對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)病害與加固措施的分析與研究

王乙存 孟雙

【摘要】道路橋梁是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障，其對(duì)于生產(chǎn)生活的作用是不可替代的。道路橋梁結(jié)構(gòu)病害對(duì)于道橋安全是一種威脅，也是對(duì)人們生產(chǎn)生活的一種威脅。因此，對(duì)于結(jié)構(gòu)病害加固研究十分有意義。

【關(guān)鍵詞】道路橋梁；結(jié)構(gòu)病害；加固措施

由于我國(guó)社會(huì)的科技的不斷發(fā)展，對(duì)道路橋梁的要求越來(lái)越高，很多在上世紀(jì)建設(shè)的橋梁多存在這樣或那樣的問(wèn)題，所以對(duì)道路橋梁的病害問(wèn)題進(jìn)行有效的預(yù)防與管理，是我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)管理中的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)橋梁病害問(wèn)題進(jìn)行有效的預(yù)防與管理，可以有效的提成橋梁的安全性能與經(jīng)濟(jì)性能。但是就我國(guó)目前的道路橋梁管理現(xiàn)狀來(lái)講，還存在著諸多的問(wèn)題與不足，所以需要逐步加強(qiáng)道路橋梁的管理與完善，確保在預(yù)防與管理的各環(huán)節(jié)都做到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，使我國(guó)的道路橋梁病害可以得到及時(shí)的解決，使我國(guó)的道路橋梁的預(yù)防管理更加完善，切實(shí)滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況。同時(shí)可以通過(guò)對(duì)道路橋梁病害的管理與控制，可以進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展。

一、道路橋梁施行加固的必要性

公路橋梁的加固是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益提升的有效措施施橋梁道路在建設(shè)過(guò)程中需要投入大量的資金屬于投資巨大的工程，橋梁加固技術(shù)的科學(xué)使用能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)費(fèi)的有效節(jié)約，并且橋梁加固技術(shù)在后期橋梁的維護(hù)中也會(huì)顯著降低維護(hù)的成本，延長(zhǎng)橋梁的使用時(shí)間，因此橋梁道路加固技術(shù)的使用能夠獲得很好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益不僅如此臺(tái)理的加固技術(shù)也能夠極大地減少重建所需的工程費(fèi)用。

二、常見的典型道路橋梁病害

（一）地基不均勻性沉降導(dǎo)致的病害

當(dāng)?shù)罉虻鼗l(fā)生不均勻沉降時(shí)，路橋整體的鋪裝層、承載結(jié)構(gòu)等部位將被破壞，進(jìn)而導(dǎo)致橋體出現(xiàn)裂縫、跳車等現(xiàn)象，更嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)路橋面整體坍塌或損壞事故。

（二）路橋面的鋪裝層出現(xiàn)裂縫

在路橋施工過(guò)程中，由于環(huán)境溫度的不斷變化導(dǎo)致鋪裝層冷熱不均出現(xiàn)裂縫；正常行駛的車輛遇到緊急剎車、車輛嚴(yán)重超載等現(xiàn)象，會(huì)對(duì)路橋鋪裝層帶來(lái)磨損、擠壓、過(guò)載壓力作用，在這些因素的長(zhǎng)期反復(fù)作用下，橋面鋪裝層便會(huì)出現(xiàn)裂縫；在道橋施工過(guò)程中，如果沒有合理地確定混凝土的配合比，再加之在混凝土的養(yǎng)護(hù)期間，沒有合理控制混凝土的初凝時(shí)間，都會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

（三）承載粱的端頭局部出現(xiàn)損壞

路橋承載結(jié)構(gòu)梁端頭損壞是非常容易出現(xiàn)的一種質(zhì)量事故，其損壞的主要表現(xiàn)形式是梁端頭的伸縮縫變形或損壞，而一旦出現(xiàn)損毀情況，就很難對(duì)其開展修復(fù)工作。一般情況下，導(dǎo)致梁端頭局部發(fā)生損壞的原因主要有三點(diǎn)：橋梁在設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)錯(cuò)誤，特別是在對(duì)伸縮縫進(jìn)行計(jì)算時(shí)，產(chǎn)生的誤差較大。而在施工完成后，便無(wú)法經(jīng)受交通車輛載荷的反復(fù)施壓，遂引起伸縮裝置的失靈；施工中出現(xiàn)錯(cuò)誤。在橋梁的施工階段，施工人員要重點(diǎn)監(jiān)控橋梁端頭伸縮縫的施工質(zhì)量，如果出現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)進(jìn)行處理，否則在橋梁的后續(xù)使用期內(nèi)，橋梁將會(huì)出現(xiàn)損壞；使用階段缺乏養(yǎng)護(hù)。

（四）路橋的剝蝕問(wèn)題

路橋發(fā)生剝蝕主要是其所處地理環(huán)境和人為因素的影響。例如路橋鋪裝層表面出現(xiàn)蜂窩面、掉皮或者整體性的剝落等現(xiàn)象。路橋出現(xiàn)剝蝕現(xiàn)象不僅對(duì)其整體外觀性帶來(lái)影響，還會(huì)導(dǎo)致包裹其中的鋼筋裸露，加速路橋整體結(jié)構(gòu)的腐蝕和老化速度。

（五）混凝土碳化問(wèn)題

橋梁混凝土碳化現(xiàn)象主要是自然因素導(dǎo)致的?；炷脸煞种泻袣溲趸}成分，它會(huì)與空氣中的二氧化碳產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鈣，進(jìn)而降低混凝土的PH值。而一旦混凝土的PH值下降，混凝土不僅不會(huì)對(duì)未經(jīng)防腐處理的加強(qiáng)鋼筋提供保護(hù)，還會(huì)對(duì)鋼筋造成腐蝕，從而大幅降低路橋的使用壽命，對(duì)橋梁的安全使用帶來(lái)隱患。

三、常用的路橋結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

（一）直接加固法

增加截面加固法 對(duì)橋梁受彎構(gòu)件的承壓區(qū)域進(jìn)行混凝土澆筑加固，以此種方法不僅可增加該承壓區(qū)域的截面積和高度，在力學(xué)方面還提升了整座橋梁的剛度，包括橋梁正截面的抗彎能力和斜截面的抗剪能力。該施工方法在對(duì)橋梁進(jìn)行加固作業(yè)時(shí)，具有工藝方法簡(jiǎn)單、施工技術(shù)比較成熟、適應(yīng)性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在涉及橋梁墻體、粱、柱、板等加固方面可采用此加固法。

1、混凝土置換加固法

這種加固技術(shù)主要是針對(duì)橋梁承壓區(qū)域中，有質(zhì)量缺陷或強(qiáng)度較低的柱或粱等承重構(gòu)件的加固。采用這種方法進(jìn)行加固的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)，就是在完成加固作業(yè)后，對(duì)建筑物的凈空不會(huì)構(gòu)成影響。缺點(diǎn)是即使對(duì)橋梁承壓區(qū)域的缺陷柱或梁進(jìn)行了加固，但仍然存在濕作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題。

2、外包裹型材加固法

這種加固技術(shù)就是將鋼板或型材，采用包裹或粘接等措施，固定于需要進(jìn)行加固處理的構(gòu)件周圍。比如在加固混凝土的結(jié)構(gòu)件時(shí)，通常采取濕式外包加固技術(shù)，此方法在在施工過(guò)程中，選取的型鋼會(huì)通過(guò)環(huán)氧樹脂灌漿技術(shù)，粘接至需要加固處理的構(gòu)件周圍，生成一個(gè)整體，以實(shí)現(xiàn)加固構(gòu)件的目的。在完成加固措施后，承壓結(jié)構(gòu)在型鋼與被加固件的共同作用下，其受壓和受拉的截面積有了明顯改善，橋梁整體剛性和正截面的承載能力也得到了提高。該方法的優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單、受力可靠、作業(yè)工作量小等，缺點(diǎn)是在加固時(shí)要采用比較多的鋼材。

3、外包裹纖維塑料加固法

此種方法與外包裹型材加固法類同，只是將有一定剛度的增強(qiáng)復(fù)合材料，包裹并粘貼于需要進(jìn)行加固處理的加固件的受拉區(qū)域，形成受壓、受拉共同體，以此增強(qiáng)加固構(gòu)件的整體承載能力。此種加固技術(shù)不僅具備了型材加固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，還具有抗潮濕、耐腐蝕、重量輕、施工維護(hù)費(fèi)低等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是施工階段要設(shè)置防火措施。這種加固技術(shù)主要適用于混凝土構(gòu)件承受多種受力形式的情況。

（二）間接加固法

1、預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固法是針對(duì)混凝土受彎構(gòu)件的加固方法?；炷潦軓潣?gòu)件，在預(yù)應(yīng)力及新增外部載荷的共同作用下，在拉桿的內(nèi)部會(huì)生產(chǎn)軸向力，并由拉桿端錨固偏心傳至構(gòu)件，對(duì)構(gòu)件形成偏心壓力。在該作用力的作用下，外載荷對(duì)構(gòu)件的影響將會(huì)明顯降低，進(jìn)而使構(gòu)件的整體抗彎承載能力、斜截面的抗剪承載能力得到提高。此外，通過(guò)這種壓力的傳遞方式，可以強(qiáng)化構(gòu)件的整體性能，對(duì)混凝土的裂縫發(fā)育有一定控制和緩解作用。鋼筋混凝土構(gòu)件在完成預(yù)應(yīng)力下?lián)卫瓧U加固后，便與被加固構(gòu)件形成一個(gè)超靜定結(jié)構(gòu)體系，在預(yù)應(yīng)力和外載荷的共同作用下，拉桿產(chǎn)生的軸向力便通過(guò)構(gòu)件結(jié)點(diǎn)傳遞至被加固件，改變了被加固件的截面內(nèi)力特征，抵消了部分外載荷的作用，進(jìn)而提高被加固構(gòu)件的整體承載性能。

2、增加支撐點(diǎn)加固法

增加承壓構(gòu)件的支點(diǎn)可減小構(gòu)件的跨度距離，降低其作用在被加固構(gòu)件上載荷作用，進(jìn)而提升構(gòu)件整體的承載性能。該加固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是容易對(duì)路橋的原有結(jié)構(gòu)形式及使用功能造成破壞。

3、輔助結(jié)構(gòu)件加固法

該加固技術(shù)主要是采用輔助構(gòu)件如鋼筋混凝土梁、鋼桁架、型鋼等結(jié)構(gòu)件，部分或全部承載被加固結(jié)構(gòu)件的所受作用力。橋梁承壓構(gòu)件在經(jīng)過(guò)這種方法加固后，其支座附近截面積將會(huì)明顯增加，被加固構(gòu)件的整體承載性能也會(huì)得到明顯改善。

總之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及技術(shù)的不斷更新，采用先進(jìn)的技術(shù)對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)病害進(jìn)行加固不僅能夠保障道橋的安全使用，更能促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王穎瑋，張志金.對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)病害與加固措施的分析與研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，06

[2]李洪義.道路橋梁結(jié)構(gòu)病害與加固的相關(guān)思考[J].城市建筑，2012，15

[3]韓國(guó)良.道路橋梁結(jié)構(gòu)病害及加固流程、技術(shù)設(shè)計(jì)分析[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2010，12