既有公路橋梁病害分析及加固研究

秦云鵬

摘要：公路橋梁是公路中的重要組成部分，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各地之間的人員交流、物資運(yùn)輸日益頻繁，公路橋梁上車輛的通行密度與日俱增，大型車輛尤其是重栽車輛行駛在公路橋梁上會(huì)使得公路橋梁長期處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，從而導(dǎo)致公路橋梁出現(xiàn)各種病害。因此，做好對(duì)于公路橋梁的日常喬護(hù)檢查就顯得尤為重要，通過對(duì)公路橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)檢查，能夠?qū)窐蛄核霈F(xiàn)的病害及早發(fā)現(xiàn)并及時(shí)采取針對(duì)性的措施予以加固，從而確保公路橋梁的使用壽命。

關(guān)鍵詞：既有公路橋梁；病害分；加固

公路橋梁在運(yùn)營使用過程中，面臨環(huán)境變化和車輛超載、重載及材料性能退化等系列因素影響，出現(xiàn)不同特征的病害，這些病害一方面在橋梁的使用過程中不斷惡化，另一方面對(duì)結(jié)構(gòu)的安全使用及耐久性造成顯著影響，掌握這些病害的分布特征、形成原因、結(jié)構(gòu)危害，才能開展有針對(duì)性的施工處置方法，恢復(fù)橋梁使用性能，保障橋梁使用安全和長期性能。

1既有高速公路橋梁病害分析

1.1路面開裂

路面開裂是高速公路中最常出現(xiàn)的一種病害。行車道路面開裂病害的具體表現(xiàn)有鋪裝層脫落、縱橫向裂縫。經(jīng)過荷載試驗(yàn)測試，造成這一病害的重要因素有沖擊荷載、鋪裝結(jié)構(gòu)與承載結(jié)構(gòu)等問題。大部分橋梁的沖擊系數(shù)都不在規(guī)定值范圍內(nèi)，橋面不平整、臺(tái)后填土沉降、車輛的超速行駛、承重結(jié)構(gòu)變化等均會(huì)擴(kuò)大沖擊系數(shù)。該路段的橋梁修建時(shí)間較早，在病害、鋪裝方面的認(rèn)識(shí)有限，鋼筋的直徑過小，配筋量小承載構(gòu)件和鋪裝之間的界面連續(xù)不穩(wěn)定。車輛的沖擊荷載會(huì)因?yàn)殇佈b而破損擴(kuò)大。同時(shí)防水功能減弱之后，雨水直接與主梁接觸，侵蝕主梁中的受力鋼筋，損壞鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。此外，鋪裝的破壞可能改變原有的設(shè)計(jì)荷載分布情況，縮小了橫向剛度，造成各梁受力不均，撓度增大。

1.2橋頭跳車

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高等級(jí)公路建設(shè)取得了突飛猛進(jìn)的成績，目前，我國高等級(jí)公路建設(shè)正處“質(zhì)”與“量”并重的重要發(fā)展階段，橋頭跳車現(xiàn)象是公路建設(shè)中常見的質(zhì)量缺陷之一，也是多年來困擾公路行業(yè)的一大難題，越來越引起公路建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等部門的重視。嚴(yán)重的橋頭跳車現(xiàn)象，不僅使得行車的不舒適感大為增加，而且造成車輛大幅度減速，嚴(yán)重的跳車現(xiàn)象導(dǎo)致車輛失控而易發(fā)生交通事故。因此，如何解決高等級(jí)公路橋頭跳車問題，本文提出了一點(diǎn)膚淺的認(rèn)識(shí)，從理論與實(shí)踐上進(jìn)行了摸索和探討。

1.3表觀缺陷

表觀缺陷出現(xiàn)在混凝土構(gòu)件中，表現(xiàn)為表層蜂窩、麻面的、孔洞、坑蝕等缺陷，這些缺陷的形成是非結(jié)構(gòu)性的，主要與混凝土材料和施工質(zhì)量相關(guān)，例如，混凝土配合比不佳導(dǎo)致的混凝土坍落度不足、離析、黏合性差等，混凝土澆筑振搗過程不密實(shí)從而出現(xiàn)漏漿、黏結(jié)不力等。表觀缺陷在一定時(shí)間內(nèi)不直接影響結(jié)構(gòu)的安全和使用，但是，這些表觀缺陷為病害的發(fā)生和發(fā)展提供了契機(jī)，例如，形成氯離子侵蝕通道而加快鋼筋銹蝕、混凝土碳化、橋體開裂等，因而需要引起足夠重視，在短時(shí)期內(nèi)進(jìn)行修補(bǔ)和加固。

2既有公路橋梁病害加固技術(shù)

2.1裂縫的處理加固措施

首先，需要將裂縫標(biāo)識(shí)出來，利用角磨機(jī)將裂縫周邊的雜物打磨干凈，同時(shí)利用丙嗣（如有油澤等）將裂縫兩側(cè)20cm～30cm邊緣處擦洗干凈，再利用背負(fù)式吹風(fēng)機(jī)或類似設(shè)備吹干凈松散雜物。同時(shí)，為了能夠?qū)⒒炷亮芽p中充滿膠液，同時(shí)還要確保壓力，并且確保漿液不產(chǎn)生外滲，就需要利用化學(xué)膠液摻入滑石粉拌和成的膠泥將灌漿嘴間隔30cm-50cm粘貼在縱向裂縫處，并且使用這種膠液對(duì)灌漿嘴和裂縫表面進(jìn)行封閉，在6h后進(jìn)行封口膠固化。其次，進(jìn)行壓氣試驗(yàn)，在化學(xué)膠液封閉帶硬化后進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，氣壓控制在200kPa-400kPa，對(duì)漏氣部位再次進(jìn)行封閉，待完成后采用超聲波或鉆孔取樣檢查裂縫飽滿情況。

2.2用換填法加固橋面，預(yù)防橋頭跳車

在軟弱地層上鋪設(shè)墊層，作為人工填筑的持力層。同時(shí)將結(jié)構(gòu)物基底壓力擴(kuò)散到下臥軟土地層中，使其應(yīng)力減少到下臥層的許可承載力范圍以內(nèi)，從而滿足地基穩(wěn)定性的要求，同時(shí)由于墊層材料的壓縮性低于天然的軟粘土層，采用墊層法也可減少地基的沉降量，墊層材料可分柔性材料和剛性材料。柔性材料包括砂土，碎石、石渣、煤灰，礦渣等，剛性材料包括木材墊層，金屬墊層，合成樹脂墊層等。砂、礫石，碎石或石渣等無粘性土是最常采用的墊層材料，因?yàn)檫@類土的強(qiáng)度大，壓縮性小，透水性良好，比較容易使之密實(shí)，且在不少地區(qū)料源豐富，價(jià)格便宜。該法適用與淺層軟土地基的處理，由于該方法施工簡便，在公路建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛。

2.3混凝土缺陷處理

對(duì)于主梁及下部結(jié)構(gòu)存在的蜂窩、麻面、混凝土剝落、掉塊、缺損、凹陷等缺陷，首先將缺陷部位表層的松散混凝土全部鑿除，露出新鮮混凝土，然后利用人工除銹的方法對(duì)缺陷部位的外露鋼筋除銹，并將混凝土表面清理干凈，最后利用聚合物混凝土（或聚合物砂漿）對(duì)缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)。

2.4既有橋梁結(jié)構(gòu)的CFRP加固法

CFRP材料作為一種新型的材料，以其高強(qiáng)度、輕質(zhì)、耐腐蝕等特點(diǎn)得到了廣泛的運(yùn)用。其主要做法是利用黏結(jié)劑將CFRP材料黏結(jié)在加固結(jié)構(gòu)的表面來提高加固結(jié)構(gòu)的抗彎能力。盡管該方法加固效果較明顯，而加固工期短、成本低，但該方法的缺陷也和黏鋼加固一樣，存在提前剝離破壞的問題。當(dāng)前，CFRP材料加固技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外得到了廣泛的運(yùn)用，其加固形式也演變了不同形式，如外貼CFRP材料，內(nèi)嵌CFRP板，內(nèi)嵌CFRP半條，甚至給CFRP材料施加預(yù)應(yīng)力來提高橋梁的承載力等。橋梁結(jié)構(gòu)加固方法也是由復(fù)雜多變的環(huán)境決定的，因此需要針對(duì)加固橋梁的具體情況進(jìn)行橋梁加固方法的研究分析，結(jié)合施工環(huán)境等外界條件，選擇合理的加固方法。

綜上所述，高速公路橋梁建筑施工是一項(xiàng)技術(shù)性極強(qiáng)的工程，關(guān)系重大，因此，應(yīng)當(dāng)做好技術(shù)控制，杜絕一切危險(xiǎn)的發(fā)生，保證為順利推進(jìn)城市化建設(shè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。