公路桥梁病害分析及修复加固
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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 U445 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0108-02
1 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：
1）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；2）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；3）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：1）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；2）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；3）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；4）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；5）道路桥梁所处的地质条件差导致桥梁产生病害；6）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。
2 公路桥梁的主要病害
2.1 道路桥梁的钢筋发生腐蚀
由于包裹钢筋的混泥土产生裂缝，或由于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。使得公路桥梁结构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，严重威胁行人及过往车辆的安全。
2.2 道路桥梁产生裂缝
公路桥梁病害中最常见的是裂缝。常见的裂缝主要有主梁裂缝、桥面铺装开裂、墩台身裂缝等。
1）主梁裂缝主要是由于当前的车辆载重越来越大，车流量日益增加，道路桥梁长期处于重载下服役，主梁承受的压力比较大，主梁的受拉区长期处于拉紧状态，一旦拉力大于主梁的强度，就会出现裂缝。
2）桥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，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，致使桥面铺装开裂。
3）墩台身裂缝主要出现在道路桥梁服役的前期，多为存在于桥墩上的竖向裂缝。墩台身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。
裂缝的修复加固：
1）采用直接封闭方法修补宽度小于0.2 mm的裂缝，主要采用的材料为改性环氧树脂。如图1所示为修复宽度小于0.2 mm的裂缝的步骤：首先利用凿子等工具，在宽度小于0.2 mm的裂缝处开设V型槽，再利用毛刷把V型槽清扫干净，并用水冲洗，V型槽表面清理完毕后，在V型槽中涂满改性环氧树脂，并对表面进行磨平
处理。
2）对于宽度等于或大于0.2 mm的裂缝，通过注浆修补法对其进行修补。如图2所示为修复宽度等于或大于0.2 mm的裂缝的步骤：首先利用凿子等工具，在宽度等于或大于0.2 mm的裂缝处开设V型槽，并确定注浆嘴位置，再利用毛刷把V型槽清扫干净，
V型槽表面清理完毕后，安装注浆嘴，试气完毕后，利用注浆嘴往V型槽中灌浆，并对表面进行磨平处理。铰缝脱落处采用一定型号的砂浆混合膨胀剂进行填塞和修补。
3）混泥土缺陷修补。对于深度小于25 mm，直径小于150 mm的小坑洞，直接采用修补砂浆或修补胶进行修补：首先采用毛刷把坑洞清扫干净，并用水冲洗，坑洞清理完毕后，刷界面剂和结构底胶，最后利用结构修补胶或环氧树脂砂浆修补坑洞；对于大坑洞，首先采用毛刷把坑洞清扫干净，并用水冲洗，坑洞清理完毕后，刷界面剂和结构底胶，再利用结构修补胶或环氧树脂砂浆修补坑洞，最后再贴一层复合纤维布，如图3所示。
4 桥面的修复加固
由于原桥梁的设计不周、施工质量不达标、施工材料不合格和保养维护不到位等原因，导致桥面的整体性差和桥面板碎裂，桥面裂缝逐渐增多，桥面钢筋外露被腐蚀。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破除原有桥面上，重新浇筑钢筋混凝土桥面，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，从而有效增加主梁的高度，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。
5 主梁的修复加固
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，并形成一个整体。由于载荷负弯矩的作用，面砼的拉应力趋于最大，通过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。
6 总结
公路桥梁在保障我国交通正常运行方面具有非常重要的作用，但随着车辆的载重越来越大，道路桥梁的车流量与日俱增及服役时间的增长，很多道路桥梁都会出现或多或少的病害。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，还严重威胁行人及车辆的安全。利用公路桥梁修复加固技术，可以有效延长公路桥梁的使用寿命，促进我国交通运输业又好又快发展。
参考文献
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