城市道路桥梁病害原因与加固技术

摘要：由于我国国民经济的快速发展，交通压力与日俱增，超运输量和超载现象时有发生，更加大了路面和桥梁结构产生病害、出现缺陷的几率和破坏性。本文分析了道路桥梁的病害类型和原因，总结了道路桥梁加固增强技术。

关键词：道路桥梁； 病害； 原因； 加固技术

Abstract: due to the rapid development of China's national economy, traffic pressure grows day by day, the volume of traffic and overload frequently occurred, more big road and bridge structure produce disease, appear defects and destructive chance. This paper analyzes the way the bridge disease types and reasons, and summarizes the road bridge reinforcement enhancement technology.

Keywords: road and bridge; Diseases; Reason; Reinforcement technique

中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：

在我国，交通运输事业的发展日新月异，国家加大了基础设施建设的投资，道桥面貌日新月异，我国的桥梁事业的发展也取得了举世瞩目的成就。作为发展中国家，我国在建设桥梁时，虽然充分考虑了当时、当地的经济发展和社会诸多方面的要求，技术上和用材上都采用了当时比较先进的技术和材料，但由于经济状况的制约，缺乏远景规划，也无法摆脱历史的局限性。

一、道路桥梁的病害分析

桥梁是道路交通设施里的重要组成部分,近年来,人们开始关注和重视桥梁的各种病害对我国正在服役的30多万座既有桥梁腐蚀和损害,对桥梁的养护和加固是近几年来才开始重视发发展的。桥梁的兴建与畅通,促进了人类社会的文化和经济生活的繁荣与发展。但是桥梁一旦发生倒塌事故,就会带来巨大的损失和灾难。根据一些数据统计显示,我国有安全隐患和耐久性问题的桥梁大概占总数的50%,在一些突出的地方甚至超过了70%,在这些桥中危桥又占20%～30%,约有9597座。怎样才能对这些正在服役的旧桥梁做出正确的检测、评估及维护加固,目前理论上已经有一些探索,在实践中也在不断的操作,但是尚没有很好的解决办法。

1、桥梁病害的类型

(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。

2、病害产生的原因

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。

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。

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。

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。

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。