光的照射、荷載作用等。荷載作用會產(chǎn)生彎曲裂縫、剪切裂縫以及局部裂縫等狀況，例如由于彎矩作用混凝土梁底的拉伸區(qū)出現(xiàn)垂直裂縫，載荷越大，裂縫的延長速度就越快，且不斷向梁側(cè)逼近。剪切裂縫大多數(shù)出現(xiàn)在混凝土的支座處，與梁軸成一定角度，隨著載荷越大裂縫不斷向跨中發(fā)展。內(nèi)在因素導(dǎo)致的裂縫主要是指由于在施工階段的失誤和不當(dāng)操作，導(dǎo)致的因橋梁結(jié)構(gòu)本身的問題產(chǎn)生的裂縫，一般都為收縮裂縫?；炷猎谀屉A段會產(chǎn)生凝縮效應(yīng)，即水泥加入水?dāng)嚢柚篌w積會縮小。另一種情況為水分流失或蒸發(fā)后發(fā)生干縮，這兩者情況統(tǒng)稱為混凝土的收縮。實(shí)際施工中，因為外層的混凝土較先收縮，待到里層的混凝土發(fā)生收縮時會產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，致使出現(xiàn)收縮裂縫。（2）銹蝕。由于水泥水化時會產(chǎn)生堿介質(zhì)，使得鋼筋表面有一層鈍化膜，再加上混凝土層的保護(hù)，這將有效防止鋼筋受到銹蝕。然而，混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生開裂時鋼筋會外露，一旦遇水鋼筋就會受到銹蝕。受到銹蝕之后體積會發(fā)生膨脹，甚至可以是原先的十倍多，所以，初期時銹蝕部分只會出現(xiàn)一條裂縫，過一段時間就會出現(xiàn)剝落的現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會產(chǎn)生銹蝕層，這大大影響了橋梁的承載能力。（3）邊坡滑動。一般來說，橋梁邊坡的傾斜角度應(yīng)該大于地面的內(nèi)摩擦角度，這需要施工人員對其進(jìn)行支護(hù)處理，邊坡受到損壞會導(dǎo)致橋面失去著力點(diǎn)，從而使得其重心不斷偏離或者逐漸傾向邊坡。橋梁的邊坡是中空的，在重力和載荷力的作用下橋面會彎曲，這樣一來會形成對混凝土的拉伸力，最終影響橋梁的安全性與實(shí)用性。

3　橋梁的加固技術(shù)分析

大多數(shù)人對橋梁的了解有限，其實(shí)，隨著時間的推移橋梁都會發(fā)生老化，無論是外界因素還是自身因素的影響，都會改變橋梁的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致病害的發(fā)生，所以，對橋梁進(jìn)行及時加固非常重要。相比較而言，加固舊橋比新建橋梁的經(jīng)濟(jì)效益高，因此，對舊橋的加固技術(shù)越來越成為橋梁建設(shè)的焦點(diǎn)。（1）外包混凝土加固法。外包混凝土加固法一般用來增加混凝土結(jié)構(gòu)物的橫截面面積，使用這種加固方法之前應(yīng)先確認(rèn)被加固橋梁的下部結(jié)構(gòu)是否能夠承受更多的重量，或者是否能夠提供更高的承載力。一般常情況下，以加大主梁梁肋的寬度為主。這一方法對施工人員的技術(shù)要求較低，且適應(yīng)性強(qiáng)，可適用于許多小跨徑的T梁或者是一些板橋的加固。運(yùn)用此方法進(jìn)行加固之后，橋梁的剛度會有顯著的提高，其載荷能力也會有所提升，但現(xiàn)場施工的時間長，加固后的凈空面積會縮小，這對人們的生產(chǎn)和生活會產(chǎn)生一定的影響。（2）橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法。在梁頂處加鋪一層鋼筋混凝土，首先應(yīng)鑿除舊橋面，并保證其和原來的主梁形成整體，以提高主梁有效高度以及抗壓截面強(qiáng)度，從而改善橋梁的承載能力。（3）改變受力體系加固法。這種方法可以改變橋梁結(jié)構(gòu)的受力體系，并以此提高橋梁的載荷能力。例如于簡支梁處加設(shè)橋墩或者支架、將簡支梁和簡支梁進(jìn)行豎向連接，通過簡支變連續(xù)梁或者在梁下加設(shè)鋼析架等結(jié)合梁，使得梁內(nèi)應(yīng)力減小，從而提高橋梁的載荷能力。改變結(jié)構(gòu)體系的方法往往需要在橋下進(jìn)行操作，也可以通過設(shè)置永久設(shè)施實(shí)現(xiàn)，由于此方法縮小了橋下的空地面積，且施工時很可能影響汽車通行，所以需要考慮到交通情況以及橋梁的疏通能力。然而，這一方法的加固效果相對較好，因此常用來解決超重車輛的臨時性通行，超重車量通過之后，臨時支撐則隨即拆除。

4　結(jié)語

最近幾年，在橋梁維修加固工作上，容易出現(xiàn)一些不平衡現(xiàn)象。

因為在高等級公路中，橋梁占有較大的比重，但是這種高等級公路卻是剛建成的，所以其維修加固的時間相對較晚。目前我國的橋梁病害主要集中于低等級橋梁中，這些橋梁雖然規(guī)模不大但是數(shù)量較多，因而橋梁加固任務(wù)繁重。再加上最近幾年我國新建橋梁技術(shù)的發(fā)展加快，橋梁養(yǎng)護(hù)維修與加固技術(shù)顯得相對落后。由此可見，加強(qiáng)對橋梁的養(yǎng)病害處治、維修加固技術(shù)的研究具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

［1］帥長斌，呂任東，馮曉平.公路橋梁結(jié)構(gòu)可靠性自動評估系統(tǒng)的研究［J］.交通與計算機(jī)，2000（06）：6-9.

［2］廖海峰，黃德義.混凝土橋梁的檢測技術(shù)及其新發(fā)展述論［J］.武漢交通管理干部學(xué)院學(xué)報，2000（04）：28-30.