梁橋的病害及防治措施

董贇

摘 要：現如今各種各樣的橋梁在生活中隨處可見，交通工程中橋梁的規模在不斷擴大的同時，橋梁的數量也在不斷的增加，橋梁在生活及交通中的地位也越來越重要。為了對橋梁病害及早預防，文章對梁式橋的主要病害進行分析，詳細闡述了引發各種病害的原因，并提出了相應的防治措施。

關鍵詞：橋梁；病害；防治措施

隨著交通運輸的快速發展，橋梁的重要性也日益加重。在使用過程中，橋梁會逐漸出現一些病害現象，若不重視，任其發展，必將對橋梁安全性構成威脅。

1 結構病害的表現形式

梁橋在我國公路橋梁中占很大比例。尤是新建公路橋，除極少數大跨徑橋梁外，多采用裝配式鋼筋混凝土或預應力混凝土空心板、T型梁或箱型梁。這主要是裝配式鋼筋混凝土或預應力混凝土梁式橋具有以下優點：工期較短。構件預制可提早進行。上、下部可平行施工；可節約支架和模板，裝配式橋梁往往可采用無支或少支架施工，構件在預制場或工廠預制時采用模板和支架等易做到簡便合理，可反復使用；提高工程質量，裝配式梁橋構件在預制中易做到標準化和機械化。

作為混凝土結構和預應力混凝土結構，結構耐久性是其最大的優點。除戰爭、地震、火災及水災導致混凝土結構和預應力混凝土結構破壞外，混凝土橋梁的裂縫問題是它的最大病害。鋼筋混凝土或預應力混凝土結構物是利用了鋼材與混凝土各自長處的結構。反過來說，由于屬相互彌補各自短處的結構，所以在應力集中處、鋼筋錨固處、鋼筋彎起點、鋼筋數量突減處、混凝土斷面突變處及應力應變最大處等都是易出現裂縫的部位。可從設汁、施工、養護、材料及外部環境等方面分析混凝土結構和預應力混凝土結構的裂縫，荷載作用下產生的裂縫作為結構病害考慮，其他裂縫作為構造病害考慮。文中著重研究梁式橋的結構病害。

1.1 彎曲裂縫。梁上施加彎矩時，將產生彎曲裂縫。彎曲裂縫也稱垂直裂縫。對于彎構件和壓彎構件來說。彎曲裂縫首先出現在彎矩最大截面的混凝土受拉區。粱板結構的正彎矩裂縫一般位于跨中，從底邊開始向上發展，負彎矩裂縫位于連續梁或懸臂梁板的支座附近，自上向下發展。隨著荷載增大，裂縫寬度增大，長度延伸，裂縫數增加，裂縫區域漸向兩側發展。

1.2 剪切裂縫。剪切裂縫也稱斜裂縫。首先發生在剪應力最大的部位，對受彎構件和受壓構件往往發生在支座附近，由下部開始，沿著與軸線成25°～50°左右的角度裂開。隨著荷載增大，裂縫長度不斷增長并向受壓區發展，裂縫縫數不斷增多并分叉。裂縫區也逐漸向跨中方向擴大。剪切裂縫一旦出現，就應加強觀察。如裂縫發展緩慢并限制在受拉區，是允許的，但如裂縫不斷發展或者裂縫已接近受壓區，則不論其寬度和撓度如何應及時給予必要的加固處理。

1.3 斷開裂縫。鋼筋混凝土構件受拉時，進入整個截面的裂縫稱為斷開裂縫。受拉構件在荷載作用下，產生的裂縫均沿正截面開展，裂縫間距有一定的規律性。受拉構件在受力較小時，混凝土和鋼筋均承受拉力，拉應力值較小，不超過混凝土的抗拉極限。這是未出現裂縫構件的工作狀態。隨著內力增加，混凝土內拉應力達到其受拉極限，產生裂縫并退出工作，全部拉力由鋼筋承擔，這是允許出現裂縫構件的工作狀態。荷裁繼續增大，鋼筋應力達到流動極限，鋼筋伸長率較大，裂縫寬度超過設計規范允許寬度的許多倍，這多為使用所不允許或構件將近破壞的狀態。

1.4 扭曲裂縫。混凝土構件受扭轉與彎曲同時作用而產生的裂縫稱為扭曲裂縫該裂縫一般呈45°傾斜方向。鋼筋混凝土構件在扭曲作用下，產生的裂縫一般有許多條，裂縫出現后混凝土保護層剝落，扭曲產生的扭矩改由鋼筋承擔，直至鋼筋滑動時構件完全破壞。

1.5 局部應力引起的裂縫。局部應力引起的裂縫，主要表現在：墩臺支座處受到較大局部應力；構件突然受到沖擊荷載；預應力梁錨固端受到較大局部應力而引起的裂縫。

2 鋼筋混凝土梁式橋裂縫的處治措施

鋼筋混凝土梁式橋包括簡支梁、懸臂梁及連續梁橋。這些橋梁在運營過程中由于各種原因出現裂縫，導致承載能力下降，不滿足運營要求，那么就要對這些橋梁進行處治、加固。下面對目前常用較有效的處治加固技術做以介紹：

2.1 下撐式預應力拉桿——噴射混凝土加固。鋼筋混凝土梁式橋出現病害需要處治加固時，如果橋下凈空能夠滿足通車、通航要求，可采用在粱下設置預應力拉桿，并噴射混凝土作為保護層進行加固。加固設計時一般采用粗鋼筋作為拉桿，兩端錨固在梁端部，中間用單柱、雙柱或多柱支撐在梁底部，然后噴射一層5cm～8cm厚混凝土作保護層，與原混凝土梁組合受力。在加固過程中可通過改變支撐的位置和調整拉桿預應力方式來滿足提高承載力需要。按照施加預應力的不同方式，可以分為3種施工方法：

2.1.1 橫向收緊張拉法。該法是將鋼拉桿分兩層布置于梁底的兩側，在靠近梁的支座處向上彎起，與固定在梁端的鋼制U型錨固板焊接。在鋼拉桿的彎起處用短柱將鋼拉桿支撐在粱底，縱向每隔一定距離設一道撐棍和鎖緊螺栓。通過收緊器將拉桿橫向收攏而產生縱向預應力，以抵抗荷載引起的彎矩。

2.1.2 縱向張拉法。此法將預應力拉桿沿梁底布置，兩端向上彎起，穿過翼板上的斜孔伸至橋面。拉桿端部設有絲扣，用軋絲錨錨固在梁頂的錨固槽內。此法區別橫向收緊張拉法的主要點是縱向張拉是直接縮短拉桿的長度以產生預應力。

2.1.3 豎向頂撐張拉法。此法是先在粱端設置U型錨固板，沿梁底安裝拉桿，并把拉桿的丙端焊在錨固板上，然后在梁的1/4跨徑和跨中分別設置3個施力夾具。夾具應固定于梁腹或橫隔梁上的承托架上，以給拉桿施加預應力。

2.2 預應力鋼絲束一噴射混凝土加固。該法是沿梁腹側面按拋物線形敷設預應力鋼絲束，在梁底每隔一定距離（5cm～100cm）設置一個定位箍圈，或在粱腹上埋設定位梢，用來固定鋼絲柬幾何形狀。鋼絲束兩端穿過梁端翼板上斜孔伸至梁頂錨固。對鋼絲束施加預應力后，再噴射混凝土作保護層。防止腐蝕。由于設置預應力鋼絲束將會增加梁上緣壓應力，可能會造成橋面板損壞，所以當驗算橋面板強度不足時，應同時考慮加厚橋面板，并使新舊混凝土結合為整體，共同受力。必要時可在原橋面上布設一層鋼筋網，再現澆一層混凝土橋面板，增加橋面板抗壓強度。這種加固技術用的設備簡單，不減少橋下凈空，采取半邊施工措施和噴射混凝土作鋼絲束保護層，可不中斷橋上交通進行加固補強。

3 結語

橋梁作為交通工程的重要組成部分，數量多，結構規模大，改造周期長，需要長期保持其機能。但是，橋梁在交付運營及使用中，總會產生一定程度的破壞，如不及時處理，病害會越來越嚴重。最終危及橋梁的使用安全。對橋梁病害必須及時維修處理，建立健全橋梁維修管理系統，對病害做到及時發現、跟蹤、整治。但更重要的是從設計、施工中去預防病害的發生，降低后期維修保養費用。對已經受病害侵蝕的橋梁，應針對不同病害形式，采取不同的處理方法。

參考文獻

[1] 白有芹.淺談混凝土缺陷的成因與處理[J].民營科技，2009（10）.

[2] 頊桂蓮.鋼砼梁橋病害成因與防治措施[J].科技情報開發與經濟，2006（10）.

[3] 劉毅.橋梁病害種類及處理方法淺談[J].科技風，2008（16）.