公路桥梁常见病害与维修加固技术探究

陈明学

台州市煜兴建设工程有限公司 浙江 台州 317300

1 公路桥梁的病害类型

1.1 结构性病害

结构性病害通常是一个长期的积累过程。此类病害不会对桥梁使用的初期阶段产生不利影响。但是，长期使用桥梁后，会影响桥梁的整体结构性能，降低地基的承载能力，产生质量与安全隐患，比如基础外露、单板受力、梁板裂缝、不均匀沉降等。

1.2 功能性病害

功能性病害是指病害的发生会影响到公路桥梁的使用功能。根据不同地区和不同气候条件所产生的原因也尽不同。常见的功能性病害主要包括局部的松动、破损，铺装层裂缝，钢筋的锈蚀等[1]。

2 公路桥梁的常见病害

2.1 不均匀沉降

在桥梁工程的使用过程中，不均匀沉降问题出现频率很高，此病害容易引起诸如桥头跳车等问题，而且还会传递到上部结构引起梁板的破坏，影响驾驶的舒适性和安全性，引发道路交通安全事故。不均匀沉降的主要原因是由于桥台是刚性体，桥头路基是塑性体，由于在路基填筑时压实度不足，或者路面水渗入台后，在车辆长期通过及路基自然固结沉降下，桥台和桥头路基产生了高差。所以在进行台背填筑时，选择透水性材料、对称分层填筑、压实度控制、做好排水都显得尤为重要，在施工组织时也要合理安排，让台背填料有一个自然沉降的过程。

2.2 裂缝病害

在桥梁的建设和维护中，出现裂缝会降低结构的强度、刚度和稳定性，最严重的是威胁整个桥梁的质量和行车的安全。桥梁结构出现裂缝后，水会从裂缝中渗入，从而引起结构的开裂、塌陷、钢筋的锈蚀等问题。桥梁施工中，常见裂缝可大致分为结构性裂缝和非结构性裂缝，其中，非结构性裂缝占比较大。尽管非结构性裂缝对桥梁结构的危害较小，但它们会随着时间的推移，裂缝逐渐扩大，最终会造成安全隐患。造成裂缝的原因，主要包括行车过载，未严格控制施工过程中施工及材料的质量，现浇混凝土支架搭设地基不稳定，施工管理不到位等。

2.3 钢筋腐蚀

由于公路桥梁项目均在野外进行，施工环境相对比较恶劣，在钢筋进场后，如果没有做好保护，钢筋极容易发生锈蚀现象。钢筋的锈蚀会导致材料抵抗性能的降低，有效受力应面的缩小，造成应力的集中和突变，极易引发结构性安全隐患。要做好钢筋的保护工作，首先要保证存放场地干燥无污染，远离腐蚀性材料和有害气体，钢筋加工棚要做好防雨防水措施，加工完成的钢筋不宜存放过久；其次，在钢筋混凝土浇筑时，要注意振捣密实并保证混凝土的保护层厚度；最后，对于现场预埋的钢筋接头或特殊沿海地区的桥梁结构，需要做好相应的保护措施，如采用高性能防水混凝土、喷涂防腐涂层、转移氯离子吸附方向等[2]。

3 桥梁工程病害预防及加固措施

3.1 混凝土裂缝

混凝土的内部温度与水泥的量和类型密切相关。一般来说，混凝土的内部温度越高，产生的热应力就越大，从而增加了开裂的可能性。因此，控制混凝土内部和外部之间的温度差是消除混凝土中的热裂缝的有效措施。具体措施包括：①严格控制浇注温度和出口温度。如果温度很高，则可以安装遮阳棚以防止阳光直射到混凝土中，还可以通过喷水冷却降低骨料温度。②不断改善施工和振捣过程。浇筑的混凝土在终凝之前必须振捣两次，以避免由于混凝土渗漏而导致蜂窝麻面，保证混凝土保护层的厚度，能有效提高混凝土的弯拉强度。③严格按照浇筑顺序浇筑混凝土。减少混凝土裂缝的主要方法是严格遵守浇筑顺序，其主要原理是控制浇筑混凝土内部和外部的温差。如果是在夏天建造，可以通过埋设冷却管来减少内部热量的集聚，采用覆盖保温膜、草袋等减少水分的蒸发和表面温度的增长；如果是在冬天建造的，为防止混凝土表面温度过快下降，可采用蒸汽养护的方式。

裂缝的处理主要就是对裂缝进行修复，恢复混凝土结构强度。对于比较小的裂缝，可以采用灌浆和涂防水涂料，对于宽度及深度较大的裂缝，需在清除破坏层后，用混凝土进行重新浇筑或者利用高性能防水材料（如环氧树脂）进行填补。

3.2 桥梁“单板受力”维修加固

“单板受力”主要表现为铰缝混凝土剪切破坏，混凝土松散脱落，致使桥面铺装层产生不规则的纵向裂缝，甚至是形成破损碎裂带，在两侧空心板之间形成高差，甚至引起板底的开裂变形。维修方法为先凿除混凝土铺装及铰缝混凝土，必要时更换梁板，在边梁位置植入螺纹筋加强横向联系，在梁顶铺设双层钢筋网来预防反射裂缝，用补偿收缩钢纤维细石混凝土填筑铰缝后，铺筑防水层及桥面铺装。

3.3 施加预应力加固方法

施加预应力加固方法是通过改变桥梁的受力模式，以恢复桥梁的强度、刚度和稳定性。这种方法使用效率高，应用广泛，有极好的极限状态承载能力，由于钢筋内置，这种方法降低了体外预应力出现钢筋锈蚀病害的发生可能。这种技术一般应用在受压和受弯构件的维修加固中，通过施加初始应力，能有效地抵消原结构的自重应力，通过桥梁结构的应力卸载，进而提高了构件的承载能力。其中受压构件主要采用撑杆加固，利用与桥梁连接的撑杆进行应力的分担，减小桥梁荷载；受弯构件主要采用的是拉杆加固，施工时要根据荷载情况进行受弯截面的调整。

3.4 粘贴钢板加固

粘贴钢板加固是一种简易的加固方法，在道路桥梁出现局部破损时，把钢板粘贴在破损位置可以迅速形成强度，恢复交通。这种方法操作简单，不需要动用较多的人力物力，能尽早地恢复通车，但是由于没有改善道路桥梁的结构强度，一般用于低等级道路桥梁工程及应急工程中[3]。

4 结束语

随着我国经济的快速发展，公路交通运输业也在不断发展之中，截止2019年末，全国公路总里程已达到501.25万千米，运载规模和数量都在逐年增长，公路桥梁的施工建设、运维加固技术必须不断改进，要通过实践检验，验证新技术、新材料、新方法的适用范围及控制措施，培养一批公路桥梁建设的优秀人才，不断提高我国公路桥梁技术水平。