道路桥梁病害对策初探

摘要：道路路桥病害的发生不仅缩短了其使用寿命，给国家和人民带来巨大的经济损失，还为交通运输安全埋下了隐患，近年来由于路桥坍塌造成的事故也时有发生。本文分析了道路桥梁的病害，探讨了道路桥梁加固对策。

关键词：道路桥梁病害加固对策

中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：

道路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,对道路桥梁桥梁的养护和加固是近几年来才开始重视发发展的。道路桥梁的兴建与畅通,促进了人类社会的文化和经济生活的繁荣与发展。但是道路桥梁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道路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。

一、道路桥梁的病害分析

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。

二、道路桥梁加固对策

桥梁的增强改造可以分为裂缝修补和对桥梁结构的加固增强，下面介绍其特点及其适用的场合。

1、裂缝修补技术

裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性，主要技术有：

（1）表面处理法，在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。对于宽度发生变化的裂缝，要设法使用有伸缩性的材料。

（2）注浆法，在裂缝中注入树脂或水泥类材料，以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂，多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用，可以增强裂缝部位的整体性，是一种防止裂缝继续发展的好办法。

（3）充填法，这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。

（4）表面喷涂法，喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层，来封闭裂缝的修补方法。喷浆前，需要把结构表面的剥离部分除去，再用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆。

（5）粘结钢板封闭法, 当钢筋构件产生主拉应力裂缝时，可对裂缝先进行处理之后，再在裂缝处粘结钢板，并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。

2、桥梁加固增强技术

以最常见的桥梁结构形式的上部结构及其常见的加固方法进行说明。

梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法。

加大截面加固法采用增大构件的截面面积，根据荷载大小和净空条件不同，可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。

外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部，以提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合，必须保证粘和剂的质量外部预应力加固法指运用预应力原理，在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力，可以抵消部分自重应力，起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。

改变结构体系加固法通过增设支撑或桥墩，把简支变为连续、在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁，以减小梁内控制截面峰值弯矩，提高承载能力的一种加固方法。

增设纵梁加固法在桥梁墩、台基础稳定，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁，这些新梁与旧梁连接在一起共同受力。由于应运中的车辆荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，使原梁中所受荷载得以减少，加固后的桥梁承载能力和刚度得以提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时，兼有拓宽的作用。此法适用于梁体结构基础完好，而承载能力不能满足要求的场合。

3、桥梁结构加固新技术―――锚喷

随着施喷机具的发展以及速凝剂的采用，人们把喷射与锚杆、钢筋网等配合起来使用，促进了锚喷技术的完善。实践证明，锚喷技术完全可以应用于桥梁上部结构的加固增强。

喷射硅的性能。喷射硅在工艺材料及结构等方面与普通现浇硅相比有许多优点。施工中需加入速凝剂，因而又具有快凝、早期强度高的特点；锚喷技术不用或只用侧向模板，其运输、浇注、捣固合并为一道工序、设备简单、占地面积小、施工机械化程度高、速度快、效率高、节省劳动力；可设计性强，即按照加固整治的实际需要可在拱腹下施喷形成各种结构类型；不中断交通。

参考文献：

[1] 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)

[2] 岳克勤.混凝土桥梁裂缝的成因及防治建议[J]. 科技资讯. 2007(11)