西北民族大學(xué)土木工程學(xué)院 馬 江

略論公路橋梁常見問題及其加固方法

西北民族大學(xué)土木工程學(xué)院 馬 江

隨著我國(guó)交通業(yè)的快速發(fā)展，多數(shù)橋梁也相繼出現(xiàn)不同程度的病害。本文針對(duì)公路橋梁常見的病害進(jìn)行分類和簡(jiǎn)述，并提出了加固維護(hù)的方法。

公路橋梁 常見問題 加固方法

橋梁被廣泛運(yùn)用到公路中，其主要目的是為了滿足高速公路平縱面設(shè)計(jì)的要求。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，運(yùn)行的車輛大量的增多，加上公路長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)，多數(shù)橋梁出現(xiàn)了程度不一的病害，使得公路橋梁的使用性能嚴(yán)重受這些病害的影響，若不進(jìn)行及時(shí)的維修加固，將會(huì)引發(fā)危橋，最終威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，要準(zhǔn)確把握橋梁產(chǎn)生病害的原因，病害的種類，并針對(duì)不同的病害相應(yīng)的采用不同的維修加固方法，以確保公路運(yùn)行暢通。

一、常見問題

1．主拱圈裂縫

①主拱圈中波縱向裂縫。在各孔中的波頂在檢查時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)有縱向裂縫的存在。②肋、波連接處裂縫。在各孔拱波與拱肋連接處通常都會(huì)有裂縫的發(fā)生。③拱肋裂縫。在各孔拱肋都會(huì)產(chǎn)生U形類的橫向裂縫，在拱頂前后10m左右范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生該類裂縫。④橫系梁裂縫。

2．主梁裂縫及主梁變形

在錨跨中部梁的下緣及懸臂梁根部上緣易產(chǎn)生主梁裂縫。該類裂縫是由于大量的重型車輛的通過(guò)菜造成梁的受拉區(qū)開裂，這個(gè)屬正?，F(xiàn)象。若是在負(fù)變矩區(qū)上面出現(xiàn)裂縫，雨水就會(huì)順著裂縫滲入到梁內(nèi)，從而造成鋼筋受到銹蝕、降低了砼的強(qiáng)度。而主梁變形在整個(gè)車行道翼板都會(huì)發(fā)生[2]。

3．墩臺(tái)身裂縫

墩臺(tái)身裂縫通常表現(xiàn)為橋墩會(huì)出現(xiàn)豎向的裂縫，該裂縫是由于施工過(guò)程中混凝土澆筑及水泥、骨料等均有質(zhì)量問題所造成，且該裂縫出現(xiàn)時(shí)間較早，因此，隨著時(shí)間的推移，裂縫周圍會(huì)有白色晶體析出物出現(xiàn)。

4．腹拱、立墻病害

腹拱和立墻通常是用漿砌片石材料所筑，該石料的防水層質(zhì)量較差，使得大多數(shù)的腹孔和立墻上很容易出現(xiàn)滲水痕跡，隨著長(zhǎng)年流水侵溶，還會(huì)出現(xiàn) “石筍”現(xiàn)象。在腹拱圈和立墻上也容易出現(xiàn)裂縫。

5．主拱圈軸線下降

隨著主拱軸線的普遍下降，使得拱頂下降5-18cm，L/4點(diǎn)下降0-9cm，且上下水下降值都不一樣。

6．橋臺(tái)后座變形嚴(yán)重

由于橋臺(tái)后座擋墻與橋臺(tái)連接處沉降縫的不斷變大，從外部就可以見到內(nèi)部填料中的空洞。在橫向、后座兩擋墻嚴(yán)重偏出橋臺(tái)的外緣。

7．橋面變形及破碎

橋面縱向變形通常表現(xiàn)為波浪狀，高差不是很大，但橋面存在嚴(yán)重的破碎現(xiàn)象，在墩頂附近伸縮縫處的裂縫很容易產(chǎn)生，從而造成橋面破碎露筋。

8．牛腿裂縫

該裂縫為支座附近豎直裂縫，通常出現(xiàn)于懸臂孔的主梁牛腿上。具體表現(xiàn)為支座鋼板外移、鋼筋外露、支撐其上掛梁、銹蝕嚴(yán)重等現(xiàn)象。在掛梁上較少牛腿裂縫的發(fā)生，通常在掛梁的轉(zhuǎn)角處發(fā)生斜裂縫或豎向裂縫。

9．橋面及伸縮縫

當(dāng)橋面鋪裝層出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫或破碎現(xiàn)象時(shí)，橋面就會(huì)呈現(xiàn)波浪狀，尤其在墩頂處及掛孔牛腿上伸縮縫處的裂縫較多，使得橋面破碎脫落。

二、橋梁加固的主要方法

1．橋面補(bǔ)強(qiáng)加固

橋面補(bǔ)強(qiáng)法適用于如下現(xiàn)象：由于原橋面沒有穩(wěn)定而堅(jiān)實(shí)的基層做保障，使得橋面整體性較差，橋面板會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的碎裂和其他損壞現(xiàn)象、沒有質(zhì)量良好的混凝土、混凝土施工狀況不佳，且長(zhǎng)時(shí)間沒有得到修補(bǔ)，此時(shí)就必須進(jìn)行或施工狀況特別不良，且無(wú)適用的修補(bǔ)方法時(shí)，就必須在原有的橋面板上，重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土作為補(bǔ)強(qiáng)層。具體做法是：將舊橋面鑿除，讓其與原有主梁形成整體，有時(shí)還需要加入適量短鋼筋，設(shè)置成1-2層鋼筋網(wǎng)。該方法不僅能修補(bǔ)已出現(xiàn)裂縫、剝離等損壞的橋面板，還可以使得原有梁板的有效高度得到增高、梁板的抗彎能力得到增強(qiáng)、鉸結(jié)梁板的荷載橫向分布得到改善，從而使得橋梁的承載力得到大幅度的提高。

2．原橋主梁加固增強(qiáng)

該加固的具體方法如下：

①可以充分利用墩頂上兩孔梁端的空間，進(jìn)行現(xiàn)澆橫向懸臂挑梁的設(shè)置，在其上進(jìn)行預(yù)制的微彎板的安裝。②將預(yù)制的n形人行道梁架設(shè)在挑梁懸臂部分。要保證兩邊橋孔人行道梁比主梁長(zhǎng)，并且一端支撐在邊墩挑梁上，另一端支撐在路堤的特設(shè)支墩上，以此來(lái)防止橋臺(tái)變寬。③用混凝土在人行道梁內(nèi)側(cè)的凸緣與舊橋面板間進(jìn)行澆筑，使得橋面加寬，同時(shí)在橋面鋪裝層的混凝土澆筑，要形成凈9m行車道，將預(yù)設(shè)好的鋼筋網(wǎng)設(shè)置在橋面鋪裝層及橋面加寬部分，以加強(qiáng)整體性能。④在挑梁頂中心設(shè)置橋面伸縮縫，并使得在挑梁中形成行車道鋪裝的延伸搭架。鋪設(shè)兩層油氈于挑梁上橋面的鋪裝層，此法可以使其能隨溫度變化而收縮，還可以將聚氨脂材料充填在伸縮縫中。

3．增大截面和配筋加固

增大截面和配筋加固的方法適用于當(dāng)梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能出現(xiàn)不足的情況，并被廣泛應(yīng)用于橋梁及拱橋和拱橋拱肋的加固。該方法的做法通常是加大梁底面或側(cè)面的尺寸、增配主筋，以此使得梁的有效高度和抗彎強(qiáng)度得到提高，從而使得橋梁的承載力得到大大的提高。

4．粘貼鋼板加固

粘貼鋼板加固法適用于因交通量的不斷增加，使得主梁的承載力出現(xiàn)不足或主梁出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況時(shí)，從而造成嚴(yán)重的橫向出現(xiàn)于裂縫梁板橋中。具體的做法是在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉邊緣或薄弱部位用粘結(jié)劑及錨栓進(jìn)行鋼板的粘貼錨固，以保證結(jié)構(gòu)的整體，這種用鋼板取代增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋的做法，從而實(shí)現(xiàn)提高橋梁承載力的目的。

5．拓寬加固

拓寬加固的方法有如下兩種方案：

（1）就地改建方案。該方案是保證交通的正常進(jìn)行，就地進(jìn)行改建。該方案的不足之處就是：由于就地改建需要搭便橋，且搭便橋費(fèi)用不僅高，在改建時(shí)還需要拆除原有的上、下部結(jié)構(gòu)物，這就增加了維修費(fèi)用。

（2）拓寬加固方案。該方案需要適當(dāng)?shù)目刂平煌?，可以不用搭便橋，它是一種在通車的同時(shí)所進(jìn)行拓寬加固的維修工作。該方案的好處就是在利用原有的墩臺(tái)的上部進(jìn)行拓寬加固，因此，就可以減少浪費(fèi)，節(jié)約大量的資金。

6．改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系加固

該方法是通過(guò)改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系，從而使得橋梁承載能力得到提高。通過(guò)改變結(jié)構(gòu)體系來(lái)進(jìn)行加固的方法有很多，但由于大多都需要在橋下進(jìn)行，有的還需要設(shè)置永久設(shè)施，因而，使得橋下凈空相應(yīng)減少，在維修加固過(guò)程中還會(huì)影響通航，因此，在施工過(guò)程中要將通航及橋梁排洪能力納入重點(diǎn)考范圍。

7．橋臺(tái)新建輔助擋土墻加固

因橋臺(tái)臺(tái)背水平土壓力過(guò)大，使得橋臺(tái)造成傾斜，因此，可以在橋臺(tái)臺(tái)背之后再進(jìn)行建立一堵墻，就可以抵御因橋臺(tái)臺(tái)背水平土所造成的過(guò)大壓力。

8．其他方法

對(duì)于橋梁的加固還可以采用混凝土粘結(jié)劑或環(huán)氧樹脂材料修補(bǔ)、采用主梁裂縫粘合、加鋪一層瀝青混凝土、增補(bǔ)樁基加固、鋼纖維混凝土修補(bǔ)、設(shè)置縱梁加固、拱圈設(shè)置套拱加固、聚合物混凝土罩面、塞縫灌漿、上部結(jié)構(gòu)加固改建法等加固的方法。

三、加固措施評(píng)價(jià)

（1）橋梁通以上的技術(shù)方法維修加固后，不僅要滿足公路橋梁設(shè)計(jì)要求，且節(jié)約了大量的鋼筋、水泥、木材等建筑材料橋梁的同時(shí)，還要有質(zhì)量保證，并取得良好的社會(huì)效益。

（2）橋梁經(jīng)過(guò)維修加固改造后，要使得上、下部構(gòu)造配合恰當(dāng)，整體結(jié)構(gòu)要協(xié)調(diào)良好。并給人們以輕巧、優(yōu)美、安全之感；施工過(guò)程中安全簡(jiǎn)便，整體結(jié)構(gòu)合理，而且質(zhì)量也有保證，維修時(shí)間短，滿足設(shè)計(jì)新穎、美觀、實(shí)用等要求。

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通業(yè)也在飛速發(fā)展之中，我國(guó)行駛車輛也日益增多，使得交通運(yùn)輸量在大幅度的增長(zhǎng)，尤其重型車輛的增多，加重了橋梁的負(fù)荷，伴隨著行車密度及車輛載重的不斷增大，使得橋梁存在著嚴(yán)重的安全隱患。因此，對(duì)于有病害的公路橋梁要及時(shí)進(jìn)行維修加固，防止公路橋梁快速老化，并保證橋梁的運(yùn)輸功能得到最大的發(fā)揮，使得人們的生命財(cái)產(chǎn)安全得到有力的保障，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙贏。

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馬江（1989—），回族，云南昭通市昭陽(yáng)人，西北民族大學(xué)土木工程學(xué)院06級(jí)土木工程專業(yè)。

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