基于病害分析的桥梁结构维修与加固措施浅析

张燕飞

【摘 要】不同地区的桥梁具有不同特色，在设计工艺、施工建造、后期维护方面都有着不同要求。当前由于普遍的超载问题已经给桥梁普遍造成了严重病害，对桥梁进行良好的维修养护成为对抗病害、保障桥梁安全的重要手段。本文探讨了基于病害分析的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

桥梁维修、加固方案的选择和设计，对加固工程的质量和经济性有很大影响，是维修、加固改造项目成功与否的关键。各种维修、加固技术各有其优缺点和适用性，方案选择应结合具体工程的特点，针对不同的桥梁病害，综合采用各种维修加固技术措施，尽量考虑综合经济指标，做到技术可靠，经济合理，方便施工。

一、桥梁结构的常见病害分析

1、桥台存在竖向、纵向裂缝现象

一是在施工时，桥台的填料在压实度方面明显不足；二是填土的不均匀，导致了沉降的现象出现；三是在浇筑体积较大的混凝土时，对于水热化的影响没有进行较好的控制，从而引发了收缩裂缝的现象；四是在施工时，对于地基的处理不够到位，导致了承载力不足的问题，这是桥台出现不均匀沉降现象的根本原因。

2、梁板板底存在纵、横向裂缝现象

導致这一现象发生的原因有以下几点：一是因为铰缝的脱落，受到了严重的破坏。这直接导致了梁板横向分布的系数增大；二是在浇筑体积较大的混凝土时，对于水热化的影响没有进行较好的控制；三是在梁板底部上，其保护层的厚度偏小，导致出现裂纹的现象。这些都是引起桥梁承载力安全储备不足、横向裂缝现象出现的直接原因。

3、伸缩缝损坏

一是因为设计不周、选型选材不当所引起的伸缩缝损坏；二是因为桥墩台施工和梁板尺寸有误差，引起了伸缩缝损坏；三是设计的伸缩量与现实的伸缩量具有差距，引起了伸缩缝损坏；四是在板式橡胶的伸缩缝当中，因为施工的误差或者胶版的破坏，引起了伸缩缝严重跳车的现象；五是在“反开槽法”的施工中，没有进行认真的操作的，导致了伸缩缝跳车的现象频发。

4、支座病害

一是因为支座位移超限或脱空导致了变形开裂或者混凝土垫石压坏、钢筋外漏锈蚀的现象出现；二是因为钢盆橡胶支座螺母的是松动，导致了螺栓脱落、剪断的现象；三是橡胶支座过于老化；四时因为钢板滑动支座以及弧形支座的滚动面出现了锈蚀的情况。

5、环境因素引起的损伤

一是在有水的情况下，混凝土的碱集料反应会造成一定的破坏；二是氯离子对于混凝土有着巨大的化学侵蚀作用；三是再潮湿的情况之下，因为温度的变化，混凝土当中的孔隙水的冻结体积将经历冻结膨胀后再融解松弛的过程，这样反复的过程，会导致疲劳的效应，从而引起混泥土从外到内被剥蚀的现象发生。

二、桥梁结构维修与加固的措施

1、桥面铺装加固

如果是局部破损，将破损处表面凿毛清理干净后涂刷同标号的水泥砂浆或其它粘结材料，然后铺筑一层水泥混凝土铺装层。如果桥面板的碎损特别严重，必须将原有的行车道铺装全部拆除清理干净后重新浇注混凝土桥面板。如有需要，锚入适量短钢筋，配置1～2层钢筋网。或者在旧有桥面板上重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层。此方法既能修补已出现裂缝、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。

2、伸缩缝的维修加固

伸缩缝应注意日常保养，若有损坏或功能失效，应依据缺陷程度确定是进行部分修补、部分更换还是全部更换。若铺装层破坏后，应凿除重新铺筑，凿除破损部位应划线切割（或凿），清除旧料后再浇筑新面层。若材料老化、断裂、变形、不能正常运行时应及时拆除并更换新型伸缩缝。

3、钢筋锈蚀的维修加固

钢筋发生锈蚀后断面积减小，直接影响结构抗拉和抗弯能力；锈蚀部分的体积可膨胀至原来体积的10%以上，对

周围混凝土形成挤压，造成混凝土开裂、剥蚀，降低混凝土对钢筋的握裹力。为维持桥梁的正常运营，需要对出现钢筋锈蚀的桥梁进行维修。主要维修步骤为：凿除松脱、剥离等已损坏部分混凝土；对钢筋作除锈处理，并清理混凝土面上灰尘，除锈后即进行防锈处理；涂以环氧胶液等粘结剂；立模、配料浇筑，或喷浆、涂抹施工。对新喷涂或浇筑混凝土面进行表面处理。

4、墩台基础的维修加固

桥梁墩台基础在常年使用过程中，除了承受上部构造荷载外，还将承受各种外力的作用。因此，桥梁墩台将会出现不同程度的损坏。桥梁墩台基础常产生的病害有：基础不均匀沉降、滑移和倾斜，以及基底局部冲空，基础结构物的异常应力和开裂等；墩、台身的各种水平、竖向和网状裂缝，混凝土剥落、空洞和老化，结构变形、移位等。应根据不同损坏程度及结构情况进行维修加固，延长桥梁使用寿命，充分发挥现有公路基本设施的经济效益和社会效益。

（1）基础加固方法有：水泥灌浆加固法、扩大基础加固法、钢筋混凝土套箍加固法、增补桩基加固（打入桩或钻孔灌桩）法、人工地基加固（改良地基）法等。

（2）墩台加固方法有：钢筋混凝土套箍或护套加固贯通裂缝的墩台法、用支撑法或增设挡土墙法处理墩台滑移、用顶升法加固产生过大沉降的桥梁结构等。

5、塞缝灌浆加固

这种加固方法相对比较简单也更易于操作，即采用首先搅拌好所需的填充材料，一般为一定比例的水泥浆加入环氧树脂浆，通过喷浆机将灌浆浇灌入桥体裂缝地方，然后加以夯实，待凝固之后便可以起到填塞裂缝、保护钢筋预防锈蚀并提高桥梁整体强度的加固作用。灌浆一般由水泥浆、环氧树脂浆，并均可加入适当砂形成砂浆，在进行桥墩裂缝灌浆中多采用水泥砂浆，这种浆成本更低效果更好，对水泥混凝土结构有着较好的加固作用。而环氧树脂浆多用于钢筋水泥结构的桥面裂缝，可以对裸露的钢筋起到较好的保护作用，防止锈蚀。

6、粘贴加固

随着桥梁的老化或者病害损毁，亦或是车流量的加大导致原桥梁有效负载能力已无法满足通车要求的情况下，就要考虑使用粘贴加固法，通过粘贴碳纤维或者钢板的方法提升桥体的承重能力。粘贴加固法具有工艺简单、工期短见效快的特点，过去钢板是主要的粘贴材料，随着科学技术的发展，碳素纤维材料的出现逐步取代了钢板的应用，但素纤维材料具有更好的强度和拉力，且质量更轻，在不增加桥梁自身负荷情况下能够最大限度的满足加固桥梁的作用。同时，在桥梁的底面粘贴碳纤维能够提高截面的承载力，在桥梁侧面粘贴碳纤维则能够提高截面的抗剪能力。

7、增设纵梁加固

在桥梁基地安全性能较好，桥墩承载能力足够的情况下，采取增设新纵梁的方法也可以同样起到加固桥梁，提高桥梁承载力的作用。新增纵梁与原有旧梁共同受力，旧梁承载负荷就相应减轻，从而使得加固后的桥梁承载负荷得到提高。同时，采取增设纵梁的方法还可以配合使用扩宽桥面的办法，既将新纵梁置于主梁两侧，在保证桥面安全的情况下，根据桥梁上下结构，合理设计加宽方案，适当扩宽桥面宽度，以提高桥梁通车能力，和载重能力。

总之，混凝土桥梁因环境因素和使用条件的变化导致结构出现各种病害，进而对桥梁使用性能、耐久性及使用寿命产生影响。针对不同的桥梁病害采取针对性的养护、维修和加固措施，可有效改善桥梁工作性能、安全性能及延长桥梁的使用寿命。因此，桥梁管理部门应加强桥梁日常检查以全面掌握既有混凝土桥梁的健康状况，对桥梁结构的各种病害进行及时维护以保证桥梁的安全运营。

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