公路桥梁病害的原因及加固技术

【摘 要】公路桥梁在运行使用的过程中，要受到各种车辆的荷载压力，并处在长期的风吹日晒的自然环境中，这样不可避免的就要受到不同程度的损坏。因此对于重载交通下的公路桥梁应经常进行检测，发现问题及时加固处理或采取限载措施，防患于未然，以免造成较大损失。

【关键词】公路桥梁；病害原因；加固原则；加固措施

0.前言

随着我国交通事业的发展，对公路桥梁的等级要求也在逐年提高，因此必须就传统的公路桥梁进行改造升级，才能更好的服务于我国的交通事业，以满足行车的需要。

1.公路桥梁病害原因

公路桥梁在投入使用后，常会出现裂缝、剥落、破损、锈蚀等各种病害情况，影响着桥梁使用的安全和寿命，甚至引发交通事故，影响交通安全。公路桥梁常见的病害形式和原因主要可分为以下几种：

1.1桥面破损

公路桥梁表面出现破损，是常见病害之一，出现破损的原因可能是由于设计和建设施工的不合理导致，也可能是桥梁使用过程中，受到车辆行驶和风吹日晒的影响而出现。现代桥梁的表面一般是由沥青混凝土铺筑，此外还有防水层，高标号的混凝土调平层等。在施工过程中，如果沥青的铺设不均匀，沥青层等与桥体之间的结合不紧密或者防水层出现漏气渗水现象等，都是导致铺设层强度的降低，出现破损。此外，桥梁长期受到超负荷车辆的重压、使用过程中的养护不合理、不及时，都会加速桥梁表面的破损出现。

1.2车辆超载、超限

车辆的超载、超限对于减小桥梁使用使用寿命，影响桥梁使用性能方面有着巨大的影响。如果补修不及时，会产生严重的后果。

1.3环境因素

环境因素对于桥梁病害的形成不可忽视。特别是近些年气候条件的变化显著，更不能忽视环境对于桥梁病害产生的影响。环境因素主要包括：温度、洪水、冻害、风力等。

1.4裂缝

现代公路桥梁建筑的结构大多为混凝土浇筑，在桥体上容易出现裂缝，是公路桥梁常见的病害之一。桥体裂缝主要分为混凝土初凝裂缝、干缩裂缝和温度裂缝等。温度引起混凝土结构内部和外部的温度变化不均，导致变形出现，当这一应力超过其抗压强度桥体出现裂缝。干缩裂缝是指混凝土在干燥过程中出现的裂缝。混凝土的干燥是由外向内进行的，在此过程中容易出现内部含水量的不同，出现外部收缩较大，内部收缩较小的现象，导致内外应力的出现，当内部混凝土施加于外部混凝土的拉力大于外部混凝土的抗拉强度时，就会导致混凝土表面出现的干缩裂缝。

2.桥梁加固的原则

（1）桥梁加固的方式方法很多，主要是在施工过程中根据实际的需要而进行适当的加固，但不管采取哪种方式方法进行桥梁加固，都必须注意以下几个问题：一是坚持经济适用的原则，所采纳的加固方案必须与施工现场的情况基本吻合，在确保加固的前提下再考虑如何降低加固成本，并尽可能的不影响车辆的正常通行，尤其是应考虑加固之后的桥梁是否具有持久性和耐用性；二是尽可能的提升桥梁的外观美。也就是在加固施工中尽可能的不改变桥梁原有的结构形式，既能减少更改结构而造成的成本上涨，还能确保桥梁的外观美。

（2）公路桥梁病害处理一般遵循的原则，公路桥梁的结构可靠性鉴定，确定加固的方案、加固设计、施工设计、施工、验收。公路桥梁结构的可靠性鉴定，既是对公路桥梁 出现的病害进行诊断，了解清楚危害的类型和原因。加固设计既是按照相关规范和鉴定结果对加固方案进行优化，现代公路桥梁 的结构和规模越来越大，对于一些较大型公路桥梁出现的病害处理，需要一定的技术人员和专业设备，为保证病害处理的有效性，在施工前要进行施工组织的设计，保证人员和设备的满足。

3.公路桥梁加固措施

3.1公路桥梁超载加固措施

应通过提高承载能力的方法来根治，从根本上解决问题。对于桥面铺装及铰缝的破坏要进行维修补强，以加强横向联结，提高桥梁的整体承载能力。具体做法如下：首先铣刨桥面铺装，凿除水泥混凝土铺装及铰缝的松散结构，然后在主梁的顶面钻孔，用环氧砂浆或其它粘合剂植入一定长度的竖向短钢筋，该钢筋伸入铺装层，与桥面铺装钢筋网绑扎在一起，起到层间抗剪传力作用，使桥面铺装与主梁联为一体，铺装层有效参与主梁受力。沿铰缝边缘也植入短钢筋，并且相互搭接，以加强铰缝横向传力。水泥混凝土桥面铺装的厚度应该增大，如有标高方面的限制可考虑取消或减薄沥青铺装层。但如果仍设置沥青铺装，应保证其有一定的厚度，否则过薄的沥青层在车轮碾压下易破坏，影响行车平顺。加大水泥铺装层的厚度除了能够补强桥梁主梁的承载能力外，还可以增加桥梁的横向刚度，加强桥梁上荷载的横向分布，使重车道上的荷载能够更多地分配给其他主梁承担。因此，还应加强桥面铺装的横向布筋，加密、加粗桥面铺装钢筋网中横向的钢筋，以实现有效的横向传力。配筋设计应通过计算确定，在进行重载交通桥梁的加固设计时，要把实际调查得来的重车荷载用作验算荷载，对结构配筋等进行修正，计算中内力组合等各种系数可参照挂车验算荷载的取值选定，以保证重载车辆通行情况下结构的安全。

3.2公路桥梁裂缝的处理措施

裂缝的处理主要关键在于裂缝进行修补，恢复混凝土结构的防水和耐久性，对于较小的裂缝，进行表面的裂缝填充和涂抹防水材料。对于宽度和深度较大的裂缝，要在裂缝中注入水泥混凝土填补和树脂等防水材料。主要的成分为环氧树脂，并采用低速低压注入法注入。干缩裂缝主要出现在混凝土施工完成数月后，主要由于后期养护的时间较短造成，对其预防要求在混凝土施工完成后做好养护工作，洒水、保温、保证减水剂的有效期。

3.3碳纤维加固技术

①加固过程中，基层的处理非常重要。基层的处理直接影响碳纤维的粘结质量。基层处理要求清洁、无浮渣、平整。在使用碳纤维加固结构前，必须要先打磨构件的表面，将表面剥蚀、酥软的混凝土打磨脱落，在露出完好的结构层后，用碳纤维材料将表面修整平整。需要注意的是，在有裂缝的地方，必须对裂缝进行处理，常见的处理方法有灌浆和封闭处理。

②粘贴碳纤维材料时，需要注意粘结的性能，这与滚压材料密实度有关系。在粘贴过程中，必须进行多次反复滚压，尽可能的排除材料间的气泡，防止气泡影响粘结的性能。

③粘结的质量和环境相关，环境因素主要包括温度和湿度。温度过低或过高，湿度过大都是会减弱材料的粘结质量。相关规范规定，当温度小于5℃时，浸渍树脂固化和强度会受到很大影响，因此必须立即停止施工，而当温度大于60℃时，就必须采取相关的隔热防护措施。

3.4锚喷处理技术

锚喷处理技术是在旋喷机具以及速凝剂发展的基础上出现的桥梁加固处理技术，在桥梁上部结构的加固处理中效果良好。锚喷的运输、浇筑和捣固合并为一道工序，设备简单，机械化程度高，节约了建筑成本和提高了效率。喷锚在施工中加入了速凝剂，其加固具有凝结快，强度高的特点。

3.5桥梁加固增强

梁式道桥上部结构的主要加固增强方式有改变结构体系加固、增加截面积加固和增加纵梁加固法等。加大截面积加固可分为加配钢筋和加大截面积两种：改变结构体系加固主要是增加桥墩、增设钢架叠合梁等，以提高承载能力；增设纵梁加固主要是在桥段等桩基稳定的基础上，增设纵梁增加桥梁的承载力。

4.结束语

随着我国经济快速发展，公路交通桥梁建设发展突飞猛进，对于发展国民经济起着重要作用。因此，提高公路桥梁承载能力，保证公路桥梁的施工质量是一件至关重要的事情。在现代交通的压力下，公路桥梁常会出现各种病害，要加强对常见病害原因分析，运用现代化加固技术维护公路桥梁，保证其发挥应有的交通作用。