道路桥梁结构常见病害与加固技术研究

陈吉让 王再光

摘要：道路桥梁结构病害的原因不是单一的，就自然因素来说，无论是雨水还是河水都能够使建筑接触面发生水含量加大而影响牢固程度，尤其在大风大雨的恶劣天气长期影响下，加上较重货车长期反复行驶，多种外力共同作用，就更容易出现裂缝，大片断层等损坏情况。而施工过程中原料质量不过关，施工操作不科学，不能克服环境因素都可能造成桥梁病害的形成。文章分析了道路桥梁常见的一些类型，并探究了防治病害的加固技术。

关键词：道路桥梁；结构病害；加固技术

前言

近年来，随着各种重型车辆、工程用重型运输车的不断出现，公路桥梁负荷日趋加重，加之旧桥部分老化、破损或受原设计标准的限制，不少混凝土桥梁由于耐久性不足最终导致结构失效，有相当数量的混凝土桥梁损坏严重，或处于超期运营状态。

一、常见的道路桥梁结构病害类型

（一）路桥地基不均匀沉降

路桥地基的不均匀沉降是导致路桥病害的一个主要原因，路桥面会由于地基沉降不均匀而造成受力不均，最终出现裂缝，如果裂缝严重则会造成桥面的塌陷及桥梁的彻底损毁。一般而言，路桥地基会不规则沉降主要是以下几个原因造成的：第一，施工前的地质勘探、设计缺乏科学性。一般项目在施工前需要进行实地勘探，然后呈报工程地质报告，将施工地段的地质情况如实的反映在地质报告中，工程设计则以该地质报告为参考依据出设计图。可以说这两项工作是整个施工过程的基础，二者相辅相成缺一不可。如果其中一项未做到位，就会造成施工过程中出现地基不稳或者不均匀沉降等问题。第二，施工过程不规范，很多施工单位出于工程成本的考虑，在施工时采用与设计要求不相符的工料，质量管理松懈，甚至与工程设计的初衷相违背，因此造成工程地基的不稳固。第三，工程所在环境的因素。因为一个地区可能有若干个工程同时施工，如果附近工程的打桩深挖缺乏合理性，则本工程地基的稳固性就可能受到影响。

（二）桥面铺装层出现裂缝

一般造成桥面铺装层出现裂缝的原因有以下几个：第一，施工过程中，环境变化不均造成裂缝的出现。现在我国道路桥梁的铺装层大部分是半刚性结构，尽管这种结构可以提升铺装层的密实度、压实度以及强度，但是也造成铺装层承重面在面临温度变化时太过敏感，在温差较大的地区施工，出现这种裂缝的机率更高。第二，承重车辆的因素，因为在车辆行驶过程中，急刹车的现象是不可避免的，而且现在道路超载现象也很严重，路桥面受到挤压、磨损，久而久之裂缝即会出现。第三，施工过程中混凝土配料不合理。现在大多数道路桥梁面的原材料都是混凝土，如果一些施工人员在进行混凝土的配比时，对于混凝土的初凝期锯缝时间掌握不准确，则很可能出现混凝土配比失误，从而导致道路通车后出现裂缝。并且这种裂缝会越来越宽、越来越深，久而久之路桥面就会出现坑槽和凹陷。

（三）梁端头局部破损

在路桥结构中，最易出现梁端头破损的现象，并且修复困难。破损主要是梁端头伸缩缝损坏及变形。一般造成梁端头破损的原因包括：第一，设计计算错误，在路桥的设计阶段梁端伸缩量的设计出现失误，当其受到车辆的反复碾压时就会破损，而且会造成伸缩装置失灵。第二，施工人员操作失误，如果施工过程中稍有不慎都可以造成后续出现问题；第三，养护工作不到位，如果存在养护缺失，则伸缩装置损坏的机率就会大大提高，特别是出现“伸缩缝跳车”的现象，使得橋梁所受的冲击力增大，破坏桥梁的整体结构，缩短寿命。

二、路桥加固的流程

在发现路桥结构病害后，要采取相应的加固或维护措施。通常桥梁加固的工作程序如下：首先，鉴定结构的可靠性，然后确定加固方案，进行工程加固设计，接下来进行加固工程的施工与验收。其中，在鉴定结构的可靠性时，其工作重要是诊断病害结构的情况；确定加固方案的过程是加固过程中最重要的一环，而加固设计则是根据加固方案参照相关的规范标准进一步深化；接下来的加固施工则是具体的执行过程，对于大型工程而言，在进行结构加固时还要先进行施工组织的编制与设计。

三、常用的路桥加固技术

（一）裂缝修补技术

常用的裂缝修补技术包括以下几种：第一，表面外理技术，如果裂缝比较细小，可以在其表面涂抹填料和防水材料，即可提高其耐久性与防水性。如果裂缝的宽度随时会变化，则填料最好有伸缩性。第二，注浆技术，可以将树脂、水泥类材料注入裂缝中，其耐久性与防水性均会有所提高。常用环氧树脂作为注浆材料，通过低压、低速注入法来完成。如果把钢钉结合环氧树脂注入，裂缝部位的整体性会得到大幅提升，因此这也是避免裂缝扩展的有效措施。第三，充填技术，通常裂缝的宽度较宽时，会采用这种办法。具体过程如下：先沿着裂缝凿出一条深槽，再将诸如水泥砂浆、膨胀水泥浆、沥青及其它的化学补强剂等嵌补于槽内。第四，表面喷涂技术，与喷浆技术修补裂缝表面的作法不同，喷射技术是在路桥面形成一层粘度高、密实度高的水泥砂浆保护层，从而对裂缝进行修补。在喷浆前要先除去结构表面出现的剥离部分，再用水冲洗，在喷浆前要先湿润基层再喷浆。第五，粘结钢板进行封闭，如果钢筋构件出现主拉应力裂缝，可以先对裂缝进行相应的处理，再将钢板粘结在裂缝处，再用膨胀螺栓加压。要注意钢板的粘结方向要垂直于裂缝方向。

（二）桥梁加固增强技术

我们可以通过上部结构的加固方法予以说明。加固梁式桥上部结构，最常用的方法有以下几种：加大截面积、外部粘贴、外部预应力加固、改变结构体系以及增设纵梁。其中加大截面积加固可以通过增大结构构件面积来实现，按照荷截强度、净空条件的不同，加大截面加固法又分为两种，一种是以加大截面面积为主，另外一种则是以加配钢筋为主。外部粘贴加固法则是利用诸如环氧树脂之类的粘合剂，将型钢、玻璃钢等材料粘在结构外部，使得结构承载力得到大幅提升，通常构件尺寸有所局限但是结构承载力必须大幅提升的情况下，可以使用该技术，需要注意的是粘和剂的质量要有所保证。外部预应力加固是根所预应力原理，通过增设构件或者在原构件上施加相应的初始应力来实现加固的目标。对受拉区施加预加压力，可以将部分自重应力抵消，有卸载、减？小裂缝宽度甚至闭合裂缝的功能。还有改变结构体系的加固方法，该方法是增设桥墩或者其它支撑，使得梁内控制截面峰值弯矩有所降低，从而提高桥梁的承载能力。

（三）锚喷技术

随着施喷机具的飞速发展，喷射、钢筋网与锚杆配合使用，进一步完善了锚喷技术。对于桥梁上部结构的加固，可以采用锚喷技术来完成。具体实行过程，可以采用喷射硅，其无论在工艺材料或者结构等方面，与普通的现浇硅相比均有比较明显的优势。在施工过程中，要加速凝剂，所以其早期强度高、凝结速度快的特点也十分突出。此外，锚喷技术在施工过程中不用模板，或者只用侧向模板，它的运输、浇注以及捣固等多道工序可以合并，因此又有设备简单、占地少、机械化程度高、工作效率高等特点。

结语

总而言之，道路桥梁的结构强度要够，才可以承受相应的附加力与重力，且结构的各个部分刚度要够，才可以保证其受到荷载作用时不会出现太大的变形与挠曲；结构中各个部分的尺寸大小得当，才能保证其在受到轴向压力时，不会失去应有的稳定性等。

参考文献：

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