高速公路橋梁病害分析及加固處治

薛海寧

青島交通工程監(jiān)理咨詢有限公司 山東青島 266000

伴隨著汽車行業(yè)的大力發(fā)展，汽車的數(shù)量也呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。在這種發(fā)展趨勢下，人們對高速公路橋梁的質(zhì)量和安全也提出了更高的要求。然而，在諸多因素的影響下，高速公路橋梁病害的存在是影響橋梁使用壽命的關鍵因素。因此，本文在總結(jié)多年工作經(jīng)驗的基礎上，重點對高速公路橋梁常見病害進行了歸納和總結(jié)，并提出了相應的加固措施，以希望為相關人員以及相關項目工程提供借鑒和參考。

1 公路橋梁常見病害

1.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)病害

在對已有運營高速公路橋梁官網(wǎng)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，高速公路橋梁上部結(jié)構(gòu)病害也是較為常見的。高速公路橋梁上部結(jié)構(gòu)病害主要表現(xiàn)為混凝土剝落露筋、鋼絞線外露、崩裂、橋梁底板大面積劃痕以及T梁橫隔板混凝土開裂等。根據(jù)不同的上部結(jié)構(gòu)形式，橋梁上部結(jié)構(gòu)的病害表現(xiàn)不同。如空心板結(jié)構(gòu)多為縱向裂縫較為普遍，且伴隨著滲水泛白現(xiàn)象；連續(xù)箱型梁受力較為復雜，其底板橫縫、縱縫較多，腹板斜45°裂縫較為普遍；T型梁結(jié)構(gòu)，受橫向分布的影響，橫隔板處多裂縫；混凝土實心板橋結(jié)構(gòu)，受汽車荷載影響，1/4跨～3/4跨多分布橫向裂縫。

1.2 伸縮縫損壞

導致伸縮縫損壞的原因主要有設計不周、設計伸縮量與實際伸縮量不符，選型不當，梁預制尺寸及橋墩施工誤差，施工破壞橡膠板造成伸縮縫處跳車的發(fā)生，反開槽施工不當，伸縮裝置施工先于瀝青混凝土路面而造成伸縮縫尾端跳車，材料選擇不恰當?shù)?。伸縮縫對橋梁結(jié)構(gòu)影響較大，伸縮縫損壞將進一步引發(fā)橋梁主體結(jié)構(gòu)的破壞，所以伸縮縫病害必須及時處理。

1.3 高速公路橋梁附屬設施病害

附屬設施病害包括橋梁支座局部脫空或完全脫空。護欄病害主要包括鋼筋銹蝕、裂縫、起皮以及混凝土剝落等。橋梁毛勒伸縮縫病害包括型鋼斷裂、混凝土破損、橡膠條破損等。橋頭搭板沉陷多為搭板斷裂，引起路面沉陷病害。

1.4 鋼筋銹蝕

當混凝土密實度較差或鋼筋保護層厚度不足均會引起鋼筋銹蝕，此外南方地區(qū)工業(yè)污染形成的酸性氣體和潮濕環(huán)境，北方地區(qū)為防止橋面冰凍而撒鹽的方法使富含Cl－的鹽水深入鋼筋結(jié)構(gòu)等都會造成橋梁鋼筋銹蝕。銹蝕的鋼筋部分體積將膨脹至原來的10倍，對周邊混凝土結(jié)構(gòu)造成積壓，引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)的開裂與剝蝕，降低結(jié)構(gòu)承載力，同時，鋼筋銹蝕將減小截面面積，直接影響其結(jié)構(gòu)抗拉與抗彎性能，混凝土對鋼筋的握裹力減小。所以，鋼筋銹蝕對橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性影響重大，也是影響橋梁結(jié)構(gòu)使用壽命的重要因素，我國當前各類橋梁結(jié)構(gòu)普遍存在鋼筋銹蝕現(xiàn)象，必須引起重視。

2 加固處理措施

2.1 外加預應力

在橋梁下緣受力區(qū)域使用預應力材料使橋梁主體遭遇荷載力張拉時產(chǎn)生偏心預應力，在此預應力作用下對橋梁主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生上拉作用力進而抵消其部分自重荷載力，隨著主體結(jié)構(gòu)所受重力的減輕，變形和裂縫產(chǎn)生的可能性大大減小，結(jié)構(gòu)自身承載能力有效提高。這種外加預應力的加固措施施工周期短、橋梁構(gòu)件應力水平降低效果顯著，對于大跨度重型結(jié)構(gòu)的橋梁構(gòu)件以及高應力和高應變混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的加固較為適用。

2.2 碳纖維加固

近幾年來經(jīng)?？吹綉锰祭w維進行對橋梁加固，這種加固方法要應用在混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁結(jié)構(gòu)中，這是因為鋼筋和混凝土具有很好的協(xié)調(diào)性，并且鋼筋具有很好的彈性模量和抗拉強度。粘貼碳纖維加固的方法是應用碳纖維具有的高強度和與其相近的彈性模量，把粘結(jié)樹脂涂布到鋼筋混凝土上，讓碳纖維和混凝土進行結(jié)合，增加混凝土的強度[1]。實際應用的過程中，要關注下面的步驟。第一應用環(huán)氧樹脂填補產(chǎn)生缺陷的混凝土表面，并且要清洗打磨表面，讓表面清潔光滑，以確保有效的進行碳纖維處理。第二，在碳纖維的涂布之前，應該應用環(huán)氧樹脂涂料加工基層，這樣作是要加強混凝土和樹脂的粘合力，如果在涂布以后還有孔隙顯現(xiàn)，就應用膩子進行處理，然后再進行打磨，防止在進行粘貼的時候其表面不能充分的接觸。在粘貼碳纖維片的前后都必須應用粘結(jié)劑處理，并且貼片的效果也受進行操作人員的技術(shù)影響，所以，要對操作人員進行技術(shù)培訓并要求嚴格執(zhí)行技術(shù)標準。在碳纖維粘貼結(jié)束以后，還要進行維護，要對溫度、天氣和人為因素等進行詳細的考慮，確保其穩(wěn)定。

2.3 黏貼鋼板加固

將鋼板用雙組環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑與錨栓黏貼在橋梁結(jié)構(gòu)受拉面及其與受力與薄弱位置，達到錨固作用，從而形成混凝土、粘接劑和鋼板有機牽引的系統(tǒng)，有效提升橋梁結(jié)構(gòu)承載力。該加固技術(shù)施工便捷、工藝成熟可靠、短期效果優(yōu)良、對橋梁結(jié)構(gòu)整體尺寸并無過大改變，對原有結(jié)構(gòu)破壞甚微，常用于橋梁加固領域。所以高速公路的橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形裂縫等病害時，可以采用黏貼鋼板加固構(gòu)件外部結(jié)構(gòu)的措施，提升承載力。該措施在運用過程中尤其要注意不夠平整且鋼板和混凝土粘結(jié)面積少的橋梁結(jié)構(gòu)，必須著重處理和增強鋼板對混凝土的粘結(jié)強度。

2.4 增大構(gòu)件截面加固方法

這種方法是利用增加鋼筋或混凝土的截面積來對橋梁進行加固。增加鋼筋的方法要在混凝土的保護層上進行，利用焊接對新舊主鋼筋的連接、箍筋的接長，對混凝土保護層進行恢復等以完成強度的補充。這個過程，要關注箍筋頂部和新建保護層的涂飾處理情況。這種加固方法對鋼筋和混凝土的加固都適用。應用對橋面板的加厚和梁肋的增加進行對橋梁的加固。鋼筋的加固是利用增加建設的鋼筋混凝土，進行新建橋面，和原來的橋面進行結(jié)合，進行補強。

5 結(jié)語

隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的提高和車輛數(shù)量的增加，對橋梁工程使用頻率和強度荷載增加，再加上其他因素的綜合作用，橋梁結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)出各種病害，為此必須采取恰當措施進行加固處理，文章中對包括外加預應力、碳纖維加固和黏貼鋼板加固等的結(jié)構(gòu)性加固措施以及非結(jié)構(gòu)性加固措施的作用原理和優(yōu)缺點等加以探討，從而提高橋梁質(zhì)量和使用壽命。