城市道路桥梁的病害及加固研究

摘 要：随着使用时间的推移，尤其是随着各种重型车辆、工程用重型运输车的不断出现，公路桥梁负荷日趋加重，加之旧桥部分老化、破损或受原设计标准的限制，不少桥梁由于耐久性不足最终导致结构失效，有相当数量的混凝土桥梁损坏严重，或处于超期运营状态。若不重视桥梁病害的诊治，不采取有效的修复加固措施，任其发展，必将对桥梁安全性构成威胁。

关键词：城市道路；桥梁；病害；加固

Abstract:With the passage of time, especially with the emergence of heavy transport vehicle with a variety of heavy vehicles, engineering, road and bridge load is becoming more and more serious, and the old section of the bridge aging, damaged or affected by the original design standard limit, many bridges due to the lack of durability eventually lead to structure failure, there are quite a number of serious damage of concrete bridge, or in the extended operation state. If you don't pay attention to diagnosis and treatment of the disease of the bridge, do not take measures to reinforce the effective repair, allowed to develop, would pose a threat to the safety of bridges.

Key words: City Road; bridge; disease; reinforcement

中图分类号：U448.14 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、道路桥梁的常见病害

1.裂缝

桥梁的裂缝在我国的钢筋混凝土桥梁中是非常普遍和常见的一种病害，不产生裂缝的桥梁几乎是没有的。一般而言，桥梁裂缝的产生是由多种因素混合作用导致的。同时，裂缝对钢筋混凝土桥梁所产生的危害程度是不一样的，一些严重的裂缝：贯穿缝、网裂等将会严重危及桥梁的运行安全。另外，裂缝通常是引起其它病害的产生与发展重要诱因，如钢筋锈蚀、冻融破坏等，这些病害与裂缝形成恶性循环，对桥梁的安全运行以及它的耐久度产生很大的危害。

2.混凝土碳化及钢筋锈蚀

混凝土的碳化以及钢筋的锈蚀现象在当前的钢筋混凝土桥梁中也是一种普遍存在的现象。当混凝土炭化和钢筋锈蚀程度日渐严重后，桥梁会产生较多的顺筋裂缝，这就会对桥梁的安全性和使用寿命产生严重的危害，减低它的安全性和缩短它的服役寿命。

3.混凝土内部存在气泡和毛细管孔隙

这些孔隙为空气中的二氧化碳、水与氧气向混凝土内部的扩散提供了通道。这是影响桥梁耐久性的重要内因。

4.剥蚀

剥蚀是从混凝土的外观破坏形态着眼，对混凝土桥梁结构表面发生的蜂窝麻面、露石、酥松起皮和剥落等病害的统称。根据不同的机理可分为：冻融剥蚀、冲磨和空蚀、水质侵蚀、风化剥蚀等。

5.地基不均匀沉降引起的破坏

由于地基不均匀沉降引起的破坏对结构的影响也比较大，如翼墙和锥坡的下沉、滑动、开裂，毛石墩台的贯通缝等。

6.自然灾害引起的破坏

如洪水、泥石流以及山体滑坡等自然灾害对我的国的桥梁侵蚀和破坏也是重要的一方面原因。虽然该种病害在我国的桥梁中并不是主要的病害，但是也必须引起桥梁设计和维护人员的重视。

二、桥梁病害成因

现有的公路桥梁中已经有相当的一部分不能满足使用上的要求，这是我们所面临的十分严峻的问题。特别是修建年代较早、质量较差、病害比较严重的老桥，或者是因设计、施工不当以及不当使用等原因导致损伤桥梁，致使其承载能力偏低，很多桥梁已经不能维持正常运行，因而交通管理部门，采取限重、限速等通行措施，在必要的时候甚至关闭旧危桥梁进行加固处理。目前我国危桥数量约4000余座，虽然加固改建了一部分危桥旧桥，但仍有相当大数量的危桥还在使用中。我国的物流业和造车业的飞速发展，国民收入和生活质量的不断提高，对道路桥梁的需求也不断增加，而桥梁建造和道路的更新均未跟上，所以对旧有桥梁采取有效的加固和维护措施，恢复和提高这些桥梁的承载能力，使其继续为现代交通服务，是必要的。对于桥梁病害产生的原因，分为如下两种：

1.内因

主要是指混凝土自身的缺陷。例如混凝土内部存在的气泡和毛细管孔隙，为空气中的物质向混凝土内部扩散提供了通道。同时，氯离子反应会引起钢筋的锈蚀、碱集料的反应会引起混凝土的开裂，还有桥梁自身的使用寿命接近，这些内因都会严重影响桥梁的使用耐久度。

2.外因

致使桥梁产生病害的原因有很多种，主要如下几种：

2.1超载严重。桥梁的设计都是根据现实的交通情况设计的，这就导致原来的荷载设计偏低，随着经济和交通运输的飞速发展后，车辆的荷载不断增大，桥梁因为承载能力不足而致使桥梁病害出现，影响运行安全和桥梁寿命。在我国，造成此种情况的最大原因：在道路桥梁上行驶的货车、客车等，大多数超载、超限行驶，致使20%以上的桥梁出现安全隐患。

2.2桥梁设计不合理。技术人员在桥梁的结构设计中存在着一些缺陷，诸如设计采用的桥型结构不当、设计假定不是很合理。道路桥梁的设计规范在不断的发展，公路桥梁的设计荷载已由汽车-6级、汽车-8级、汽车-13级发展到汽车-15级、汽车-20级及汽车-超20级，并且仍有继续增大的趋势。根据数据调查，我国的国道、省道以及县级公路的永久性大、中型桥梁中，荷载设计达到汽-20级、挂-100级标准的只占到大、中型桥梁总数的6.53%，汽-10级、履带-50级及以下荷载标准的桥梁只占到总数的9.17%，其余84.3%的桥梁基本上是汽-13级和汽-15级。

2.3桥梁施工质量差。这方面的原因主要是指未按设计要求和施工规程实施。施工人员在具体操作中，没有严格执行设计标准和施工标准，同时施工单位所用的材料也会出现名不符实。

2.4自然灾害。如洪水、酸雨、地震、飓风等自然灾害。虽然次数较少，但是破坏力却是十分的惊人。在设计和施工时，要根据不同的地区的不同自然条件，进行设计、加固和维护时，也要根据实际情况进行，这样才能因地因时做好桥梁设计和维护工作。

2.5地质条件差。地质条件问题：一般在施工之前都会进行论证和实地考察，如滑坡、软基等导致桥梁产生病害的地质问题，一般在设计和施工时会考虑，所以此方面的危害一般影响较少，但是一旦出现问题都是十分严重的。

三、桥梁加固技术

1.旧桥上部结构加固技术

1.1桥面补强层加固法

在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层，一般先凿除旧桥面，使其与原有主梁形成整体，达到增大主梁有效高度、改善桥梁荷载横向分布能力，从而达到提高桥梁的承载能力的目的。

1.2增大截面和配筋加固法当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时，通常采用增大构件截面、增大配筋、提高配筋率的加固方法，这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸、增配主筋、提高梁的有效高度和抗弯强度，从而提高桥梁的承载力。该法广泛应用于桥梁及拱桥及拱桥拱肋的加固。

1.3锚喷砼加固法借助高速喷射机械，将新砼混合料连续的喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上，凝结硬化面形成钢筋混凝土，从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外荷载作用。

1.4粘贴钢板加固法当交通量增加，主梁出现承载力不足或出现严重腐蚀的情况时，梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。采用粘结剂及锚栓，将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，达到提高梁的承载力的目的。这种加固方法的特点是：

1.4.1需要破坏被加固的原结构尺寸；

1.4.2工工艺简单，施工质量较容易控制；

1.4.3施工工期短。

1.5增设纵梁加固法在墩台地基安全性能好，并具有足够承载力的情况下，可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁，新梁与旧梁相连接，共同受力。由于荷载在新增主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，由此使加固后的桥梁承载力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或者两侧时，则兼有加宽作用。

为保证新旧砼能够共同作用，必须注意做好新旧梁之间的横向连接。

1.6拱圈增设套拱加固法在原主拱圈腹面下增设一层新拱圈，即紧贴原拱圈底面上，浇注或锚喷混凝土新拱圈，外形上就像是在原拱圈下套做了一个新拱圈。

2.旧桥下部结构加固技术

2.1扩大基础加固法

此法适用于基础承载力不足或埋深太浅，而墩台又是砖石或砼刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度验算确定。

2.2增补桩基加固法当桥梁墩台基底下有软卧层时，墩台发生沉陷，对此采用增补桩基加固法是一种常用而且有效的方法。这种方法是：在桩式基础的周围补加钻孔桩等，以此提高基础的承载力，增强基础的稳定性。

2.3钢筋砼套箍或护套加固法当桥梁墩台由于基础埋深不够，或因施工质量控制不严等原因，导致墩台开裂时，有时会出现贯通裂缝，可采用钢筋砼围带或钢箍进行加固。

2.4桥台新建辅助挡土墙加固法由于桥台台背水平土压力过大，引起桥台倾斜，应在台背之后加建一挡墙，以抵御过大的土压力。

2.5墩台拓宽加固法利用旧桥基础，靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分，以便安装的上部结构。此种情况为只加宽墩台上部的盖梁、墩台身和基础则不需予以加固。

四、结束语

桥梁是道路交通设施里的重要组成部分，希望桥梁工程的同行们，对为数众多的病桥、危桥有所分析和研究，并实施加固设计和施工，对辛勤为人们工作的桥梁，如医生之对于各种病人，实行“救死扶伤”，让中国传统文化中的有德之物——桥梁，健康地继续为人们工作和造福。

参考文献：

[1] 石冬冰. 某建筑物板式阳台加固技术[J]. 工程建设与档案， 2005，(06)

[2] 刘晓东. 浅谈双曲拱桥病害原因和加固方法[J]. 黑龙江科技信息， 2009，(22)