关于高速公路桥梁病害的检测及加固

摘要：随着我国交通运输业的迅速发展，交通运输业对于公路桥梁的要求越来越高，但随着日月的洗礼，桥梁病害严重地影响了公路桥梁的质量，间接地限制着我国交通运输业的发展。因此，对于公路桥梁的病害情况有关部门要及时进行处理，并定时对桥梁进行检测，从而最大限度地减少公路桥梁的病害，确保车辆和行人的安全。本文分析了高速公路桥梁病害的检测及加固。

关键词：公路桥梁；检测；加固方法；

一、桥梁常见病害及产生的原因

1.施工不当造成原桥承载力降低。施工是实践设计的过程，设计的正确性将在施工中得到检验，同时施工的质量也将影响桥梁的整体性能。在生产实践中，有时尽管有正确的设计。但由于施工方法不当、施工质量控制不严及施工过程中遇到一些非预见性的灾害，如洪水、地震等，常常导致桥梁承载能力降低，不能达到设计的预期目的。

2.桥梁年久失修，损坏严重。许多桥梁由于维护修理工作不够，年久失修，损坏严重。尤其是修建在软土地基上的拱桥，由于地基的沉陷和推移引起桥梁变形开裂，使损坏加剧。

3.其他原因。桥梁是大自然中的一种结构物，常会遇到各种各样的意外灾害，如地震、火灾、冲撞事故等。使桥梁结构受到损坏，承载能力下降。

二、公路桥梁病害的检测

1.裂缝检测。桥梁结构出现裂缝之后，应加强检查与观测。根据裂缝的特征，结合设计、施工资料进行分析，查明裂缝性质、原因极其危害程度，确定是否需要修补并为修补方案的制定提供可靠的依据。检测内容：第一，裂缝发生的部位、走向、宽度、分布状况以及大小和长度等：第二，裂缝的变化发展情况。观测裂缝的仪器一般有塞尺、手持式读数显微镜。也可采用长标距裂缝应变片、千分表引伸仪等。在观测裂缝时，要求记录气温的情况。因为气温降低时，结构的外层比内层冷却的快些，因而表面收缩较快，这时裂缝呈现的较大，当气温增高时则情况相反。裂缝的评定应根据规定对桥梁技术状况评定标准及裂缝宽度作出的规定，只要裂缝的宽度和数量超过规范的范围和限度就必须进行修补与加固，否则，会导致结构恶化，降低桥梁的承载能力和使用寿命。

2.桥头跳车和伸缩缝损毁。桥头跳车和伸缩缝损毁是本次检测发现的较为普遍的病害之一。伸缩缝破坏直接危及到墩台安全及承重结构的安全。雨水从伸缩缝处渗入墩台帽中，造成墩台顶处严重漏水，使台帽及盖梁钢筋锈蚀，混凝土保护层剥落。特别是对空心板桥，雨水有可能通过板端进入板内，板内长期积水将对板桥造成致命性的伤害。

3.主梁板病害。针对不同承重构件截面类型， 下面分述各种病害。第一，装配式实心板桥。装配式板桥的病害主要表现为局部铰缝开裂， 有脱落现象。桥梁的这种病害， 会引起荷载横向分布不均使单板受力过大并开裂， 有可能产生桥梁横向裂缝。同时， 预制梁混凝土表面有麻面现象， 面积约占5% 。第二，装配式空心桥。装配式空心板桥的裂缝非常复杂， 纵向裂缝普遍存在， 位于每片预制空心板中部左右， 最大宽度为0.15mm， 部分贯通整个跨径。正交桥横向裂缝未发现。墩间为斜交板， 存在横向裂缝， 裂缝贯通板底， 宽度最大值为0.25mm。第三，装配式T 梁桥。装配式T 梁（ RC） 的病害比较少， 主梁上未发现明显的结构裂缝， 只有少量的混凝土表面破损及露筋现象。较严重的病害主要发生在横隔板上。由于横梁连接均采用钢板焊接， 大部分钢板都已产生局部锈蚀。横梁的病害对主梁有一定影响，在活载作用下会增大各梁的横向分布系数， 严重时会高达15% ， 使主梁在活载作用下的内力大增。

二、加固改造方法

1.混凝土结构维修与加固。不管采用何种材料、何种方法对缺陷进行修补，都必须将表层已损混凝土清除至钢筋锈蚀范围或露出完好混凝土为止，其主要方法如下：对浅层或面积较小的损坏部分，可用手工凿除，再以水清洗干净；对浅层而面积较大的缺陷，可用高压喷水清除；对损坏面积较大，且有一定深度或有蜂窝空洞的表层，可用气动工具凿除，个别部位铺以手工凿除，再以水清洗干净。蜂窝、空洞及较大范围破损的部位，可采用新鲜混凝土进行修补。修补混凝土一般应与原混凝土标号相同或稍高，并具有良好的级配与和易性，以利捣实工作。混凝土表层的风化、剥落、露筋及小面积破损，可采用粘结剂进行表面封涂。当混凝土结构破坏较大且深入构造内部一定深度时，可采用胶结剂浇筑涂层的方法进行修补。混凝土结构中钢筋锈蚀的维修方法与步骤如下：凿除松脱、剥离的已损混凝土；对钢筋体进行除锈处理，清除干净后进行防锈处理；涂环氧树脂胶液等粘结剂；立模，配料浇筑或喷浆，涂抹修补材料；对新喷涂或浇筑混凝土表面进行处理。

2.裂缝的处理。结构裂缝是大部分桥梁都存在的问题。桥梁建成后，大量的车辆荷载反复冲击作用，加上自然因素的破坏，裂缝就不可避免的产生。桥梁的加固方案中一般都包括对桥梁结构裂缝的修补，修补方法主要有以下几种。

（1）表面处理法主要有：第一喷浆法：首先要将裂缝表面进行凿毛处理，然后对裂缝处喷洒高强度水泥砂浆，保证喷射后裂缝封闭。第二涂抹法：主要是通过水泥砂浆或者环氧胶泥对桥梁的裂缝处进行涂抹，该方法只适用于浅层裂缝，如深度没有达到钢筋表面的发丝裂缝、没有漏水现象的裂缝、不伸缩裂缝等。第三凿槽嵌补法：沿着裂缝长度走向开凿嵌缝槽，然后将水泥砂浆、环氧胶泥、沥青油膏等材料直接灌注到嵌缝槽中，最后进行保护层处理。

（2）压力灌浆填充法。压力灌浆填充法是在一定压力的作用下将某种加固材料灌注到桥梁裂缝中，从而对裂缝进行加固的一种方法。该方法应用范围非常广泛，对于细长裂缝和较大裂缝都可以采用此种方法进行加固，并且加固效果良好。桥梁裂缝加固要用到多种材料，如水泥灌浆、沥青灌浆和化学灌浆等。目前化学灌浆法是桥梁加固上应用最多的一种方法。

3.主梁及挂梁加固：根据计算资料在原铺装层范围内增加纵向受拉钢筋，同时对负弯矩区桥面铺装层采用浇筑钢纤维混凝土，要求其与梁顶翼缘板真正牢固连成整体。在荷载负弯矩作用下，面混凝土的拉应力将达到更大的效果，其抗拉强度大于拉应力，从而保证桥面不出现裂缝。对挂梁牛腿加固可采取两种方案：第一将原牛腿的低标号混凝土凿除，运用浇筑钢纤维混凝土，同时当浇筑钢纤维混凝土时，在新老混凝土结合面上涂以环氧砂浆以增进两者粘结的强度，减少裂缝产生的可能性。第二增加挂梁搁在在主梁上的支点，从而减少原牛腿的受力，同时仍需凿除后重浇新混凝土，起到双重保护效果。

随着交通运输事业的发展，交通运输量大幅度增长，行车密度及车辆载重越来越大，尤其是重型车辆日益增多，再加上许多桥梁超负荷使用，已带来严重的安全隐患。而改造又限于资金的紧缺，只能采取投资较少，施工期短，又能缓解当前运输紧张状态的维修与加固技术措施。因此，桥梁病害的检测与病害原因分析就显得尤为重要。

参考文献：

[1]张树仁，王宗林.桥梁病害诊断与改造加固设计[M].北京： 人民交通出版社，2011.

[2]郭丰哲，钱永久，王振领，李贞新.钢筋混凝土双曲拱桥检测及承载能力评估[J].四川建筑科学研究，2012，31（3）：66-69.

[3]何雪娇.国内桥梁工程建设常见的病害及解决[J].东南大学学报， 2010， 26（12）：90-92.