橋梁結(jié)構(gòu)病害與加固技術(shù)

陳 燕

(河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院試驗(yàn)檢測室)

1 常見的道路橋梁結(jié)構(gòu)病害類型

1.1 鋼筋銹蝕

當(dāng)?shù)缆窐蛄旱匿摻畛霈F(xiàn)銹蝕，絕對(duì)不是小問題，因?yàn)殇摻钿P蝕的部分體積會(huì)劇烈膨脹，可達(dá)到原來體積的十多倍。膨脹后的鋼筋將對(duì)周圍的混凝土產(chǎn)生強(qiáng)烈擠壓力，致使混凝土開裂，這將導(dǎo)致橋梁的截面有效尺寸變小，從而致使整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載能力下降。而且，腐蝕后的鋼筋抗彎的能力也會(huì)下降，外流的腐蝕物還會(huì)影響路面的美觀。

1.2 自然因素

自然環(huán)境也會(huì)對(duì)路橋的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。最常見的有剝蝕現(xiàn)象，剝蝕不僅會(huì)對(duì)路橋結(jié)構(gòu)的外面產(chǎn)生影響，而且鋼筋還會(huì)于出現(xiàn)剝蝕現(xiàn)象而裸露在外，使得路橋鋼筋的銹蝕速度更快。此外還有混凝土的碳化現(xiàn)象，由于混凝土中含有氫氧化鈣，其與空氣中的二氧化碳起化學(xué)反應(yīng)后會(huì)形成碳酸鈣，最終使得混凝土碳化，造成其pH 值下降?；炷林兴匿摻钔ǔ２粫?huì)做防腐處理，當(dāng)混凝土的PH 值過低，不僅僅無法保護(hù)鋼筋，還會(huì)加快鋼筋的腐蝕，因此造成橋梁使用壽命縮短。

1.3 橋面不平整

在正常的行車過程中，橋梁的橋面鋪裝是非常容易出現(xiàn)破損的，特別是使用時(shí)間超過10 余年的舊橋，這種病害非常嚴(yán)重。主要表現(xiàn)在表面坑洼、開裂、破損等。如一些T 型鋼構(gòu)在長期使用荷載、收縮徐變等多種因素的作用之下，就會(huì)使得橋梁的線條保持不夠平整。再有一些簡易支架橋由于沒有足夠的養(yǎng)護(hù)，一些填縫處的材料會(huì)脫落，加之車輪的磨損，出現(xiàn)較大的溝槽，出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，加速了構(gòu)件的磨損。

1.4 梁體、墩臺(tái)等局部破損，漏筋

梁體主要受拉區(qū)在荷載作用下開裂或原有裂縫有擴(kuò)展，鋼筋應(yīng)力較大，結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)出現(xiàn)問題;但梁體本身受壓區(qū)未破損，受拉筋未損失，結(jié)構(gòu)的極限強(qiáng)度并未減少。這類病害主要是施工質(zhì)量問題造成的，另外，橋梁年代久遠(yuǎn)、結(jié)構(gòu)性能退化也是病害原因。

1.5 剝蝕

剝蝕不僅僅是人為因素造成的，而是由自然力和人為因素共同作用產(chǎn)生的結(jié)果，道路橋梁的表面經(jīng)常會(huì)有蜂窩面、柏油起皮等現(xiàn)象出現(xiàn)，它不僅破壞了道路橋梁的整體美觀，而且極易使其內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)暴露在空氣中，使鋼筋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。

2 道路橋梁加固技術(shù)措施

2.1 橋面鋪裝加固

這種鋪裝加固法有包括了三種方法。首先，是局部修復(fù)法，就是對(duì)橋面出現(xiàn)破損、碎裂的路面進(jìn)行鑿除，當(dāng)我們修補(bǔ)的時(shí)候，要注意最好先使修補(bǔ)的部位濕潤，然后才能涂同一標(biāo)號(hào)的水泥砂漿或是一些粘結(jié)材料。我們進(jìn)行濕潤的目的是為了讓新舊混凝土很好地粘結(jié)在一起。接下來我們?cè)僬f一說土面板加固法，這種方法適用于橋面受損比較嚴(yán)重，修補(bǔ)法已經(jīng)無法完成修復(fù)工作的情況。這種情況下我們要把原來的行車道鋪裝全都拆除，然后重新澆筑混凝土板。而第三種方法是橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法，這種方法是在原有橋面的基礎(chǔ)上再加一層混凝土或者鋼筋和混凝土的補(bǔ)強(qiáng)層。這種修補(bǔ)發(fā)的好處是可以增強(qiáng)橋板的抗壓能力，提高橋梁的承載能力。

2.2 預(yù)應(yīng)力加固法

施加體外預(yù)應(yīng)力加固是指應(yīng)用預(yù)應(yīng)力原理，以梁身為錨固體，通過張拉，對(duì)梁的受拉區(qū)施加壓力，以抵消部分自重應(yīng)力，減少在活載應(yīng)力下的應(yīng)力增量(對(duì)梁起卸載作用)，從而減少和避免梁上出現(xiàn)裂縫，提高其耐久性，可作為重車通行的臨時(shí)加固手段，也可作為永久性提高橋梁荷載等級(jí)的措施。該方法具有操作簡單、對(duì)原結(jié)構(gòu)損傷小、不影響交通、節(jié)省投資的優(yōu)點(diǎn)，能顯著提高結(jié)構(gòu)承載力和抗裂度，有效改善結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)。體外預(yù)應(yīng)力加固法的缺點(diǎn)在于預(yù)應(yīng)力筋暴露于體外，防銹蝕、防水性差，與梁體的連接點(diǎn)少，要給以切實(shí)有效的防護(hù)措施，防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕和因碰撞而斷裂。車輛通過時(shí)，這些體外拉桿是上部結(jié)構(gòu)的組成部分并與原有梁體共同受力形成超靜定體系，各拉桿的張拉力將自動(dòng)增加，進(jìn)一步起到加強(qiáng)作用。與通常的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相比，預(yù)應(yīng)力筋與原結(jié)構(gòu)只在錨固點(diǎn)與梁連接，類似于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。這種方法在自重增加很小的情況下可大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)剛度、抗裂性。該方法既適用于通行重車時(shí)的臨時(shí)加固，也可作為提高橋梁承載力的永久加固措施。

2.3 粘貼碳纖維增強(qiáng)塑料加固法

它是使用樹脂將富含的碳纖維與混凝土粘合在一起，使其在原有的結(jié)構(gòu)表面又形成了一層新的保護(hù)層，從而達(dá)到碳纖維與原有鋼筋共同受力的目的，進(jìn)而降低了原有鋼筋的承載負(fù)荷力。它的優(yōu)勢是保持了原有結(jié)構(gòu)自身的特性及截面面積，還能夠保證凈空間高度沒有任何變化，使工作人員施工起來更加方便，加固后具有良好的耐腐蝕性、耐久性。值得一提的是，這種方法可以利用先進(jìn)的受力分析手段來施工，可以將道路橋面進(jìn)行分層次的粘補(bǔ)和加強(qiáng)，施工方法更加靈活、方便。最大的弊端就是自身含有的環(huán)氧樹脂，其軟化臨界點(diǎn)是六十度以上，而道路橋梁在炎熱的夏季經(jīng)過陽光的暴曬后，一般會(huì)高于這個(gè)溫度，環(huán)氧樹脂一旦出現(xiàn)軟化，就降低了附著性。

2.4 錨噴混凝土法

錨噴混凝土法主要是借助高壓噴射設(shè)備將混凝土組合物高速噴灑覆蓋在修復(fù)加固面。其主要的方法是先把錨桿錨入加固部位內(nèi)，然后架設(shè)加固鋼筋，采用較小的水灰比的混凝土，驚醒噴射。錨噴混凝土加固法的優(yōu)點(diǎn)是施工周期短、進(jìn)度快、質(zhì)量可靠，是目前一種比較先進(jìn)、應(yīng)用比較廣泛的橋梁加固方法。根據(jù)混凝土的分類，目前錨噴混凝土的方式主要有干式錨噴、潮式錨噴、濕式錨噴、SEC 錨噴;干式錨噴主要是控制水泥水灰比小與0.25，潮式主要是控制水灰比在0.25～0.35 間，濕式主要控制水泥水灰比在0.5 左右。根據(jù)混凝土的組成又可分為一般混凝土錨噴和增加纖維混凝土錨噴。

3 結(jié)束語

綜上所述，做好橋梁的補(bǔ)強(qiáng)加固改造是非常重要的。先進(jìn)有效的橋梁加固技術(shù)的運(yùn)用，不但可以有效地保證橋梁加固的質(zhì)量安全，確保人們的出行安全，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，而且相對(duì)于重建橋梁，可以大量節(jié)約人力和物力成本，實(shí)現(xiàn)其良好的社會(huì)效益。

［1］陳光花.論道路橋梁結(jié)構(gòu)病害與加固［J］.黑龍江科技信息，2011，(8).

［2］陸子盛.橋梁加固技術(shù)淺析［J］.知識(shí)經(jīng)濟(jì)，2013，(3).

［3］楊木春.淺談公路橋梁缺陷成因及修復(fù)加固技術(shù)［J］.科技與企業(yè)，2013，(5).