公路桥梁病害分析及加固技术对策

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摘要：随着我国交通运输业的大力发展，对道路桥梁提出了更高的要求，而病害却严重影响了道路桥梁质量，制约着我国交通运输业的发展。本文通过分析公路桥梁病害产生的原因及我国道路桥梁存在的主要病害，提出了一些行之有效的方法，希望可以最大限度的减少公路桥梁病害，保障行人及车辆安全。

关键词：道路桥梁；病害；修复加固

中图分类号：TU997文献标识码： A 文章编号：

近年来，随着公路运营时间的延长，很多桥梁出现了不同程度的病害，这些病害严重影响了桥梁的使用性能，如果不及时修补和加固，甚至会危及桥梁的安全。因此，更应该定期对桥梁状况进行检测，分析桥梁病害成因，及时采取针对性的处治方法。本文重点对既有桥梁常见病害及成因、预防措施、加固处治维修方法进行探讨。

一、公路桥梁病害产生的原因

在公路桥梁的设计过程中应考虑三方面的因素：首先，公路桥梁应具有足够的强度和刚度。设计者应充分考虑公路桥梁将会承受的载荷情况，在保证安全的前提下，设计足够的强度以承受作用于其上的重力和附加力。为了防止道路桥梁在载荷作用下产生过大的变形，应确保公路桥梁各部分具有足够的刚度；其次，为了提高公路桥梁的稳定性，避免其在受到轴向压力时构件发生屈曲，必须适当设计道路桥梁各部分的尺寸大小；最后，为了提高道路桥梁的经济型和可靠性，在设计时要尽量确保其各部分具有较好的耐久性。 在设计时，如果能充分考虑以上三点因素，将会提高道路桥梁的经济性、安全性和使用寿命，但是由于荷载的随机性，计算假设的近似性、施工质量的分散性、材料强度的离散性以及桥梁各部分的老化和疲劳累计等，随着时间推移，道路桥梁结构将不可避免的产生病害，经过长期的分析总结发现导致道路桥梁产生病害的原因主要有：第一，在设计道路桥梁时，设计人员局限于当时的交通运输条件，导致初始设计荷载偏低。随着我国交通运输业的发展，车辆的载重越来越大，道路桥梁的车流量与日俱增，加上长期以来超重超限车辆得不到有效控制，如果任由道路桥梁继续长期过载服役，将会提前产生病害，威胁行人及车辆的安全；第二，由于设计人员疏忽或受其它因素的影响，导致道路桥梁的设计方案存在缺陷与不足，增加了道路桥梁病害产生的概率；第三，在施工过程中，施工单位没能按照施工技术规范进行施工，导致道路桥梁施工质量差，不满足设计要求；第四，道路管养部门只重视道路不重视桥梁的维护保养工作，导致原本可以避免的病害产生；第五，道路桥梁所处的地质条件差导致桥梁产生病害；第六，不可预知的自然灾害（如洪水、台风、泥石流、暴雨等）损害道路桥梁结构，使其产生病害。

二、公路桥梁的主要病害

1.裂缝

裂缝是公路桥梁产生的最普遍的病害之一。由于设计欠缺、施工低劣、维护不力、服役时间过长等原因，都可能导致裂缝的出现，常见的裂缝主要有主拱圈裂缝、主梁裂缝、墩台身裂缝、牛腿裂缝、路面铺装开裂。其中主拱圈裂缝主要有横系梁裂缝、拱肋裂缝和主拱圈中波纵向裂缝；主梁裂缝属于一种正常现象，主要是由于道路桥梁的车流量增加，车辆载荷增大，导致主梁的受拉区出现裂缝，主梁裂缝主要产生于悬臂梁根部上缘和锚跨中部梁的下缘；墩台身裂缝是存在于桥墩上的裂缝，主要是由于水泥、骨料存在质量问题或混泥土浇筑不达标引起的，该类裂缝主要于道路桥梁服役早期出现，并且随着服役时间的增长，沿着裂缝会出现白色晶体析出物；牛腿裂缝以竖直裂缝和斜裂缝为主，多发生在悬臂孔的主梁牛腿上；路面铺装病害主要表现为网状裂缝、纵向裂缝和横向裂缝。路面铺装开裂主要是由于桥面伸缩缝与它周围的混泥土面不在一个水平面上，存在高低差异，在长期高频、重载载荷的作用下，导致锚固混泥土发生啃边破损，导致主梁的受力钢筋发生不同程度的腐蚀，各梁板受力不均，变形较大，致使路面铺装开裂。

2.钢筋腐蚀

引起钢筋锈蚀的主要原因是混凝土的密实性不够以及钢筋保护层厚度不足或遭到破坏，导致包裹钢筋的混泥土发生碳化和剥落，造成包裹钢筋的混泥土层变薄，部分钢筋暴露在空气中，在雨水、空气等的共同作用下，导致钢筋腐蚀、锈蚀，从而降低了桥梁的使用寿命。钢筋被锈蚀的部分，体积会大幅度膨胀，使包裹钢筋的混泥土受到挤压，进一步导致混泥土开裂和剥落，形成恶性循环。这样，公路桥梁的有效受力面积不断减少，使桥梁的刚度、强度和承载力下降，严重威胁国王车辆的安全。

三、公路桥梁的修复加固

1.主拱圈的修复加固

公路桥梁的主拱圈受力比较大，我们可以通过加大横系梁截面尺寸的方法对主拱圈进行修复加固。原设计方案中，可能考虑到当时的交通运输水平，使横系梁的尺寸偏小，横向联系差，在当前高频率、重载的车辆作用下，主拱圈受到载荷冲击产生裂缝。这种情况下，我们可以把拱顶部分的横系梁改为横隔板，使全拱宽一起受力，加大了梁的有效受力面积，提高了主拱圈的承载能力。另外，还可以通过喷射砼来加固拱圈截面，或在拱肋外部设置钢筋网，提高桥梁的整体刚度。

2.桥面的修复加固

由于原桥梁的设计欠缺、施工欠佳、施工材料不合格，导致桥面的整体性差，缺乏稳定、坚实的基层，造成桥面板碎裂，桥面产生裂缝，桥面钢筋外露被腐蚀，严重影响公路桥梁的美观与安全性。这时，可以采用重新浇筑新的混泥土桥面板来对桥面进行修复加固。重新浇筑新的混泥土桥面板就是在原有桥面上，重新加铺一层钢筋混凝土补强层，具体的施工方法是：先凿除旧桥面，使其与原有主梁形成整体，再配置一定层数的钢筋网，并浇筑混凝土桥面板，从而提高桥梁的承载能力。利用重新浇筑新的混泥土桥面板法不仅可以修复原有桥面产生的裂缝和剥离层，还能增加原有梁板的有效高度改善梁板的载荷承受能力与抗弯能力，从而提高道路桥梁的强度、刚度和承载能力。

3.主梁及挂梁的修复加固

在充分分析道路桥梁受载情况的基础上，在原有铺装层范围内增加纵向受拉钢筋，提高主梁的纵向受拉能力。另外，利用浇筑钢纤维砼的方法对负弯矩区桥面铺装层进行修复，使其与梁顶翼缘板牢牢相连，形成一个整体。利用在原有铺装层范围内增加纵向受拉钢筋和浇筑钢纤维砼的方法，可以有效提高主梁的抗拉强度，如果主梁的抗拉强度大于主梁受到的拉应力，主梁上将不会出现裂缝。

可以选用两种方案对挂梁牛腿进行修复加固。一种方法是利用浇筑钢纤维砼法修复加固牛腿。首先凿除牛腿上原有的砼，然后浇筑钢纤维砼，再把环氧砂浆涂于新老砼的结合面上，增加新老砼之间的粘结强度，降低裂缝的产生率；另一种方法是增加挂梁在主梁上的支点，仍然凿除牛腿上原有的砼，并浇筑新砼，以此来减少原牛腿的受力，对牛腿起到双重保护的作用。

四、结束语

随着我国交通运输业的大力发展，对道路桥梁提出了越来越高的要求。我国现有的很多道路桥梁，由于设计欠缺、施工低劣、材料质量不合格、服役时间增长、养护不到位等原因，都出现了或多或少的病害。如果对某些小的病害不加修复，将会演变成大病害，不仅降低了桥梁的使用寿命，并严重威胁行人的人身安全。利用公路桥梁修复加固技术，可以有效提高道路桥梁的经济性、安全性、可靠性，延长使用寿命。

参考文献：

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[2]胡浩然.公路桥梁病害分析与加固措施.中国科技财富,2010,(14):113.

[3]崔海辉.公路桥梁常见病害及加固措施浅析.黑龙江科技信息,2010,(25)：253.