桥梁常见病害的成因及加固措施

王家昌 李勇

【摘 要】随着交通事业的发展和桥梁使用年限的增加，公路桥梁的病害问题日益突出，桥梁改造维修加固任务十分繁重，并且耗资巨大。一般而言，如果能严格施工，并在运营期间仔细检查与维护，病害及早发现，及时加固整治，就能延长桥梁的使用寿命。

【关键词】公路桥梁；病害成因；加固技术；加固措施

0.前言

我国有着悠久的桥梁史。随着时光的飞逝，很多桥梁出现了一些问题，需要维修、加固的桥梁非常多。并且随着我国经济快速发展，尤其是公路建设的发展，修建了很多各式各样的桥梁，很多超载车辆的碾压，对桥梁的损害比较严重，这就增大了桥梁的危险系数，它需要我们在保证安全的前提下，以最为经济的方法来解决， 因此对桥梁进行加固、维修是至关重要的。

1.桥梁常见病害及成因

桥梁作为保障人们生命财产安全的空间载体，伴随着使用功能的转变，其自身结构时刻都面临着加固的问题，只是个中原因未必一致：有的桥梁在还没建成时，因为设计中存在缺陷施工质量问题需要加固补强，比如说桥型结构不当、设计不合理；或者由于地质原因，如滑坡、软基等原因致使桥梁发生病害等；有的虽然已经建成，但由于设计变更或结构老化不得不进行改造加固，如车辆荷载增大，桥梁承载不足而产生病害；有的为满足相关规定，需要对桥梁的周边部分实施改造；有的由于遭受自然灾害（如洪水、地震等）而必须采取加固措施等等。此外，桥梁结构还应该具备足够的强度，以承受作用于其上的重力及附加力；结构各部尺寸也应适当取其大小，以使其承受轴向压力时的构件不至于发生扭曲，导致结构的稳定性丧失；结构各部必须具有足够的刚度，以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形。面对这一系列问题，道路桥梁的加固改造工程也越来越多。所以说，结构设计人员非但要能熟练掌握桥梁结构设计的细节，还需要根据桥梁工程新的发展趋势，了解并运用到桥梁的加固设计工作。

一般来讲，桥梁在运行使用的过程中，要受到各种车辆的荷载压力，并在长期的风吹日晒的自然环境中，这样就不可避免的受到不同程度的损坏。

桥梁的裂缝病害主要可以分为以下几种：主拱圈裂缝（主拱圈中波纵向裂缝：肋、波连接处裂缝；拱肋裂缝；横系梁裂缝）；主梁裂缝及主梁变形：墩强身裂缝；腹拱、立墙病害；腹拱圈及立墙上也多发生裂缝：主拱圈轴线下降；桥台后座变形严重；桥面变形及破碎；牛腿裂缝；桥面及伸缩缝裂缝等。

2.桥梁加固措施

为了能够保证桥梁使用的稳定性和安全性，对于桥梁出现的病害要及时发现并采取有效的措施来对桥梁进行加固。由于不同部位的病害产生的原因有所不同，因此其加固的技术方法和加固方案也是各不相同的。以下我们就以主梁、桥面、桥台后座、主拱圈以及挂梁牛腿这几个部位为例，探讨桥梁的具体加固措施方法。

2.1原桥主梁加固

加固增强方法很多，如：以锚喷或现浇混凝土方法增加桥梁受拉区钢筋及加大梁身断面；以钢板粘贴加固增强；以体外预应力加固增强等。结合经验，笔者认为应采用：先用体外预应力加固增强，再以喷射混凝土将其覆盖的方案。此方案既可解决预应力钢材防锈蚀问题，又可避免其直接受大气温度影响，同时喷射混凝土后尚可增加梁身抗剪能力。

利用墩顶上两孔梁端空间设置现浇横向悬臂挑梁，其上安装预制的微弯板：在挑梁悬臂部分架设预制的门形人行道梁。两边桥孔人行道梁较主梁长，一端支承在边墩挑梁上，一端支承在路堤上特设的支墩上，此举系为了避免加宽桥台；在人行道梁内侧的凸缘与旧桥面板间，用混凝土浇筑桥面加宽部分，桥面铺装层混凝土同时浇筑形成净9m行车道，在桥面铺装层及桥面加宽部分，设置钢筋网，使整体性能加强：桥面伸缩缝设置在挑梁顶中心，将行车道铺装延伸搭架在挑梁上形成。挑梁上桥面铺装层下垫设二层油毡，使其能随温度收缩。伸缩缝中充填聚氨脂材料。

2.2桥面加固

原桥面多缺乏稳定而坚实的基层，整体性差，有必要将原桥面彻底清除，并挖除部分砂砾垫层，其上浇筑钢筋砼桥面。

2.3桥台后座加固

将桥台后座上路面除去，改成30#钢筋砼单向简支预制板，支承于两侧墙上。用Φ24mm锚固钢筋使之与侧墙相接，其上铺装砼桥面，钢筋砼板与后座填料间有空隙，使活载压力直接作用在侧墙上，从而减去了活载引起的对侧墙的土压力，并增加侧墙抗剪能力和基底摩阻力。

2.4主拱圈加固

原横系梁尺寸偏小，横向联系差，属薄弱构件，针对现象将原横系梁截面尺寸加大，把拱顶部分横系梁改为横隔板，加强横向整体性，使全拱宽共同受力。由于主拱圈受力大，裂缝多，采用拱肋及拱波部分外包钢筋网并喷射砼加固拱圈截面，以提高各孔的整体钢度和承载力。

2.5悬臂孔主梁及挂梁牛腿的加固

由于牛腿是悬臂梁桥的一个关键部位，它是否牢固可靠对桥梁能否维持安全通行是起决定作用的因素之一。牛腿又是悬臂梁的薄弱环节，牛腿处梁高突变减小，截面凹折转角多，而要传递的集中力数值非常大，且频繁承受车辆冲击力作用，所以是受力非常复杂的部位。现有各种验算方法带有相当的近似性，还不能完全反映受力情况。为此可采取凿除原牛腿的低标号砼，改为浇筑钢纤维砼。浇筑钢纤维砼时，在新老苏维埃结合面上涂以环氧砂浆以增进两者粘结。或者将挂梁从两个支点搁在主梁上改为多个支点搁在端横梁上。此种方案可使原牛腿上受力减少，但牛腿的砼则因破碎开裂，仍需要凿除后重浇新砼。

3.桥梁地基的不均匀沉降引发的病害

桥梁地基在一定的作用力下引起不均匀沉降，使桥面各部位受力不均，从而导致出现裂缝，破坏桥梁结构，程度严重时将导致桥面塌陷甚至损毁整座桥梁。作为对桥梁破坏程度较大的病害，引发地基不均匀沉降主要有以下三方面原因：

3.1勘探设计不合理

地质勘探是项目施工前重要的准备工作之一，应撰写出真实反应地段的地质情况的工程地质报告，为工程规划设计提供依据。如果在地质勘探和规划设计上出了问题，在后期施工和桥梁的使用过程中，地基不稳所引起的不均匀沉降将不可避免。

3.2施工过程不规范

工程施工是工程建设的主体工序，必须规范施工过程中的每一个环节，避免偷工减料、以次充好、管理不善等现象的发生，这些现象会造成施工偏离工程设计初衷，严重影响工程质量，无法保证地基的稳固。

3.3地质条件差

地质条件对桥梁产生的病害问题，在设计和施工时都会予以考虑，通常危害不大，但一旦出现问题往往是致命性的。同一地区如果多个工程同时施工，因其他工程不合理的打桩深挖，可能影响到本工程地基的稳固而导致地基不均匀沉降。

4.桥梁地基不均匀沉降的加固措施

4.1加桩加固

当桥台基底下有软卧层或桥台基础未置于坚硬的岩石基础上而发生沉降以及桥墩的基础被严重冲刷时，可采用在桥台外围加桩，在沉井基础内加桩，或者在桥墩上、下游加桩的方法对上述墩、台进行加固。通常采用的加桩方法有旋喷桩加固、钻孔桩加固、预制混凝土桩加固以及钢管桩加固等。

4.2顶推加固对于发生桥台水平位移的混凝土桥，可采用顶推法消除因桥台位移引起的病害

最后，用钢筋混凝土箍套加固：当墩、台或桩等下部结构因承载能力不足、施工质量不好、水流冲刷磨损、风化剥蚀、排水不良以及其他因素如地震、火灾、船舶和漂浮物撞击等造成损坏、变形、侧移及鼓肚等各种病害时，可以采取在有缺陷的墩、台和桩基等的外围浇筑一层钢筋混凝土箍套的方法进行加固。

5.结束语

现代交通飞速发展，我国桥梁的数量将越来越多，桥梁的养护工作也将益发重要。在对桥梁进行加固处理时，必须充分考虑到加固措施的可行性、经济性和实用性。并且在施工设计中就应当充分考虑到如何增大桥梁使用的耐久性， 在桥梁的建设施工中，必须要严格遵守相关规定，精心设计施工，确保桥梁的稳定性。