公路桥梁病害及加固设计技术探析

摘 要：随着我国市场经济的不断发展，我国的交通运输业也取得了很大的进步，交通运输业在经济生活中也发挥着重要的作用。但是随着桥梁的使用和超负荷的承载，很多桥梁出现了不同程度的缺陷和病害现象。桥梁的质量直接影响到交通运输的流畅及安全，因此，对桥梁进行适当的加固有着十分重要的现实意义。本文通过对桥梁病害的分析以及加固技术的探讨，希望能够对我国桥梁的建设提供一些建设性的意见。

关键词：公路桥梁；病害；加固设计；技术探析；研究

1 公路桥梁的常见病害

1.1 裂 缝

在目前国内以钢筋混凝土为主要结构的路桥建筑中，桥梁裂缝是一个常见的道路桥梁病害，桥梁裂縫由多种因素综合作用而引起，裂缝对钢筋混凝土结构的桥梁所造成的危害是不一样的。一些常见的比较严重的裂缝如：贯穿裂缝、网裂等，这些裂缝都会严重的影响到桥梁的质量以及运行安全。另外，裂缝往往会造成其它病害的发生，比如，冻融破坏和钢筋锈蚀，这些裂缝和病害形成了恶性的循环，时间一长就会对公路桥梁的安全产生极大的危害。桥梁裂缝一般包括主拱圈的裂缝、桥梁主梁裂缝、主梁的变形以及桥梁墩台的裂缝。

1.2 钢筋锈蚀

钢筋锈蚀会导致桥梁的稳定性大大降低，锈蚀损害主要是由于混凝土的质量问题或钢筋保护层的厚度达不到要求而引起的。一旦钢筋被锈蚀，锈蚀部分的体积就会膨胀，甚至达到原来钢筋体积的十倍以上，周围混凝土遭到挤压，空间受限，造成混凝土表面出现开裂以及剥蚀等病害。这些常见的病害都会严重损害桥梁的结构，钢筋锈蚀剥蚀，会减小截面的面积，会使得整个桥梁的承载能力极大的下降。同时钢筋的锈蚀还会造成混凝土的握裹力下降，钢筋锈蚀物脱落后，就会在桥梁结构的外形上形成锈迹，很大程度上影响桥梁的美观。

1.3 混凝土气泡和孔隙

在桥梁的建设过程中，由于施工操作的不科学使得混凝土内部出现孔隙和裂缝，这些孔隙为空气中的二氧化碳、水以及氧气向混凝土内部的扩散提供的通道，严重影响到的桥梁的耐久性。

2 桥梁常见病害形成的原因

桥梁作为保障人类生命财产安全的现实载体，随着桥梁使用功能不断的转变，桥梁结构面临的加固问题越来越受到关注，只是有些桥梁加固的原因并不是一样的：有的桥梁在建设的过程中，由于设计缺陷造成了桥梁施工的质量问题因而需要加固补强，例如桥梁的结构设计不合理；有的是由于地质原因造成的，比如说泥石流、滑坡以及软基等，这些都是致使桥梁发生病害的原因；虽然有的桥梁已经建成并投入使用，但是由于桥梁设计的改变或者桥梁自身结构的老化，而不得不对其进行加固，比如桥梁通过的运输车辆超载使得桥梁自身的承载能力不够，从而对桥梁安全产生威胁。对于桥梁建筑出现的这一些列安全问题，相应的桥梁加固补强工作也在不断深入开展。一般来说，桥梁在使用的时候，会受到不同车辆的压力，并且桥梁处在长期的风吹日晒之中，这样就会不可避免的对公路桥梁造成不同程度的损坏。因此，桥梁结构的设计工作者不但要熟练的掌握桥梁结构的设计细节，同时还要依据桥梁新的发展趋势，了解新的技术方法并将其运用到桥梁的加固设计之中。

3 桥梁加固的重要性及原则

3.1 桥梁加固的重要性

桥梁作为承载交通运输的载体，在使用过程中会因为各种原因造成破损。早期的公路桥梁，由于当时的技术和材料的欠缺，再加之使用过程中的维护不力，年代久远，受自然因素侵蚀严重，存在不同程度的破损现象。这些桥梁都存在着安全隐患，所以都应采取加固措施。桥梁的加固能够取得很好的经济效益，桥梁加固在不拆除原有桥梁的基础上对原桥进行适当的加固或改造，这在很大程度上节约了重建所需的资金，加固又比重建节约了大量的时间，不会影响交通运输的畅通，为交通运输赢得了时间的保障。桥梁通过加固，延长了使用寿命，增加了承载量，满足了人们交通运输的需求。

3.2 桥梁加固的原则

对于使用中的桥梁，由于建设或使用期间的磨损等原因，为了保证桥体结构的安全性，在原有桥梁自身结构的基础之上进行桥梁的加固。在进行桥梁加固的过程中需要考虑到以下几个方面：①桥梁的底部需要有足够的承载力。②在桥梁加固之后还要考虑加固后的桥梁能不能通过重型的车辆。③不同桥梁所处的位置是不同的，因此在桥梁加固的过程中要考虑到其下部空间的使用性能，不能因加固而对原来的下部空间的使用性能产生影响。④在裂缝处进行修补时，裂缝的接口处要平整延展。⑤加固物本身的重量不应影响到桥身的承重能力。⑥加固后尽量保持原桥的整体性、协调性。

4 桥梁加固的措施

4.1 桥面层补强加固法

桥面补强层加固法是通过在梁顶（桥面）上加铺一层钢筋混凝土层，使其与原有主桥梁结合形成一个整体，从而增加桥梁主梁的高度，增大抗压截面面积及桥面整体的刚度的方法，这也是提高公路桥梁承载力的一种十分有效的方法。为了使桥梁补强层增加的恒载减到最小，一般将原来桥面的表层进行凿除，而且还能够使新老层很好的结合，共同承受重力。目前，在许多桥梁的加固过程中，对于同一座桥梁，针对桥梁不同的部位、构件以及改造原因，同时采用了多种不同的加固方法。

4.2 粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法在桥梁加固的过程中是一种常见的方法，所谓粘贴钢板法就是用粘合剂把钢板粘贴在桥梁混凝土结构的薄弱处，从而让钢板和结构物形成一个整体，提高桥梁承载力的加固方法。采用粘贴钢板加固法的时候钢板可以适当的厚一点。将钢板固定在桥梁受力混凝土的表面以及桥体结构薄弱的地方，能够增加混凝土结构的抗弯刚度，减小桥梁结构挠度，很好的限制了桥梁裂缝的继续扩大。而且在施工的过程中可以根据设计需要对钢板进行裁切，从而使粘钢构件的抗压和抗弯的性能得到有效的发挥。使其受力均匀，不会在混凝土中出现应力集中的现象。此外，这种方法还有很多的优点，如施工简单、快速，不会影响到桥梁结构的外形，加固的费用较低等。其不足之处就是粘结剂的质量和耐久性会极大的影响到桥梁加固的效果。

4.3 碳纤维加固法

粘贴碳纤维加固技术指的是采用高性能的粘结剂把碳纤维布粘贴在桥梁结构的表面，当桥梁结构的荷载增加时，二者相互作用，提高桥梁构件的承载力，从而达到加固的目的。由于碳纤维具有高强度、轻质、耐腐蚀以及耐疲劳等良好的物理力特性，以及施工的速度较快，工期较短，容易保证粘贴的质量等优点，因此碳纤维是旧桥梁加固的有效材料。在这种方法中粘结材料的质量是保证碳纤维和混凝土共同作用的关键，同时也是混凝土和碳纤维二者之间传力途径比较的薄弱部位，因此所使用的粘结材料要具有足够的强度，同时还要具有很好的韧性，这样就不会因为混凝土开裂而破坏粘贴结构。和其他的加固方法比较而言，碳纤维加固旧桥可以最小程度上的改变原有桥梁结构的应力分布，从而保证在荷载范围之内和原桥梁结构共同受力。

4.4 扩大基础加固法

扩大公路桥梁基础底面积的加固方法就是扩大基础加固法。这种方法适用于桥梁基础承载力不足，而墩台是砖石或混凝土刚性实体的情况。当桥梁基础的沉降极不均匀，且地基土质比较坚实的时候，就可以使用扩大基础法进行加固。对于部分桥梁底部的地基承载力不足的问题，可在桥梁基础之下打入一定数量的桩，从而提高地基的承载力，桩的数量要根据地基变形程度来计算。采用这种方法的优点是施工比较的简单，其缺点是必须使新老基础连成一体，共同承受桥梁上部的荷载，因此加固的费用比较高，加固的效果也不容易控制。

4.5 高压旋喷注浆加固法

所谓高压旋喷注浆加固方法，就是先使用注浆管钻入地基，使其旋转并且匀速提升，与此同时把浆液从喷嘴里面喷出，使土体冲击破坏，使用高压流切割土层并搅碎，从而形成颗粒状，有些被浆液带出，而另一些则和浆液混合在一起。在浆液凝固的过程中，形成固结体，这种固结体有一定的强度和抗渗透的能力，从而对桥梁地基进行加固。这种方法用途很广，而且加固地基的质量可靠效果好，成本比较低，施工比较简单，目前已逐渐成为我国公路桥梁墩台基础加固的常用方法之一。

5 结束语

随着现代化交通的发展，我国的桥梁数量和种类不断的增多，桥梁养护工作也显得越来越重要。现有的桥梁加固表明，利用既有桥梁加固和拆除重建相比，前者工期短，资金少，而且对现有的交通运输影响比较小。总之，对公路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。本文针对公路桥梁病害的分析，提出相应的维修加固方法，希望能夠带来很好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]郑文典.小议常见桥梁病害的形式及成因[J].工程技术.

[2]刘锋民.桥梁加固方法与应用[A].全国城市公路学会第十六届学术年会，2007.

[3]郭丽芳.高速公路桥梁预防性养护[J].交通世界，2010（13）.

[4]王军.对我国道路桥梁的病害及加固技术的探析[J].《科技资讯》，2011.

[5]纪宁华.浅谈桥梁加固方法[J].《交通标准化》，2008.

作者简介：唐虎（1984-），男，工程师，毕业于西安建筑科技大学，土木工程专业，主要从事道路、桥梁的勘察设计工作。