道路橋梁結(jié)構(gòu)病害與加固措施

穆珍珍

摘 要：在橋梁正常使用期間內(nèi)，由于車輛的不斷提速和超重車輛的行駛，以及外界各種客觀因素的作用和影響，會(huì)導(dǎo)致橋梁的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的病害、出現(xiàn)缺陷，嚴(yán)重的會(huì)影響橋梁正常使用。本文通過對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)的分析，尤其是結(jié)構(gòu)上所存在的危害形式和成因的分析，從而提出加固問題的重要性和主要方法。

關(guān)鍵詞：道路橋梁；結(jié)構(gòu)病害；裂縫修補(bǔ)；加固增強(qiáng)

道路橋梁一般都包括路基、路面、橋梁、隧道等部分，其結(jié)構(gòu)一般是混凝土結(jié)構(gòu)，在施工以及長(zhǎng)期使用過程中會(huì)產(chǎn)生一些病害，如果不能對(duì)這些病害進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理，將會(huì)導(dǎo)致道路橋梁的使用性能受到很大影響。一般說來，裂縫主要是由一種或幾種因素引起的，其它因素只是起了裂縫主要是起了裂縫繼續(xù)發(fā)展或加劇劣化的作用。為了保證交通暢通順利，就需要在橋梁出現(xiàn)病害的時(shí)候?qū)蛄哼M(jìn)行加固、維修和改造。橋梁結(jié)構(gòu)常規(guī)裂縫機(jī)理的產(chǎn)生相當(dāng)復(fù)雜，單因素裂縫是很少的。在道路橋梁結(jié)構(gòu)病害的防治過程中要進(jìn)行加固處理，保證道路橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能。

1 地震對(duì)橋梁病害的影響

地震對(duì)橋梁的破壞主要是由于地表破壞和橋梁受震破壞引起的。其中地表破壞有地裂、滑坡、塌方、岸坡滑移和砂土液化等現(xiàn)象。地裂會(huì)造成橋梁跨度的縮短、伸長(zhǎng)或墩臺(tái)下沉。在陡峻山區(qū)或砂性土和軟黏土河岸處，強(qiáng)烈地震引起的塌方、岸坡滑動(dòng)以及山石滾落，可使橋梁遭到破壞。

在淺層的飽和或疏松砂土處，地震作用易引起砂土液化，致使橋梁突然下沉或不均勻下沉，甚至使橋梁傾倒。在坡邊土岸或古河道處，地震則往往引起岸坡滑移、開裂和崩坍等現(xiàn)象，造成橋梁破壞。橋梁受震破壞是由于地震使橋梁產(chǎn)生水平和豎直振動(dòng)，造成橋梁構(gòu)件的損壞和破壞，甚至使橋梁倒坍。此外，有些橋梁雖然在強(qiáng)度上能夠承受地震的振動(dòng)力，但由于橋梁上部、下部結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)不牢、整體性差，往往會(huì)造成橋梁上部和下部結(jié)構(gòu)間產(chǎn)生過大的相對(duì)位移，從而導(dǎo)致橋梁破壞。

梁橋受震破壞主要表現(xiàn)為：1）墩臺(tái)開裂、傾斜、折斷或下沉；2）支座彎扭、斷裂、傾倒或脫落；3）橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)間相對(duì)位移；4）落梁。

拱橋受震破壞主要表現(xiàn)為：1）拱圈開裂；2）墩臺(tái)下沉；3）多孔時(shí)墩身開裂、折斷；4）落拱。一般說來，橋梁震害在高烈度震區(qū)比低烈度震區(qū)重，岸坡滑移和地基失效處的橋梁震害比一般地基處嚴(yán)重。

2 橋梁裂縫修補(bǔ)技術(shù)

裂縫修補(bǔ)的目的在于恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的防水性和耐久性，主要技術(shù)有：

1）表面處理法，在微裂縫的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。對(duì)于寬度發(fā)生變化的裂縫，要設(shè)法使用有伸縮性的材料。

2）注漿法，在裂縫中注入樹脂或水泥類材料，以提高其防水性及耐久性。主要注漿材料是環(huán)氧樹脂，多采用低壓低速注入法。環(huán)氧樹脂注入法與鋼釘并用，可以增強(qiáng)裂縫部位的整體性，是一種防止裂縫繼續(xù)發(fā)展的好辦法。

3）充填法，這是一種適合于修補(bǔ)較寬裂縫的方法，具體做法是沿裂縫鑿一條深槽，然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種粘結(jié)材料，如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹脂硅、瀝青及各種化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑等。

4）表面噴涂法，噴漿修補(bǔ)是一種在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實(shí)而且粘度高的水泥砂漿保護(hù)層，來封閉裂縫的修補(bǔ)方法。噴漿前，需要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去，再用水沖洗清潔，并在開始噴漿之前把基層濕潤(rùn)，然后再開始噴漿。

5）粘結(jié)鋼板封閉法，當(dāng)鋼筋構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時(shí)，可對(duì)裂縫先進(jìn)行處理之后，再在裂縫處粘結(jié)鋼板，并用膨脹螺栓對(duì)鋼板加壓。鋼板粘結(jié)方向應(yīng)和裂縫方向垂直。

3 橋梁加固增強(qiáng)技術(shù)

梁式橋上部結(jié)構(gòu)加固增強(qiáng)技術(shù)主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、增設(shè)縱梁加固法。

加大截面加固法采用增大構(gòu)件的截面面積，根據(jù)荷載大小和凈空條件不同，可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。

外部粘貼加固法系用型鋼、玻璃鋼等材料通過環(huán)氧樹脂等粘合劑粘貼在結(jié)構(gòu)外部，以提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。適用于構(gòu)件尺寸受限制但又必須大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的場(chǎng)合，必須保證粘和劑的質(zhì)量外部預(yù)應(yīng)力加固法指運(yùn)用預(yù)應(yīng)力原理，在增設(shè)的構(gòu)件或原有構(gòu)件上施加一定初始應(yīng)力的一種加固方法。采用對(duì)受拉區(qū)施加預(yù)加壓力，可以抵消部分自重應(yīng)力，起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。

改變結(jié)構(gòu)體系加固法通過增設(shè)支撐或橋墩，把簡(jiǎn)支變?yōu)檫B續(xù)、在梁下增設(shè)如鋼架等加勁梁或疊合梁，以減小梁內(nèi)控制截面峰值彎矩，提高承載能力的一種加固方法。

增設(shè)縱梁加固法在橋梁墩、臺(tái)基礎(chǔ)穩(wěn)定，并具有足夠承載能力的情況下，可采用增設(shè)承載能力高和剛度大的新縱梁，這些新梁與舊梁連接在一起共同受力。由于應(yīng)運(yùn)中的車輛荷載在新增主梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布，使原梁中所受荷載得以減少，加固后的橋梁承載能力和剛度得以提高。

4 橋梁結(jié)構(gòu)加固新技術(shù)――錨噴

隨著施噴機(jī)具的發(fā)展以及速凝劑的采用，人們把噴射與錨桿、鋼筋網(wǎng)等配合起來使用，促進(jìn)了錨噴技術(shù)的完善。實(shí)踐證明，錨噴技術(shù)完全可以應(yīng)用于橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固增強(qiáng)。噴射硅的性能噴射硅在工藝材料及結(jié)構(gòu)等方面與普通現(xiàn)澆硅相比有許多優(yōu)點(diǎn)。施工中需加入速凝劑，因而又具有快凝、早期強(qiáng)度高的特點(diǎn)；錨噴技術(shù)不用或只用側(cè)向模板，其運(yùn)輸、澆注、搗固合并為一道工序、設(shè)備簡(jiǎn)單、占地面積小、施工機(jī)械化程度高、速度快、效率高、節(jié)省勞動(dòng)力；可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，即按照加固整治的實(shí)際需要可在拱腹下施噴形成各種結(jié)構(gòu)類型；不中斷交通。

5 舊橋梁加鋪瀝青層修復(fù)施工技術(shù)

舊橋梁路面瀝青加鋪層的施工與新建公路瀝青路面的施工基本相同，施工中包含以下環(huán)節(jié)：

1）處理破碎板：將原路面嚴(yán)重破碎板、嚴(yán)重裂縫、板角斷裂等破碎板塊挖除，用早強(qiáng)混凝土或早強(qiáng)鋼筋混凝土進(jìn)行修補(bǔ)至與原路面齊平，原路涵洞蓋板鋪裝層出現(xiàn)破碎的也應(yīng)一并處理；

2）穩(wěn)定原路面板：對(duì)卿泥、脫空的混凝土面板及輕微、中等裂縫的面板進(jìn)行板底壓漿處理，使混凝土面板處于穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)使用時(shí)間較長(zhǎng)，原路面基層為石灰土等水穩(wěn)定性不良結(jié)構(gòu)的路段，為保險(xiǎn)起見，可對(duì)全部原有的混凝土面板進(jìn)行壓漿處理。

3）提高原路面防水能力：對(duì)所有縮縫、縱縫、裂縫清縫后，用填縫料灌縫。然后在原混凝土路面上加鋪土工布隔離層或加鋪1.5～2.5cm瀝青混和料隔離層，不做隔離層的應(yīng)灑布粘層油，以減少路表水下滲并提高加鋪層與原路面的結(jié)合能力。

4）加鋪瀝青層：在隔離層（粘層）上加鋪瀝青混凝土面層一般應(yīng)分為二層，下面層較厚（一般4～8cm），采用熱穩(wěn)定性較好的開級(jí)配粗粒式或中粒式瀝青碎石或?yàn)r青混凝土，上面層較薄（一般厚2～9cm），采用防水性能較好的密級(jí)配細(xì)粒式或中粒式瀝青混凝土。原水泥混凝土路面橫坡較小時(shí)，通過瀝青面層調(diào)整路面橫坡不小于1.596。橋面部分可僅加鋪上面層，橋頭兩端50m內(nèi)的下面層應(yīng)進(jìn)行調(diào)坡。 面層原材料技術(shù)要求、配合比設(shè)計(jì)、拌和、攤鋪等與常規(guī)瀝青類路面施工相同。只是碾壓時(shí)，選擇壓實(shí)機(jī)具噸位應(yīng)考慮瀝青層的厚度，防止過振引起瀝青混合料二次細(xì)?；?。

6 結(jié)語

總之，道路橋梁結(jié)構(gòu)使我國(guó)交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，隨著近年來工程建設(shè)的逐漸增多，道路橋梁結(jié)構(gòu)的建設(shè)也逐漸變多，道路橋梁的施工以及使用中都可能出現(xiàn)很多病害現(xiàn)象，應(yīng)該要對(duì)病害進(jìn)行及時(shí)的處理，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，以提高道路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]高彤.道路橋梁結(jié)構(gòu)病害與加固施工分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015，（20）.

[2]鄭永輝.道路橋梁結(jié)構(gòu)病害與加固分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017，（13）.