公路橋梁病害及加固設計技術探析

摘 要：隨著我國市場經濟的不斷發展，我國的交通運輸業也取得了很大的進步，交通運輸業在經濟生活中也發揮著重要的作用。但是隨著橋梁的使用和超負荷的承載，很多橋梁出現了不同程度的缺陷和病害現象。橋梁的質量直接影響到交通運輸的流暢及安全，因此，對橋梁進行適當的加固有著十分重要的現實意義。本文通過對橋梁病害的分析以及加固技術的探討，希望能夠對我國橋梁的建設提供一些建設性的意見。

關鍵詞：公路橋梁；病害；加固設計；技術探析；研究

1 公路橋梁的常見病害

1.1 裂 縫

在目前國內以鋼筋混凝土為主要結構的路橋建筑中，橋梁裂縫是一個常見的道路橋梁病害，橋梁裂縫由多種因素綜合作用而引起，裂縫對鋼筋混凝土結構的橋梁所造成的危害是不一樣的。一些常見的比較嚴重的裂縫如：貫穿裂縫、網裂等，這些裂縫都會嚴重的影響到橋梁的質量以及運行安全。另外，裂縫往往會造成其它病害的發生，比如，凍融破壞和鋼筋銹蝕，這些裂縫和病害形成了惡性的循環，時間一長就會對公路橋梁的安全產生極大的危害。橋梁裂縫一般包括主拱圈的裂縫、橋梁主梁裂縫、主梁的變形以及橋梁墩臺的裂縫。

1.2 鋼筋銹蝕

鋼筋銹蝕會導致橋梁的穩定性大大降低，銹蝕損害主要是由于混凝土的質量問題或鋼筋保護層的厚度達不到要求而引起的。一旦鋼筋被銹蝕，銹蝕部分的體積就會膨脹，甚至達到原來鋼筋體積的十倍以上，周圍混凝土遭到擠壓，空間受限，造成混凝土表面出現開裂以及剝蝕等病害。這些常見的病害都會嚴重損害橋梁的結構，鋼筋銹蝕剝蝕，會減小截面的面積，會使得整個橋梁的承載能力極大的下降。同時鋼筋的銹蝕還會造成混凝土的握裹力下降，鋼筋銹蝕物脫落后，就會在橋梁結構的外形上形成銹跡，很大程度上影響橋梁的美觀。

1.3 混凝土氣泡和孔隙

在橋梁的建設過程中，由于施工操作的不科學使得混凝土內部出現孔隙和裂縫，這些孔隙為空氣中的二氧化碳、水以及氧氣向混凝土內部的擴散提供的通道，嚴重影響到的橋梁的耐久性。

2 橋梁常見病害形成的原因

橋梁作為保障人類生命財產安全的現實載體，隨著橋梁使用功能不斷的轉變，橋梁結構面臨的加固問題越來越受到關注，只是有些橋梁加固的原因并不是一樣的：有的橋梁在建設的過程中，由于設計缺陷造成了橋梁施工的質量問題因而需要加固補強，例如橋梁的結構設計不合理；有的是由于地質原因造成的，比如說泥石流、滑坡以及軟基等，這些都是致使橋梁發生病害的原因；雖然有的橋梁已經建成并投入使用，但是由于橋梁設計的改變或者橋梁自身結構的老化，而不得不對其進行加固，比如橋梁通過的運輸車輛超載使得橋梁自身的承載能力不夠，從而對橋梁安全產生威脅。對于橋梁建筑出現的這一些列安全問題，相應的橋梁加固補強工作也在不斷深入開展。一般來說，橋梁在使用的時候，會受到不同車輛的壓力，并且橋梁處在長期的風吹日曬之中，這樣就會不可避免的對公路橋梁造成不同程度的損壞。因此，橋梁結構的設計工作者不但要熟練的掌握橋梁結構的設計細節，同時還要依據橋梁新的發展趨勢，了解新的技術方法并將其運用到橋梁的加固設計之中。

3 橋梁加固的重要性及原則

3.1 橋梁加固的重要性

橋梁作為承載交通運輸的載體，在使用過程中會因為各種原因造成破損。早期的公路橋梁，由于當時的技術和材料的欠缺，再加之使用過程中的維護不力，年代久遠，受自然因素侵蝕嚴重，存在不同程度的破損現象。這些橋梁都存在著安全隱患，所以都應采取加固措施。橋梁的加固能夠取得很好的經濟效益，橋梁加固在不拆除原有橋梁的基礎上對原橋進行適當的加固或改造，這在很大程度上節約了重建所需的資金，加固又比重建節約了大量的時間，不會影響交通運輸的暢通，為交通運輸贏得了時間的保障。橋梁通過加固，延長了使用壽命，增加了承載量，滿足了人們交通運輸的需求。

3.2 橋梁加固的原則

對于使用中的橋梁，由于建設或使用期間的磨損等原因，為了保證橋體結構的安全性，在原有橋梁自身結構的基礎之上進行橋梁的加固。在進行橋梁加固的過程中需要考慮到以下幾個方面：①橋梁的底部需要有足夠的承載力。②在橋梁加固之后還要考慮加固后的橋梁能不能通過重型的車輛。③不同橋梁所處的位置是不同的，因此在橋梁加固的過程中要考慮到其下部空間的使用性能，不能因加固而對原來的下部空間的使用性能產生影響。④在裂縫處進行修補時，裂縫的接口處要平整延展。⑤加固物本身的重量不應影響到橋身的承重能力。⑥加固后盡量保持原橋的整體性、協調性。

4 橋梁加固的措施

4.1 橋面層補強加固法

橋面補強層加固法是通過在梁頂（橋面）上加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有主橋梁結合形成一個整體，從而增加橋梁主梁的高度，增大抗壓截面面積及橋面整體的剛度的方法，這也是提高公路橋梁承載力的一種十分有效的方法。為了使橋梁補強層增加的恒載減到最小，一般將原來橋面的表層進行鑿除，而且還能夠使新老層很好的結合，共同承受重力。目前，在許多橋梁的加固過程中，對于同一座橋梁，針對橋梁不同的部位、構件以及改造原因，同時采用了多種不同的加固方法。

4.2 粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法在橋梁加固的過程中是一種常見的方法，所謂粘貼鋼板法就是用粘合劑把鋼板粘貼在橋梁混凝土結構的薄弱處，從而讓鋼板和結構物形成一個整體，提高橋梁承載力的加固方法。采用粘貼鋼板加固法的時候鋼板可以適當的厚一點。將鋼板固定在橋梁受力混凝土的表面以及橋體結構薄弱的地方，能夠增加混凝土結構的抗彎剛度，減小橋梁結構撓度，很好的限制了橋梁裂縫的繼續擴大。而且在施工的過程中可以根據設計需要對鋼板進行裁切，從而使粘鋼構件的抗壓和抗彎的性能得到有效的發揮。使其受力均勻，不會在混凝土中出現應力集中的現象。此外，這種方法還有很多的優點，如施工簡單、快速，不會影響到橋梁結構的外形，加固的費用較低等。其不足之處就是粘結劑的質量和耐久性會極大的影響到橋梁加固的效果。

4.3 碳纖維加固法

粘貼碳纖維加固技術指的是采用高性能的粘結劑把碳纖維布粘貼在橋梁結構的表面，當橋梁結構的荷載增加時，二者相互作用，提高橋梁構件的承載力，從而達到加固的目的。由于碳纖維具有高強度、輕質、耐腐蝕以及耐疲勞等良好的物理力特性，以及施工的速度較快，工期較短，容易保證粘貼的質量等優點，因此碳纖維是舊橋梁加固的有效材料。在這種方法中粘結材料的質量是保證碳纖維和混凝土共同作用的關鍵，同時也是混凝土和碳纖維二者之間傳力途徑比較的薄弱部位，因此所使用的粘結材料要具有足夠的強度，同時還要具有很好的韌性，這樣就不會因為混凝土開裂而破壞粘貼結構。和其他的加固方法比較而言，碳纖維加固舊橋可以最小程度上的改變原有橋梁結構的應力分布，從而保證在荷載范圍之內和原橋梁結構共同受力。

4.4 擴大基礎加固法

擴大公路橋梁基礎底面積的加固方法就是擴大基礎加固法。這種方法適用于橋梁基礎承載力不足，而墩臺是磚石或混凝土剛性實體的情況。當橋梁基礎的沉降極不均勻，且地基土質比較堅實的時候，就可以使用擴大基礎法進行加固。對于部分橋梁底部的地基承載力不足的問題，可在橋梁基礎之下打入一定數量的樁，從而提高地基的承載力，樁的數量要根據地基變形程度來計算。采用這種方法的優點是施工比較的簡單，其缺點是必須使新老基礎連成一體，共同承受橋梁上部的荷載，因此加固的費用比較高，加固的效果也不容易控制。

4.5 高壓旋噴注漿加固法

所謂高壓旋噴注漿加固方法，就是先使用注漿管鉆入地基，使其旋轉并且勻速提升，與此同時把漿液從噴嘴里面噴出，使土體沖擊破壞，使用高壓流切割土層并攪碎，從而形成顆粒狀，有些被漿液帶出，而另一些則和漿液混合在一起。在漿液凝固的過程中，形成固結體，這種固結體有一定的強度和抗滲透的能力，從而對橋梁地基進行加固。這種方法用途很廣，而且加固地基的質量可靠效果好，成本比較低，施工比較簡單，目前已逐漸成為我國公路橋梁墩臺基礎加固的常用方法之一。

5 結束語

隨著現代化交通的發展，我國的橋梁數量和種類不斷的增多，橋梁養護工作也顯得越來越重要?，F有的橋梁加固表明，利用既有橋梁加固和拆除重建相比，前者工期短，資金少，而且對現有的交通運輸影響比較小?？傊?，對公路橋梁進行加固處理時，必須充分考慮到加固措施的可行性、經濟性和實用性。本文針對公路橋梁病害的分析，提出相應的維修加固方法，希望能夠帶來很好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]鄭文典.小議常見橋梁病害的形式及成因[J].工程技術.

[2]劉鋒民.橋梁加固方法與應用[A].全國城市公路學會第十六屆學術年會，2007.

[3]郭麗芳.高速公路橋梁預防性養護[J].交通世界，2010（13）.

[4]王軍.對我國道路橋梁的病害及加固技術的探析[J].《科技資訊》，2011.

[5]紀寧華.淺談橋梁加固方法[J].《交通標準化》，2008.

作者簡介：唐虎（1984-），男，工程師，畢業于西安建筑科技大學，土木工程專業，主要從事道路、橋梁的勘察設計工作。