浅谈梁桥病害缺陷及加固措施的探讨
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摘要：文章对常用的梁桥加固技术进行了总结分析，并结合梁桥加固实例介绍了加固方法的综合应用。
0 前言
随着我国公路建设的快速发展，各级公路的交通流量、运输车辆的吨位和轴荷均有较大增加，特别是各种超限车辆对公路桥梁造成很大的损害，使得近几年来危桥数量呈快速增长趋势。有些旧桥由于受当时设计、施工及材料的影响，现出现不同程度的老化、裂缝、破损、沉降等现象，难以满足当前重交通的需求。大量的危旧桥梁已成为影响公路全线畅通的瓶颈，必须对桥梁进行必要的维修加固，使受损桥梁结构恢复其原有的技术功能，提高结构的承载能力，使桥梁能重新满通的需求，确保公路畅通。
1 梁桥加固技术分析
1.1 桥面补强层加固法
在梁顶上加铺1层钢筋混凝土层，一般先凿除旧桥面，使其与原有主梁形成整体，从而增大主梁有效高度，改善桥梁荷载横向分布，达到提高桥梁承载能力的目的。该方法的缺点在于凿除桥面铺装时一般无法采用机械化施工手段，全部作业需
手工完成，用工量较大，工期较长，并有可能对原结构造成一定的损伤。适用性：一般结合桥面铺装的大修工程进行，较少用于为提高承载能力而进行的加固。
1.2 增大截面及配筋加固法
当提高梁的强度、刚度、稳定性时，常采用增大构件截面、增加配筋的加固方法。此法是在梁底或侧面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度，从而提高桥梁的承载力。适用性：广泛用于梁桥、拱桥、刚架桥等的加固。
1.3 粘贴钢板加固法
采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉面或其他薄弱部位，使钢板与加固的混凝土结构形成整体，提高承载力与耐久性。该法具有不改变原结构尺寸、施工简单、技术可靠、短期加固效果好且工艺成熟等优点，是近几年应用较
多的加固方法。适用性：宜用于大型结构及大跨结构，不宜用于配筋较密且钢筋走向复杂的构件结点处。
1.4 体外预应力加固法
采用对钢筋混凝土或预应力混凝土梁或板的受拉区施以体外预应力进行加固，以抵消部分自重应力，可较大幅度地提高梁的承载能力。该法的优点是：在自重增加很小的情况下，能大幅度改善调整原结构的受力状况，提高刚度及抗裂性。由于
自重增加小，减小了对墩台及基础受力状况的影响，可节省对墩台及基础的加固量。
适用性：可在不限制通行的条件下进行加固施工，既可作为桥梁通过重车的临时加固手段，也可作为永久提高承载能力的措施，但需重视加固后体外预应力筋的防腐问题。
1.5 锚喷混凝土加固法
借助高速喷射机械，将新混凝土混合料连续喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上，经凝结硬化而形成钢筋混凝土，从而增大桥梁的受力断面和钢筋用量，加强结构的整体性，使其能承受更大的外荷载作用。适用性：适用于桥台、桥墩、梁、桥板的加固。
1.6 增设纵梁加固法
在墩台地基安全性能好，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁，使新旧梁相连接共同受力。由于荷载在新增纵梁后的桥梁结构中重新分布，使原有梁中所受荷载得以减少。适用性：一般结合桥梁的拓宽工程进行，并需做好新旧梁的横向连接，一般不单独采用。
1.7 粘贴碳纤维布（板）加固法
将质量轻、强度高，耐腐蚀、阻燃的纤维增强复合材料如玻璃钢、碳纤维、芳纶纤维用结构胶粘剂粘贴到混凝土梁的受拉面，能显著提高混凝土构件的强度和刚度。粘贴碳纤维是一种新型高效的加固技术，与传统加固技术相比，具有轻质高强、耐腐蚀性和耐久性强、施工便捷、结构影响较小等优点，因此广泛应用于国内外结构加固改造工程中。适用性：该技术具有十分突出的优点，虽然材料价格相对较高，但具有广阔的应用前景。
1.8 桥台压浆加固法
由于基础不均匀沉降浆砌片石桥台产生不同程度竖向裂缝以及墙体外挤，可采用注浆加固，使浆砌片石墙体内部空隙填充密实，提高浆砌片石整体强度。压浆法与其它加固方法相比，具有施工周期短、加固效果好、费用低等特点。
总之，根据桥梁病害特点，因病施治，采取多种加固办法对危旧桥梁进行综合改造是当务之急。上述维修加固技术各有其优缺点和适用性，在很多时候需要结合使用。
2 加固实例
国道205线K1900+089乌阴桥修建于1995年10月，上部结构为单孔8m钢筋混凝土板梁，板厚40cm，桥长20.4米，桥宽组合8.25m+2×0.45米，桥下净高6.5m，设计荷载汽-20，挂-100。桥台为浆砌片石U形桥台，料石镶面。桥面铺装为钢筋混凝土。伸缩缝为自然留缝，桥梁两侧栏杆高50cm，已损坏严重且不符合设计要求。
由于该桥使用年限较长，加之交通量很大，大吨位车辆通过频繁，并受当时设计及施工条件限制，出现病害严重，并于2008年确定为4类危桥。
2.1 加固前病害调查
通过对旧桥现状进行综合检测，掌握桥梁的损害及老化程度，病害情况如下。
2.1.1 桥台不均匀沉降变形，江山台墙体轻微外挤，竖向裂缝12条，缝长1.8~5.6米，缝宽0.5~6mm；浦城台竖向裂缝3条，缝长4.5~5.6米，缝宽0.5~3mm。
2.1.2 桥面铺装层破损且局部有下沉倾向，0#、1#桥头搭板破裂下沉，两侧护栏严重损坏。
2.1.3 河床冲刷较严重，1#台右侧锥坡冲毁，上游翼墙基础均有不同程度冲空。
2.2 病害原因分析
2.2.1 除镶面为料石外，余均为片石砌筑而成，砂浆不饱满强度偏低，基础冲刷严重是桥台产生裂缝，墙体外倾的重要原因。
2.2.2 河床冲刷严重是造成锥坡冲毁、翼墙基础冲空的主要因素。
2.2.3 交通量日益增长，大吨位车辆通行，也是造成病害的原因之一。
2.2.4 桥面铺装层凿除过程中发现其钢筋网未架设到位是造成破碎的主要因素。
2.3 加固方案
根据桥梁检查资料和以上病害原因分析，现采取如下加固方案进行处治。
2.3.1 对桥台病害部位，采用压注灰水比1:0.8水泥浆方法，以增强其强度，桥台裂缝采用12号水泥砂浆修补。
2.3.2 拆除旧桥面铺装及搭板进行重新铺筑，增设FFY60伸缩缝及钢筋砼防撞墙。
2.3.3 1#台右侧修筑M7.5浆砌片石翼墙，上游翼墙及0#右侧锥坡浇筑水泥混凝土护脚，桥下采用40cm厚C20混凝土铺底。
2.3 施工要点
2.3.1桥台砌体压浆施工工艺
① 清理裂缝
搭设工作平台将裂缝两侧各2cm的旧砂浆凿除，缝内旧砂浆不厚或松动的亦需剔除，并清理干净。
②钻孔
压浆孔、排水（气）孔，按设计图布置，孔洞比压降嘴及排气孔大2~3cm，孔深不小于50cm，如需设置斜孔，钻孔轴线与裂缝面的角度大于30度，孔深应穿过裂缝面0.5m以上，钻孔后应清除孔内的碎屑粉尘。
③埋设压浆嘴（管）及排水（气）孔管
压浆嘴（管）及排水（气）孔管均采用埋入式,埋入处应事先将孔洞清理干净,孔洞比压浆嘴(管)及排水(气)孔管大20，用12号水泥砂浆固定，埋设深度不少于50cm。
④封缝
除压浆嘴（管）及排水(气)孔管外，裂缝及有可能漏浆处均要采取12号水泥砂浆封闭，以免出现跑浆、漏浆现象。
⑤检查封闭程度
在压浆嘴（管）、排水（气）孔管及封缝砂浆具有足够强度后，采用压水方法检查压浆嘴（管）及砌体孔隙畅通情况，看封闭措施是否有效。压水压力一般为0.2-0.3Mpa，检查完后，用压缩空气将孔内、缝内积水吹挤干净。
⑥压浆
选用灰水比1：0.8水泥浆，压浆压力为0.4-0.6 Mpa，压浆采用自上而下的顺序施工，选一孔压浆，待邻近排水(气)管出浆后，立即封堵该孔，仍继续压浆，待灌到不能再进浆时，停止压浆，封堵该压浆孔，然后再对下一个孔压浆。
2.3.2桥面铺装工工艺
①凿除
凿除设计范围内的半幅桥面铺装及钢筋砼搭板路段。
②测量放样
施工前复测桥面中心线、桥面宽度、泄水管位置和桥面板高程，根据桥纵向里程桩号按五米为一个断面（半幅一个断面平均布设三个点）实施测量。
③桥面板清理
先凿除桥面板上松散砼，并对板面进行凿毛处理，然后用空压机辅助人工冲水将桥面板彻底清理干净，做到无积尘、松散砼。
④钢筋网绑扎
钢筋网按设计图纸及规范搭接绑扎，在桥面铺装范围内均匀预埋钢筋的保护层支撑钢筋，预埋钢筋的横纵向间距不得大于1米，支撑钢筋与钢筋网片点焊连接固定，钢筋网搭接长度不小于规范要求。
⑤设立振捣梁轨道
砼振捣梁轨道采用Φ25钢筋沿桥纵向铺设在预埋支撑筋上，沿护栏和护栏底座分别向内侧0.45米处预埋布设轨道支撑筋，支撑筋由Φ16钢筋制作，为保证振捣梁轨道具有足够的刚度和稳定性，单挑轨道每0.5米布设一道支撑筋，一道支撑筋由预埋在桥面板上的两根竖向Φ16钢筋和一根横向Φ16钢筋焊接组成。支撑筋的竖向钢筋预埋结束后，严格按照测量提供的高程数据焊接横向钢筋，Φ25轨道钢筋铺设在一焊接的横向钢筋上，其顶面高程既是桥面铺装砼的控制标高。两条轨道的平整度、高程、纵坡、横坡等技术要求都严格控制在桥面铺装对应的各项技术标准内。
⑥调整保护层、固定钢筋网的平面位置
振捣梁轨道铺设完毕后，在同一里程桩号振捣梁轨道顶带线调整钢筋网的平面位置，调整使钢筋网顶面距拉线垂直距离4.5cm，并将钢筋网与预埋保护层钢筋点焊连接牢固。钢筋网距轨顶拉线的垂直距离按照钢筋网保护层技术标准控制。
⑦砼施工
桥面铺装采用C40砼，塌落度30mm-50mm。钢筋网绑扎锚固完毕后，测量人员对中线位置，轨道顶标高、轨道顶横纵坡进行复核，确认无误后即可浇注砼。砼施工前需先将桥面板洒水润湿。
预拌砼运送到桥面后，人工将砼均匀摊平，严格扬锹摊铺。振捣采用振捣梁铺以平板式振捣器均匀振捣密实后，再用高强度、刚度的合金直尺刮平，木抹子人工找平，最后用铁抹压光，表面拉毛成型。
砼拌和物应检查其工作性，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。
⑧砼养生
在砼收面结束后终凝后洒水养生，至砼有一定强度后覆盖土工布，每天应进行多次洒水，保持砼面及土工布的润湿，养生时间为七天。
2.4 加固效果
加固后通过1年多观测桥跨结构可达到设计荷载，能够保证正常行车使用。
3 结语
我国目前危旧桥梁数量很多，普遍存在不少病害和缺陷，很难适应当今高速发展的交通状况。通过桥梁加固，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入，使桥梁能重新满通的需要。桥梁加固技术各有其适用性，通过结合使用，可以达到安全可靠、经济适用的加固目的。