浅谈桥梁结构病害与加固

摘要：本文主要是介绍了常见的桥梁结构病害，并且对病害进行了一下浅要的分析，然后针对相关的病害提出了具体的加固措施。

关键词：桥梁；结构病害；加固；措施

中图分类号： U445 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，桥梁面貌日新月异，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。另外，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，更加大了桥梁结构产生病害、出现缺陷的几率和破坏性。

一、常见的桥梁结构病害

1、桥梁地基的不均匀沉降引发的病害。地基不均匀沉降是引发桥梁病害的最主要原因之一，地基不均匀沉降会使得桥面各部位受力不均，从而导致裂缝的出现，严重时甚至会导致桥面的塌陷和桥梁的损毁。

2、桥面铺装层出现裂缝。通常桥面铺装层出现裂缝有三方面的原因：其一是施工中周围温度变化不均导致的裂缝。目前，我国桥梁的铺装层多采用半刚性结构，这种结构虽然能够提升铺装层的强度、密实度以及压实度，但也使得铺装层承重面对温度变化过于敏感，南方温差比较小影响不明显，但在北方由于温差较大，桥面温度不均引发裂缝比较常见。其二是车辆行驶的影响，车辆行驶中往往会有急刹车现象，还有部分汽车存在超载问题，在这两种情况的持续作用下，桥面长期受到磨损和挤压，最终很可能出现裂缝。其三是施工中混凝土配料的不合理性，因为目前路桥面主要以水泥混凝土为原材料，混凝土的配比必须根据实际施工需要进行配置，因此一旦施工人员没有真实掌握初凝期锯缝时间，混凝土配比失误时就很容易在竣工通车后产生裂缝。以上裂缝在长期作用下会逐步加宽加深，并最终导致路桥面出现凹陷和坑槽。

3、粱端头局部破损。粱端头破损是桥结构中组容易出现的破损，且比较难修复，其破损主要表现为梁端头伸缩缝的损坏和变形。通常导致梁端头局部破损的原因有以下三个：其一，设计之初计算失误，工程设计师在对路桥进行设计时对其伸缩量的计算失误，在这样的情况下梁端经过车辆反复碾压极容易破损，并导致伸缩装置的失灵。其二，施工人员施工失误，现实施工中，施工人员应该重点对梁端伸缩缝进行施工，稍微出现闪失都容易导致日后问题的出现。其三，养护工作不足，在养护缺失的前提下很容易导致伸缩装置损坏，特别是容易导致“伸缩缝跳车”，不仅降低了行车人员行车过程中的舒适度，还增加了对桥梁的冲击力，破坏了桥梁整体结构，缩短桥梁的使用寿命。

4、剥蚀。剥蚀是自然力和人为因素共同作用的结果，通常表现为桥梁表面出现蜂窝面、起皮甚至整体性剥落。剥蚀不仅影响桥梁结构的外观形态和整体美观，还会导致钢筋，加速桥梁钢筋的锈蚀速率。

5、混凝土的碳化。混凝土碳化主要是自然因素造成的，因为空气中二氧化碳会与混凝土中的氢氧化钙发生化学反应形成碳酸钙，导致混凝土碳化，碳化的混凝土PH值会不断下降，而包裹在混凝土中的钢筋一般不做表面防腐处理，PH值过低的混凝土不仅起不到保护钢筋的作用，还会对钢筋造成腐蚀，这不仅大大缩短了桥梁的使用寿命，还可能引发安全事故。

二、桥梁加固的一般流程

在桥梁结构发生病害后，需要采取措施进行加固维修或者更换。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序：结构可靠性鉴定- 加固方案确定- 加固设计- 施工组织设计- 施工- 验收。结构可靠性鉴定，主要是对病害结构的病情诊断。加固方案好比处方，加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程。加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程，对于大型结构加固，为确保质量和安全，施工前应编制施工组织设计。

三、桥梁加固增强技术

1、外部应力加固法。外部应力加固法主要是借助于“预应力”作用完成的一种加固方式，对桥梁的构件或原有构件增加适当的初始应力，以此达到稳固桥梁的作用。通过添加预应力之后能显著降低桥梁自身的重力，减少了桥墩底部沉降的幅度。同时，还能发挥出卸载、防止裂缝的作用，延长了桥结构的使用寿命。

2、扩大截面加固法。适当扩大桥梁构建的面积，可以将桥面需要承担的荷载分配到更多的构架上，从而降低整个桥梁的荷载大小。选择扩大构件的截面面积时要按照桥梁的交通流量情况而定。一般这种加固方法包括: 加大截面面积、加配钢筋等方法，前者是扩大面积以增强承载力，后者是增强结构稳定性。

3、调整结构加固法。从现代桥梁工程理论分析，早期的桥梁结构在设计上存在不足，有的桥梁结构是可以省略的。因而，在加固桥梁时可通过调整结构的方式增强性能。如: 利用增设支撑或桥墩将简支改成连续，在梁下添加钢架等加劲梁，这些都能缩小梁内控制截面峰值弯矩以改善承载能力。

4、添加纵梁加固法。据桥梁试验显示，纵梁与旧梁的配合运用使得桥梁承载力上升20% ～ 30%。纵梁的设置可以改善桥梁的承载能力且扩大桥梁结构的跨度，降低了桥梁自身的重力。如: 设计承载强、刚度大、结构少的新纵梁，将其和原有的桥梁相互连接则可承载更大的桥梁荷载，保持桥梁的正常使用。

5、外部粘贴加固法。外部粘贴加固法适用于各种大、中、小型的桥梁加固。通过使用恰当的粘合剂能促进桥梁各结构之间的紧密配合，以此来实现整体结构的牢固性。如:结合型钢、玻璃钢等材料，再利用环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部，这样则能显著增强桥梁结构的承载力，促进了各个结构之间的配合。

6、桥面铺装加固法

（1）局部修复凿补法。将水泥混凝土铺装层的表面凿毛，深度以使骨料露出为准；用清水冲洗干净断面并充分润湿，涂刷上同标号的水泥砂浆（或其他粘结材料），最后在桥梁承载能力容许范围内，铺筑一层1～5cm 厚的水泥混凝土铺装层。

（2）重新浇筑混凝土面板。桥面板的破裂和其他损坏特别严重，混凝土质量或施工状况特别不良，且无适用的修补方法时，就必须采用重新浇筑新的混凝土桥面板的措施，施工时，将原有的行车道铺装全部拆除，再将行车道表面清扫干净，必要时铺入适量短钢筋，配置上1～2层钢筋网，浇筑整体化混凝土。

（3）桥面补强层加固法。即在旧有桥面上，重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层，此方法既修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗弯能力，改善铰结梁板的荷载横向分布，从而提高桥梁的承载能力。

（4）其他方法。如加铺一层沥青混凝土，采用混凝土粘结剂或环氧树脂材料修补法，钢纤维混土修补法，聚合物混凝土罩面法等。

总之，在桥梁建设的过程中，要加强对施工的管理，对材料的控制以及对技术的应用，只有这样才能有效的减少结构病害的出现，并对出现的病害进行有效的补救与处理。

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