城市桥梁维修加固施工研究

朱恒怡

摘 要：近年来，我国交通事业蓬勃发展，高速公路建设的不断完善，国内公路网的形成，使得高速公路承担起了主要的交通运输任务，经济的飞速发展，带动了整个交通运输业的繁荣，在高速公路上涌现出大量大型、重型车辆，这些加速了公路桥梁的老化，表现为破损严重、承载能力下降。在分析目前我国公路桥梁现状、桥梁病害诊断基本思路、加固方法选择原则、评估及加固准则的基础上，综述了几种常用和新型加固技术，评述比较各自优缺点。最后在评述以上新技术以及其他已成熟应用技术的基础上，给出桥梁加固工程的实际应用原则并展望了未来加固技术。

关健词：道路桥梁；成因；评估；加固；方法

随着我国社会经济和交通运输事业的快速发展，过去年代修建在市政道路上的桥梁，负担着十分沉重的交通荷载及繁重的交通量。由于受到当时的设计、材料、施工等方面的影响和局限，先天不足，加上不能适应目前交通量的迅猛增长，使得桥梁的检测和加固成为必要，桥梁结构是典型的不可逆结构，受自然因素如腐蚀、冲刷、预应力损失等，非自然因素如意外损伤、超载、开裂等的影响，一旦建成，其结构性能会随运营时间的增长而不断下降。

一、桥梁加固的目的与意义

（一）桥梁加固的目的

自桥梁建成之始，不久就会产生已建桥梁的维修、改造和加固的需求，也就是针对已经变旧的桥梁，不能满足继续使用的状况进行处理的方法。

（二）桥梁加固的意义

桥梁加固后，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入，使桥梁能满足交通量的需求，还可以缓和桥梁投资的集中性。加固桥梁可以预防和避免桥梁的坍塌造成物资损失和人身伤亡。

二、桥梁病害成因

在加固与补强之前，应确定结构的劣化和损伤的原因，以便确定维修加固方案。除有偶然荷载急剧作用于桥梁造成梁板断裂等重大损坏外，常见的桥梁病害有裂缝、撞损、剥落、蜂窝、冲刷、钢筋锈蚀等。其中裂缝是混凝土桥梁最常见的病害表现之一，是影响桥梁承载力和耐久性的重要因素。混凝土裂缝引起钢筋保护层破坏，致使空气侵人导致钢筋锈蚀，钢筋锈蚀是钢筋混凝土构件破坏的重要原因。造成以上病害的主要原因如下：

（一）桥梁设计、施工及运营对桥梁的影响。在桥梁的建造过程中，设计不合理、截面尺寸和钢筋配置不符合力学要求、施工质量 问题达不到设计要求、建筑材料使用不当、品质不良等等。这些方面如果出现问题将使桥梁在使用伊始就存在质量隐患。桥梁在使用过程中，混凝土的干缩、徐变现象以及预应力构件的预应力损失不可避免，造成裂缝产生、构件强度降低；同时，环境中有害的化学物质会对结构造成侵蚀，导致混凝土强度降低，钢筋产生锈蚀。 此外，交通超载、车辆的撞击损坏、桥面磨损等人为因素的破坏是经常发生的；严寒酷暑的温度影响、洪水的冲击、地震造成的破坏也不可避免。

（二）环境因素对桥梁病害产生的影响。严寒酷暑的温度、气候、洪水的冲击等桥梁外部环境对桥梁会产生影响，以致混凝土桥梁的劣化现象。多种原因相互作用，恶性循环，形成桥梁的劣化与损伤。常见的劣化现象有裂缝、撞损、剥落、蜂窝、冲刷、钢筋锈蚀等。裂缝是混凝土桥 梁最常见的劣化现象。钢筋锈蚀是钢筋混凝土 构件破坏的主要原因。

（三）超载超限对桥梁的危害。车辆的超载超限对桥梁的损伤很大，自06年以来，我市干线公路桥梁出现了不同程度的病害和损坏，桥面板严重坑洼不平，梁板出现较多的裂缝、断裂、受力钢筋外漏、锈蚀。车辆的超载超限已成为严重的公路桥梁的杀手。超限产生过大的弯矩和剪力使梁板产生过大弯曲变形和剪力破坏，产生弯曲裂缝，支座附近产生剪切裂缝。过大的荷载使装配式板桥的铰缝混凝土开裂，导致桥面横向分布削弱，桥板承受荷载增加；严重时铰缝混凝土破坏，形成单块板受力，使桥板断裂，产生险情，严重威胁桥梁和行车安全，如不及时采取措施，将形成事故。

（四）地震对混凝土桥梁的破坏地震因其发生的突然性和巨大破坏 力而被列为各种自然灾害之首。

三、桥梁维修加固方法

通过对桥梁现状、病害成因及可能的发展趋势、桥梁使用状况的科学分析，按照“安全、经济、实用、美观”的维修加固原则，在桥梁加固方案的选择、几何尺寸的拟定上力求实用有效，同时考虑施工方法可行。对每座桥梁加固均严格按规范要求绘制设计图纸，编报施工图预算。对施工难度大、施工工艺复杂的桥梁进行加固时，同时做好相应的施工组织设计，确保维修加固质量。下面是几种常见桥梁病害处治方法：

（一）基础冲空

在冲空部位用灌注素混凝土填充，选择的混凝土标号不小于C20。如双峰山小桥0号台基础冲空采用了此方法。

（二）因地基不均匀沉降桥台侧墙开裂或外倾

采用支撑加固方法处理，即在侧墙外倾处设置支撑墙。支撑墙常用浆砌片石或浇混凝土等材料修建。

（三）主拱圈出现纵向裂缝的加固

常用的方法有拱背加固和拱腹加固两种，应考虑河道水流量、安全、交通等因素选择加固方法。采用拱腹加固时，一是用拱肋横系梁加固，可节约材料用量，降低费用；二是拱圈衬砌加固。

（四）桥梁附属设施及桥面系的损毁维修

桥梁附属设施包括锥坡、桥头护岸等，是最易遭受水毁损坏的部位，此类损毁主要采用原结构修复方法处治。桥面系由于受到车辆和人为破坏，也会出现损坏，影响了桥梁的正常使用和行车行人安全。如桥梁栏杆、桥面铺装层的损坏。对此类病害，视其损坏程度、数量及原构件的可利用价值，主要采用维修更换或拆除重建。

四、橋梁加固施工质量控制

（一）严把图纸审查关。

从几何尺寸拟定、力学体系分析、构件组合型式，到施工因素影响均充分考虑，做到“精心设计”，并上报设计图纸，请上级审查把关。

（二）严把材料进场关。

在桥梁大中修工程施工中，对钢材、水泥等外购材料要有产品合格和生产厂家的证明，进场材料的规格型号必须符合设计图纸规定；对砂石材料必要检查其相关的技术指标，确保材料质量符合施工规范要求。

（三）严把工艺操作关。

从混凝土配合比的配制、钢筋的焊接到构件的浇筑等工序均严格把关，对关键工序、隐蔽工程实行全过程旁站，对混凝土采取抽取试件检测。

（四）规范施工管理。对大中修项目实行监理模式和合同管理

通过近期对已维修加固桥梁使用情况、外观质量、老桥病害有无发展等现场检查可以看出，维修加固效果显著，满足了桥梁的正常使用要求。

五、结束语

由于桥梁病害发生的不确定性，桥梁维修加固又无现成的理论体系，因而桥梁维修加固工作是项探索性、实践性较强的工作。只有不断地积累经验，总结分析后期的使用效果，才能判断维修加固方法的科学性、适用性和针对性。随着我国桥梁建设的发展以及现有桥梁的老化，安全评估和加固补强必将成为桥梁工程中的一门新兴学科，推动桥梁工程发展特别是桥梁的加固技术要求新工艺、新技术的不断出现。随着科研工作的不断深入以及广大科研设计等人员的共同努力，新材料、新技术的应用将在今后的桥梁加固改造中发挥日益重大的作用。

参考文献：

[1]王聪慧.植筋技术在桥梁加宽及加强工程中的应用[J].公路，2002（9）：63～66.

[2]易刚祥，龙廖乾，谢 芳.桥梁加固综述OVM通讯，2003，（4）：11～154.