公路橋梁維修與加固設計方法

周 敏

鄭州市交通規劃勘察設計研究院 河南鄭州 450000

基礎建設如火如荼的進行當中，對于橋梁的使用也日趨重要。橋梁的設計思路和施工方式也隨著工程的發展發生了改變。但是不難看出，在橋梁結構不斷推陳出新的同時，常見的病害還是沒有很大的改變。在本文中，我們通過對公路橋梁在使用之后出現的問題進行討論，分析病害出現的原因，并通過幾種常見的橋梁檢測方式來對危害進行檢測，并在后期使用相應的加固方法來保證橋梁保持其功能性。

在經濟水平不斷進步的同時，交通發展的力度也隨之加強。大量的貨物運輸需要橋梁和道路，因此公路橋梁就應運而生。但是大型貨車的長期行駛，會給公路橋梁的結構穩定性帶來很大的挑戰。根據現有的數據報告，造成橋梁損壞最為關鍵的因素是道路車輛超載造成的，橋梁的耐久性不斷減少的同時，橋梁的負荷能力也大大降低，這就會在使用中造成很大的安全問題，這些問題不得不引起廣泛的關注。

1 橋梁的使用現狀和檢測維修方式

在現有的公路橋梁中，結構性的不完善受到人們的關注，尤其是在一些大型公路橋梁中，重型貨車長期對路基進行沖擊荷載導致路面和路基發生很大的變形，直接導致橋梁的承載能力受到影響。在發現這樣的情況之后，先要通過科學的檢測手段進行分析，找出橋梁使用中的問題，并對出現問題處進行維修，并尋求好的加固方式來對橋梁結構進行加固。

最為常見的檢測方式是日常的檢查。橋梁的監管人員定期對橋體的外觀進行巡視，保證橋梁外部沒有出現大的破壞，如果出現小的裂縫不會對橋梁正常使用造成影響，使得結構整體性在安全的環境下運行。如果在巡視中如果遇到較大的裂縫或是明顯的破損情況，橋梁巡視人員要及時上報，對較大的問題要提出具體的解決辦法。此外，檢測方式還有定期的橋梁結構檢測。在橋梁投入使用之后，在一定的時間內，必須有較為全面的檢測目標。由經驗豐富的橋梁工程師帶領下，對橋梁以外部觀測為主，工具檢測為輔的檢測方式。這里所使用到的儀器包括測量儀器和探傷儀器。通過這些方式了解橋梁內部的結構問題，比日常巡查更加深入了解橋梁的內部使用情況。尤其是對于橋梁出現病害的原因可以進行分析，把握橋梁的使用情況，并對公路橋梁的現狀進行評估。在一些檢測經驗來看，在定期檢測中，最常出現的問題是橋梁部件的損壞，這時需要及時的更換零件，保證橋梁的正常安全使用。

除了上述的兩種方式，還有一系列特殊的檢測維修方式。橋梁管理單位將橋梁的維修委托給專業機構進行檢測，由專家進行評定，利用化學分方式來對橋梁整體性進行查驗，了解橋梁出現壞損的原因，并分析公路橋梁出現的缺陷對運行造成的影響。

2 公路橋梁的加固方式

裂縫灌漿

在橋梁的使用中，會因溫度變化導致橋梁材料出現裂縫，也會因為過大的荷載導致橋梁的變形。在對裂縫處理加固的過程中，使用灌漿的方式，一般根據不同的裂縫類型，使用水泥進行修復，當裂縫較大，在水泥砂漿中摻雜粗砂粒。采用水泥砂漿鑒于該材料的造價較低、成效較快。現階段，在鋼筋混凝土結構中使用環氧樹脂材料進行加固。鋼筋混凝土公路橋在使用中出現的裂縫程度較低，采用環氧樹脂材料可以在短時間內將裂縫填補完成，具有較好的粘結性，對混凝土公路梁橋有較好的加固作用。

采用碳纖維方式對橋梁進行加固

在日常使用的一般鋼筋混凝土公路梁橋中，在橋的上部結構中發現有鋪裝層的混凝土麻面的情況發生，嚴重的時候，混凝土表明會出現脫落，直接導致內部的鋼筋外露，在進過雨水的侵蝕，鋼筋出現銹蝕，無法達到承載能力。在使用碳纖維修補的時候，要將鋼筋的銹蝕和混凝土表明的脫落層處理干凈，并使用環氧材料進行找平。尤其注意的是在施工縫處的加固，要對鋼板的表明進行清理干凈，防止水汽從施工縫處侵入。對于較大跨徑的公路橋梁，要根據橋梁的受力結構，設置多處的剪力鍵。

更換梁體

在車流量不斷增加的情況下，原有的橋型結構已經不能滿足現有的承載能力，需要在原有的基礎上拓展梁體，將原有的梁體進行更換，采用原有橋梁結構的受力特征和新橋的設計要求進行比對，對于受力情況進行詳細的分析，使用整體式的受力模式和分散受力模式進行考慮，以此來對原有橋梁進行拓寬改造。在更換梁體和拓寬橋梁結構部的時候，要著重考慮到原有橋梁和拓寬后橋梁之間的差異，包含有不同結構在地質結構中的表現形態，對于地質的沉降也尤為關注。

套拱、襯砌加固石拱橋

對出現拱圈縱橫向開裂、橋臺裂縫，承載力下降的石拱橋修復，采用在拱腹下和橋臺前墻澆筑一層30～50cm厚的鋼筋混凝土，并通過錨桿使新鋼筋混凝土層與拱圈及橋臺結合共同受力，阻止原拱圈及橋臺繼續變形、開裂，有時也根據實際受力需要在河床上增設鋼筋混凝土仰拱。為保證新舊拱圈的密實性，在拱頂處預埋注漿小導管，與拱頂澆筑同時進行，待新拱圈澆注完畢后灌注水泥漿。采取這種措施增大受力斷面、加強整體性。其施工方式多采用搭設支架和拱盔現場澆筑，亦可采用掛鋼筋網后噴射混凝土施工。

使用新型材料進行橋面的鋪裝

如在鋪裝層中使用鋼纖維材料的混凝土層。在既有的橋梁使用中，當使用一段時間之后，在橋面處出現了一定的拉裂破壞，就可以考慮使用鋼纖維材料的混凝土層進行修復。該材料具有的特性是：強度比普通的鋼筋高、抗裂縫的能力強、抗沖擊荷載的能力加強，同時還具有很好的延展性，在橋面的鋪裝層使用該材料，使得橋面的使用壽命延長。另外使用該材料還能有效的降低上部結構的自重，計算荷載時可以將橋面的恒定荷載折減值適當降低，從結構上改變了橋梁的受力結構。

對于橋梁基礎的加固

在由于長期的上部荷載作用，樁基礎會出現一定的下陷情況。考慮到力的作用之外，對于樁基自身的加固也需要做出相應的工作。在樁基加固的方式中，使用最為廣泛的是抬樁。在原有的樁基基礎的兩邊增加一根強度、尺寸相同的樁體，用這樣的方式來使得樁基的整體寬度變大，承載能力增強，起到了共同受力的效果。

3 橋梁加固與維修的使用范圍

對于現有的公路橋梁的維修和加固目的是保證公路橋梁使用的期限內能夠繼續安全的使用，也是通過對于橋梁的加固使得橋梁的承載能力有一定的提高。在使用年限上的提升對于橋梁的建設造價方面也起到了節省的效果。但是不是所有的舊橋都需要進行加固，對于沒有加固價值的橋梁就無須投入大量的資金進行維修。在很多城鄉地區，橋梁使用幾年之后，出現一些承載能力方面的問題，通過一次維修加固之后，橋梁可以正常使用，再經過一段時間的使用，甚至在這個期間車流量不斷的增加，使得橋梁的損壞現象更加明顯，此類橋梁就不具有繼續維修加固的價值，需要考慮將橋梁進行改進或是重修。因此在對現有橋梁采取加固措施前，應進行適應度分析，主要是對混凝土構件的變形（如裂縫、撓度）、混凝土的強度（如碳化深度、有效強度等）以及鋼筋的有效強度、腐蝕程度等進行研究鑒定，并對上、下部的承載能力分別進行評估，并與新建橋作對比性分析，以作出科學的決策。如橋梁結構破壞嚴重時，切不可只顧節約投資而忽視了構造物的適用性。

隨著橋梁使用的時間增加和大型車輛（尤其是超重車輛）的長期碾壓，導致橋梁的整體結構受到影響，部分的附屬結構也會在使用中受到損傷，包括有壽命減少，承載能力下降的情況。如支座老化、伸縮縫損壞、欄桿破損、排水設計破壞等，遇到這樣的情況之后，要及時的考慮將橋梁的附屬結構進行維修，如果維修起不到效果，就要進行更換。還必須注意的是，在對既有橋梁的使用中，要對橋梁的檢測頻率有一定的提高，通過維修和加固的方式來提高橋梁使用的可靠性，再進行橋梁整體適用性分析之后，制定相關的技術標準或規范，為行業設計施工及加固結構鑒定提供相關依據。

4 結語

在對公路橋梁的維修加固中，要區分新橋和舊橋的檢測不同。通常舊橋的維修加固會比舊橋的擴寬新建要復雜，原因是在維修檢測時，對于維修加固的過程中遇到的橋梁病害難以全部系統的解決。只有在不斷研究新型的橋梁檢測維修技術，使用更多的新型材料，加快對于橋梁養護管理的方法，才能使一些橋梁運行中的疑難雜癥解決，通過良好的管理模式，排除危橋帶來的安全隱患。此外，上級部門對于橋梁養護的重視。不斷增加資金的投入，保證橋梁良好的工作狀態，切實的保證公路橋梁的運輸安全。