道路桥梁的常见结构病害及加固技术分析

2015-08-15寻乌县城乡规划建设局江西寻乌342200

江西建材 2015年22期

■林晨 ■寻乌县城乡规划建设局，江西寻乌 342200

在经济发展的带动下，我国的城市化进程不断加快，人们的生活水平不断提高，私家车辆的增加对于道路桥梁的承载能力和稳定性提出了更高的要求。相关统计数据显示，由于车辆超载以及车流量巨大、监管不力等因素，我国城市道路桥梁中普遍存在着一些常见的结构病害，虽然不一定会造成严重的影响，但是，从安全方面考虑，对道路桥梁进行加固处理，是非常必要的。

1 道路桥梁常见结构病害

1.1 主拱圈裂缝

在道路桥梁的定期检查中，经常会发现主拱圈中波的波顶出现纵向裂缝、横向裂缝及U 型裂缝的裂缝病害，一般存在与拱顶前后10m的范围内，对于主拱圈的强度和稳定性造成相应的影响。

1.2 铺装层裂缝

在道路桥梁工程施工中，如果环境温度的变化较大，则可能会导致铺装层冷热不均，出现温差裂缝;在桥梁使用过程中，正常行驶的车辆如果存在超载、超速等现象，在其长期作用下，会对铺装层造成磨损和积压，引发应力裂缝;如果混凝土配合比设计不当，或者没有做好相应的养护工作，同样可能导致裂缝的产生。

1.3 钢筋锈蚀

当前，道路桥梁结构一般都是采用钢筋混凝土结构，而一旦钢筋出现锈蚀，其体积会迅速膨胀到原来的10 倍以上，同时导致桥梁的稳定性大大降低，周围的混凝土遭到积压，进而产生开裂、剥蚀等病害。而这些问题的存在，会导致桥梁结构受损，影响桥梁的整体承载能力。不仅如此，钢筋的锈蚀还会严重影响桥梁的美观性。

1.4 端头局部损坏

导致端头局部损坏的原因主要体现在三个方面:一是设计存在缺陷，误差较大，导致桥梁在施工完成后，承载能力不足;二是施工不当，没有重点关注桥梁端头伸缩缝的施工质量，导致桥梁在使用过程中出现破损;三是养护不当，在施工完成后，没有及时对桥梁进行养护处理，导致伸缩缝出现不同程度的损坏，车辆在正常行驶中，可能会出现跳车现象，严重影响行车安全和桥梁的使用寿命。

1.5 混凝土碳化

在道路桥梁中，混凝土碳化病害主要是由自然因素引起的。在混凝土组分中，含有氢氧化钙，其会与空气中的二氧化碳发生反应，生成碳酸钙，导致混凝土PH 值的降低。在这种情况下，如果混凝土没有经过防腐处理，则不仅无法对钢筋进行保护，还可能造成钢筋的腐蚀，给桥梁使用带来相应的安全隐患。

2 道路桥梁加固技术

2.1 桥面铺装加固法

桥面铺装加固法包括了局部修复凿补法、重新浇筑混凝土面板加固法以及桥面补强层加固法三种。其中，局部修复凿补法主要是当桥面铺装层出现脱落、碎裂时，对其进行局部修复。修复过程中，需要首先对铺装层表面进行凿毛，清除所有破损的松散物，露出内部骨料，然后使用水泥混凝土进行修补，并涂刷同标号水泥或者粘结材料，强化新旧混凝土间的黏结性;重新浇筑混凝土面板加固法适用于桥面破损相对严重，单纯依靠局部修补无法达到预定效果的情况，需要将道路桥梁上的行车道铺装全部拆除，然后重新浇筑混凝土面板，对桥梁进行加固;桥面补强层加固法不仅适用于裂缝的修补和剥离层的复原，还能够提升梁板的抗弯能力，提升其承载能力。

2.2 增加截面加固法

对于桥梁受弯构件的承压区域，利用混凝土进行加固，可以有效增加承压区域的截面积和高度，还能够提升整座桥梁的刚度，包括了桥梁正截面的抗弯能力和斜截面的抗剪能力。在实际施工中，这种方法具有工艺简单、技术成熟、适应性强等优点，在对桥梁墙、梁、柱、板等进行加固时，可以采用增加截面加固法。

2.3 混凝土置换加固法

混凝土置换加固法，主要是针对桥梁承压区域强度较低或者存在质量缺陷的梁或柱进行加固。这种方法的优点在于，在加固施工完成后，不会对建筑净空造成影响。不过其缺陷也比较明显，即在对缺陷梁柱进行加固处理后，仍然可能存在湿作业时间较长的问题。

2.4 灌封胶灌注加固法

当道路桥梁主体出现变形，或者存在比较严重的裂缝时，桥梁的承载能力会逐步下降。在这种情况下，在桥梁加固前，应该对其进行全面检测工作，对病害的原因和具体位置以及危害性进行明确，从实际出发，制定出相应的加固处理方案。对于承载力刚度不足的桥梁主体，应该使用灌封胶，通过灌注处理的方式，对裂缝进行处理，之后结合体外预应力加固法、粘结钢筋加固法等方法，进行桥梁结构的加固，促进梁体承载力和抗弯力的提高。

2.5 预应力加固法

预应力加固法主要是针对混凝土受弯构件进行加固的技术方法。在预应力及新增外部荷载的共同作用下，拉杆内部会产生轴向力，同时由拉杆端锚固偏心传导至构件，对构件形成相应的偏心压力。在上述作用力的影响下，外部荷载对于桥梁结构构件的影响会出现明显的下降，使得构件的整体抗弯承载能力、斜截面抗剪承载能力得到有效提高。不仅如此，通过这种压力的有效传递，能够对结构构件的整体性能进行强化，对混凝土裂缝发育进行控制和缓解。对于钢筋混凝土构件而言，在预应力下撑拉杆加固完成后，会与被加固构件紧密联系在一起，形成一个超静定结构体系，在外部荷载与预应力的双重作用下，拉杆产生的轴向力会通过构件结点，传递到被加固件，从而改变其截面内力特征，对部分外部荷载的作用进行抵销，提升构件的整体承载能力。

2.6 外包裹型材加固法

外包裹型材加固法，主要是利用型材或者钢板，通过包裹和粘结的方式，固定在需要加固的构件外部。例如，在对混凝土构件进行加固处理时，可以采用湿式外包加固技术，根据构件的破损程度，选择相应的型钢，利用环氧树脂粘结固定在待加固件的周围，与其形成一个整体，从而实现对于构件的加固。在加固措施完成后，承压结构在型钢及被加固件的共同作用下，其自身的受压和受拉面积会得到显著改善，促进桥梁整体刚性和正截面承载能力的提高。在实际应用中，这种方法的优势在于施工简单、作业量小、受力结构可靠等，不过需要消耗大量的钢材，成本相对较高。

2.7 外包裹纤维塑料加固法

这种方法与外包裹型材加固法基本相同，不过是利用复合型增强材料代替型钢，包裹并固定在需要加固构件的受拉区域，形成相应的受压、受拉共同体，强化构件的整体承载能力。与其他方法相比，这种方法不仅具备型材加固技术的优点，同时具有耐腐蚀、重量轻、维护成本低等优点，不过，考虑到纤维塑料材料的可燃性，需要设置相应的防火措施。