基于病害分析的桥梁结构维修与加固措施浅析

【摘要】桥梁维修加固就是对有缺陷的桥梁主要承重构件进行补强，改善结构性能，恢复和提高桥梁结构的安全度，提高其承载能力、通过能力，使整个桥梁结构可满足规定的承重力要求，并满足规定的使用功能需求。本文进行了桥梁常见病害分析，提出了桥梁结构维修与加固措施。

【关键词】桥梁结构病害维修加固措施

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

桥梁出现病害会严重影响桥梁的使用性能，甚至会危及桥梁的使用，加强对病害情况及成因进行深入分析，并采取切实可行的维修加固措施，保障桥梁的高效使用，这对确保高速公路畅通具有十分重要的意义。

一、桥梁常见病害分析

1、桥面病害分析

（1）桥梁墩台顶桥面连续处多出现横向裂缝。一般结构在墩台顶为桥面连续，在垂直荷载的作用下，结构表现为简支梁特性，相邻两孔梁（板）的转角位移正好相反，同时桥面连续处构造较弱，这就可能造成桥面铺装的横向开裂。

（2）桥面出现纵向裂缝，由于桥梁空心板连接处的铰缝比较薄弱，在重载车轮荷载的反复作用下，铰缝混凝土逐渐破损，承载能力降低，并沿着铰缝的位置在桥面处出现纵向裂缝，使空心板的横向抗弯承载力降低。

（3）在车辆荷载的反复作用下，沥青混凝土骨料间首先失去粘性，松散破损，并逐渐形成小坑槽，在重车的强烈冲击下，会进一步加剧桥面铺装的破坏。

2、上部结构病害分析

（1）空心板纵向裂缝。纵向裂缝的产生是多方面因素造成的:后张预应力空心板钢绞线张拉力过大，在底板横向配筋不足情况下容易出现纵向裂缝；对于先张预应力空心板，由于施工原因造成预应力钢绞线混凝土保护层过小，在同样条件控制张拉力下，钢绞线周边混凝土压应力要比其他截面应力大，形成应力的不均匀分布，当预压力过大等引起的横向拉力超过混凝土极限拉应力时就会形成混凝土纵向裂缝。

（2）预应力连续箱梁裂缝。预应力箱梁底板、腹板和翼缘上产生纵向裂缝的原因如下：由于钢筋保护层较薄，造成裂缝出现；由于箱梁横向过宽、变形、纵向预应力过大以及荷载作用等产生了纵向裂缝。

（3）梁（板）刮碰病害。部分桥梁板底有车辆刮碰痕迹，混凝土局部破损。造成这种病害的主要原因是桥下通行车辆无视限高标志要求，超高过多梁板无防撞设施，超高物撞击梁板，造成结构损伤。

（4）空心板局部破损露筋。部分空心板翼缘或腹板出现混凝土酥松脱落，钢筋外露现象；边板容易出现该类病害，其原因主要是由于边板受到雨水的长时间侵蚀，造成钢筋锈蚀胀裂，混凝土脱落。

3、下部结构病害分析。

（1）墩台盖梁及台背墙病害。个别桥梁台背墙存在裂缝，产生原因可能是在车辆荷载作用下，台后填土对背墙产生力的作用，而台前锥坡填土不密实，无法抵消台后作用力，所以产生该类裂缝。

（2）墩柱及台身病害。钢筋混凝土墩身存在竖向裂缝的原因如下:由于钢筋保护层较薄；由于基础不均匀沉降；由于混凝土施工时早期形成的收缩裂缝。

（3）墩台基础病害。部分墩台基础受水流冲刷，导致基础局部有淘空现象。

（4）支座病害。板式橡胶支座材质均有不同程度的老化、变形，个别支座有完全脱空，剪切角过大等病害。

二、桥梁结构维修与加固措施

桥梁维修加固应注重以下原则：桥梁加固是一种加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施，故桥梁维修加固时，应以不更改原有建筑形式为原则，只有在复杂情况下才能更改其结构；据服役桥实际情况、承载能力的减弱程度和今后任务，而采用相应恰当的维修加固方式。桥梁的加固有多种方式：如扩大或增加原有结构构件截面，以提高原结构的强度和刚度；用新的结构代替服役的应力不够的结构：改变原结构的受力体系，使原结构减少受力；对原结构施加外应力，以改变原结构的受力图形，并提高桥梁刚度和强度。旧桥加固方法可综合为以下几类。

1、结构性加固

（1）体外预应力加固法。体外预应力法的加固原理是在梁的下缘受拉区设置预应力材料，通过张拉对梁体产生偏心预应力，在此偏心压力作用下，使梁体发生上拱，抵消部分自重应力，减小结构变形和裂缝宽度，改善结构受力，能够较大幅度地提高结构承载力。目前常用下撵式预应力拉杆加固法和外部预应力钢丝束加固法。在合理安排施工流程的情况下，可最大限度地减少对桥上交通的影响，甚至可以在有限开放交通的情况下组织施工。

（2）粘贴钢板加固法。该方法采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其他薄弱部位，使钢板与加固混凝土结构形成整体，以达到提高结构承载能力的目的。该方法具有基本不改变原结构的尺寸、施工简单、技术可靠、短期加固效果较好且工艺成熟等优点，是近几年应用最多的加固方法。

（3）碳纤维加固法。该方法是近几年由国外引进的一种新技术，因其具有强度高、耐腐蚀、施工简便等优点，目前已广泛应用于实际工程中。然而，由于碳纤维本身的一些缺陷，如脆性、耐火性不好等使得这种材料的应用受到限制。

（4）增大截面与配筋加固法。该方法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸，增配主筋，以提高主粱截面的有效高度，从而达到提高桥梁承载能力的目的。然而，由于增大截面法在施工过程中全部的作业需在梁底进行，施工难度较大且施工质量难以控制，因此，尽管在某些情况下费用并不太高，但以上因素制约了该技术的广泛应用，一般用于Ｔ形截面梁的加固维修。

（5）改变结构受力体系加固法。该方法是通过改变桥梁结构受力体系以达到提高结构整体承载能力的目的，是一种变被动为主动的加固方法。这种技术具有提高结构承载力、增大结构刚度、减小挠度等优点。但该加固方法施工改造时一般要涉及到桥面铺装的再处理，增加了改造费用且加固效果受负弯矩区施工质量的影响较大，目前极少单独采用。

此外，结构性加固方法还有增设主梁加固法、锚喷混凝土加固法等。

2、非结构性加固

对于严重破损的桥面铺装层，可采用钢纤维混凝土进行修复。钢纤维混凝土具有抗裂能力强，抗冲击耐磨耗等性能，可延长桥面的使用寿命，在不增加桥梁恒载的情况下，改善梁的结构受力性能。伸缩缝的更新改造在桥梁维修中使用较成功的有以下几种类型： “三防”型伸缩缝在大型桥梁上的应用情况良好；仿毛肋伸缩缝在大、中型桥梁的使用效果明显；TST、FG系列桥梁无缝伸缩缝在中、小型桥梁上也得到广泛使用。

3、Ｕ形高桥台加固

该加固法采取在Ｕ 形桥台前墙和两侧墙外加套40cm的钢筋混凝土，并在两侧墙增设水平预应力索对锚和前墙增设地锚的方案。该方案适用于不能中断交通又无法架设便桥的高桥台病害修复。锚杆配合钢筋混凝土抱箍法采取台腔与桥台基础持力层进行压浆固化，再打人锚杆与槽钢抱箍，最后在Ｕ 形桥台前墙和两侧墙外加套25cm的钢筋混凝土，新旧墙体采用锚杆连接形成整体。该方案适用于地基承载力不足，且施工处理不到位，造成桥台前墙下沉的情况。

4、桥墩加固

桥梁下部结构加固的主要目的是提高桥墩的整体承载能力。如桥墩发生了结构性损伤，可以

用外包混凝土、粘贴钢板或碳纤维的方法进行加固。但是对于实体桥墩等横向刚度比较大的结构，其状态变化主要是由地基所引起，此时可采取回填硬土或者对地基进行注浆等方法提高其约束桥墩的能力，增强桥墩的整体承载能力。抬桩就是通常使用的一种有效的加固方法，即在旧桩的两侧各增设一根桩，并通过植筋扩大承台，共同受力。另一种桩基加固方法是钢筋混凝土套箍。由于下部桩基施工等原因，造成桩基缩径，采用的加固方法是清除桩体虚浮物，通过植筋后，外抱箍微膨胀混凝土。目前，在很多桥梁加固改造中，同一座桥梁，针对不同的部位、不同的构件、不同的改造原因同时采用了几种不同的方法。

参考文献：

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[2] 黄宾,戴凡.桥梁上部结构维修加固施工技术控制[J]. 四川建材. 2011(01)

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