高速公路桥梁常见病害及加固技术

高速公路桥梁常见病害及加固技术

发表时间：2019-05-08T09:54:14.893Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：梁晓霞

[导读] 施工队伍在实际施工过程中，需要对各种常见病害加以高度重视，并采取合理加固技术来提升工程质量和安全。四川路桥桥梁工程有限责任公司特种工程分公司 610000

摘要：高速公路桥梁在施工和使用过程中会存在一些常见病害，不但导致公路质量受到影响，更会对来往车辆的安全造成巨大威胁。因此一直以来，改善并解决病害，同时进行加固，是高速公路桥梁施工活动中研究和探索的关键所在。本文简单分析高速公路桥梁常见病害，并就其加固技术展开探讨。

关键词：高速公路桥梁；病害；加固技术；施工

在我国交通事业快速发展的大背景下，高速公路桥梁工程项目数量大幅增加，促进了我国高速交通网的进一步完善，也为人们出行带来了诸多便利。不过因为种种因素的影响，部分公路桥梁出现了不同程度的病害，导致其质量受到损害，同时安全性也大幅降低，对行车安全带来了较大隐患。施工队伍在实际施工过程中，需要对各种常见病害加以高度重视，并采取合理加固技术来提升工程质量和安全。

一、高速公路桥梁常见病害

（一）桥梁结构性损伤病害

对钢筋混凝土结构桥梁而言，混凝土开裂现象的出现是其结构性损伤的最常见病害。总体上来看，这种结构性损伤主要发生过在主梁、牛腿以及墩台身等部位。主梁作为桥梁的主要支撑部分，其悬臂梁根部的上缘部位很容易在重量极大的卡车通过时受到巨大拉力，当该拉力超出某一临界值时，就会出现该部位受拉区开裂的情况。与此同时，该种结构性损伤更会引发其它病害。当该部位出现裂缝后，雨水非常容易渗入悬臂梁内部，对其中的混凝土结构和钢筋造成影响，导致混凝土强度降低，钢筋锈蚀。另外，主梁的锚跨中部梁也较容易产生裂缝。至于牛腿部位的裂缝大多为竖直裂缝，并多集中在支座附近的主梁牛腿。挂梁上部牛腿有时也会出现裂缝，并且除了竖直裂缝外还会在转角位置出现斜裂缝。最后是墩台身部位。如果施工过程中出现质量问题，包括骨料质量不达标、浇筑质量不佳等，都有可能引致墩台身裂缝。

（二）桥梁功能性损伤病害

对高速公路桥梁而言，功能性损伤病害大多表现为混凝土材料退化，进而出现各种缺陷。主要病害包括桥面混凝土出现剥落、孔洞等缺陷，渗漏水问题，支座变形等。尤其是桥台后座变形，往往会导致后座挡墙偏移，同时附近沉降缝会扩大，露出巨大空洞。与结构性损伤相比，这类病害对桥梁安全的威胁相对较小，但同样不可忽视。尤其是在这些混凝土缺陷的长期影响下，桥梁性能会逐渐下降，其使用寿命也会严重缩短，从而导致其安全性越来越低。

（三）混凝土碳化与钢筋锈蚀

混凝土内部渗入空气中的二氧化碳后，会发生化学反应并生成碳酸盐与水，进而导致混凝土碱度降低。在碳化程度超过混凝土保护作用的界限时，水与空气共存的条件会导致混凝土对钢筋的保护作用降低甚至消失，最终导致桥梁内部钢筋锈蚀，严重影响桥梁质量和安全。实际上，混凝土碳化并不会直接对公路桥梁的性能造成影响，甚至还会提高素混凝土耐久性。但是当前公路桥梁大多采用钢筋混凝土结构，故而其碳化会导致钢筋锈蚀问题的出现。

（四）主拱圈轴线下降

在公路桥梁投入使用后，通常都会出现主拱圈轴线下降的情况。其下降值不大，拱顶大多为6～16cm，而L/4位置则多为0～9cm。虽然轴线下降值不大，但同样会对桥梁性能与安全造成不小影响。主拱圈作为桥梁的主要承重构件，其是传递载荷到墩台与基础的重要结构，其轴线下降，会导致桥梁整体承载能力受到影响。

二、高速公路桥梁病害加固技术

（一）主梁加固施工技术

在对桥梁主梁进行加固时，一般是通过外预应力来进行加固，同时再利用混凝土进行覆盖，从而有效强化其抗剪性能，也能进一步避免温度、雨水等对主梁内部造成影响和损害。实际应用这一加固施工技术时，需要施工人员在墩顶上部设置横向悬臂挑梁，并在挑梁上安装好预制的微弯板。随后，施工人员应当将预制好的π型人行道梁架设在挑梁悬臂位置，并确保该人行道梁的两端分别支承于边墩挑梁及路堤支墩上，从而在加固主梁的同时防止桥台变宽。然后，施工人员需要使用混凝土对桥面加宽部分进行浇筑施工，并利用放进网来进一步强化主梁整体性能。在这个过程中，施工人员还需要注意挑梁顶中心位置应当是最佳桥面伸缩缝位置，并使用良好保温材料来对该伸缩缝进行填补，有效减少外界温度变化对主梁的影响，强化主梁稳固性。另外，针对主梁负弯矩区域的裂缝问题，施工人员可以采取增加纵向受拉钢筋等方式，来有效提升其抗拉强度，进而防止主梁及桥面裂缝的出现。

（二）牛腿加固施工技术

牛腿位置受力情况较为复杂，很难通过有效的验算方式来准确表现其实际受理情况，因此在对其进行加固施工时，主要是对其常见裂缝部位进行处理。总的来说，牛腿裂缝主要集中于主梁牛腿和挂梁上部牛腿，施工人员需要注重围绕这两个部位进行加固施工。不管是主梁还是挂梁上部，提高混凝土结构的性能和质量，均是有效防止牛腿出现裂缝的有效方式。因此在实际施工时，施工人员可以考虑使用钢纤维混凝土等作为施工材料，从而通过提高材料性能与质量的方式来进行加固处理。不过在应用该混凝土材料时，施工人员应当在浇筑时注意新混凝土与老混凝土的结合面位置填涂环氧砂浆，有效提高二者之间的粘结性。而针对挂梁上部牛腿，施工人员还可以通过多支点设置挂梁的方式，充分减少挂梁上部牛腿所受到的作用力，起到一定的加固作用。不过在设置多支点挂梁时，牛腿上的混凝土结构可能会由于破碎而产生裂缝，因此需要施工人员凿除牛腿结构后再重新浇筑。

（三）桥台后座加固施工技术

在对墩台身、桥台后座进行加固时，一般需要先将桥台后座的上路面拆除并用简支预制板顶替。为了保障施工的安全，施工人员应当将预制板支承在两侧墙上，并使用锚固钢筋进行加固后，在其上面铺置混凝土桥面。另外需要注意的是，施工人员必须在后座填料与钢筋混凝土板间留出足够空间，从而增大侧墙摩阻力与抗剪性能，同时降低活载对侧墙的土压力。

（四）桥梁拓宽加固

对桥梁进行拓宽可以有效起到加固作用。根据公路桥梁交通运行情况，施工队伍需要选择合适的拓宽加固方法。如果公路桥梁交通流量大且难以被分散至其他道路，那么就需要应用就地改建方法，利用搭建的便桥来进行拆除更新式的施工。这种加固方式的优点在于加固效果良好，而缺点就是成本极高。而当公路桥梁交通流量较小或车流可以被分散至其他道路的情况下，施工队伍就可以选用拓宽加固的方法，即在不搭建便桥的前提下有效控制交通情况，并在桥梁上部结构物基础上进行加固施工。这种方法的优点在于经济性良好，操作简单，而缺点就在于加固效果有限，同时对交通情况有着一定要求。

（五）通用维修加固技术

对公路桥梁常见病害而言，有着一些通用维修加固技术，并且主要可以划分为技术与材料两大层面。从技术层面来看，粘贴钢板加固技术最为常见，其原理为直接将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘接于混凝土构件表面，是钢板与混凝土形成统一整体，利用钢板黏合抗拉强度来达到增强构件承载能力及刚度的目的。该技术有着成本低廉，操作简单，加固效果良好的优势，故而能够在桥梁各个病害部位灵活应用。而从材料层面来看，碳纤维复合材料的使用以及增加构件界面的方法，都在公路桥梁常见病害加固施工中较常应用，而且后者是主拱圈加固的主要方法。

结束语：

对现代高速公路桥梁而言，结构性损伤、功能性损伤、钢筋锈蚀、主拱圈轴线下降等病害严重影响了其性能与安全，必须采取合理措施加以应对与处理。本文围绕主梁加固、牛腿加固、桥台后座加固、桥梁拓宽加固及通用维修加固等加固技术，简单探讨了高速公路桥梁常见病害加固技术，但愿能为我国高速公路事业的稳定发展起到些许帮助。

参考文献：

[1]黄为. 高速公路桥梁常见病害分析与养护[J]. 中国房地产业, 2017(17).

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[3]胡百沐. 桥梁常见病害防护措施与加固技术[J]. 黑龙江交通科技, 2016(11).