對道路橋梁結構病害與加固措施的分析與研究

王乙存 孟雙

【摘要】道路橋梁是社會經濟發展的重要保障，其對于生產生活的作用是不可替代的。道路橋梁結構病害對于道橋安全是一種威脅，也是對人們生產生活的一種威脅。因此，對于結構病害加固研究十分有意義。

【關鍵詞】道路橋梁；結構病害；加固措施

由于我國社會的科技的不斷發展，對道路橋梁的要求越來越高，很多在上世紀建設的橋梁多存在這樣或那樣的問題，所以對道路橋梁的病害問題進行有效的預防與管理，是我國基礎設計管理中的重要環節，通過對橋梁病害問題進行有效的預防與管理，可以有效的提成橋梁的安全性能與經濟性能。但是就我國目前的道路橋梁管理現狀來講，還存在著諸多的問題與不足，所以需要逐步加強道路橋梁的管理與完善，確保在預防與管理的各環節都做到科學嚴謹，使我國的道路橋梁病害可以得到及時的解決，使我國的道路橋梁的預防管理更加完善，切實滿足我國經濟發展情況。同時可以通過對道路橋梁病害的管理與控制，可以進一步促進我國經濟建設發展。

一、道路橋梁施行加固的必要性

公路橋梁的加固是促進經濟效益提升的有效措施施橋梁道路在建設過程中需要投入大量的資金屬于投資巨大的工程，橋梁加固技術的科學使用能夠實現經費的有效節約，并且橋梁加固技術在后期橋梁的維護中也會顯著降低維護的成本，延長橋梁的使用時間，因此橋梁道路加固技術的使用能夠獲得很好的社會經濟效益不僅如此臺理的加固技術也能夠極大地減少重建所需的工程費用。

二、常見的典型道路橋梁病害

（一）地基不均勻性沉降導致的病害

當道橋地基發生不均勻沉降時，路橋整體的鋪裝層、承載結構等部位將被破壞，進而導致橋體出現裂縫、跳車等現象，更嚴重時甚至會出現路橋面整體坍塌或損壞事故。

（二）路橋面的鋪裝層出現裂縫

在路橋施工過程中，由于環境溫度的不斷變化導致鋪裝層冷熱不均出現裂縫；正常行駛的車輛遇到緊急剎車、車輛嚴重超載等現象，會對路橋鋪裝層帶來磨損、擠壓、過載壓力作用，在這些因素的長期反復作用下，橋面鋪裝層便會出現裂縫；在道橋施工過程中，如果沒有合理地確定混凝土的配合比，再加之在混凝土的養護期間，沒有合理控制混凝土的初凝時間，都會導致橋梁結構產生裂縫。

（三）承載粱的端頭局部出現損壞

路橋承載結構梁端頭損壞是非常容易出現的一種質量事故，其損壞的主要表現形式是梁端頭的伸縮縫變形或損壞，而一旦出現損毀情況，就很難對其開展修復工作。一般情況下，導致梁端頭局部發生損壞的原因主要有三點：橋梁在設計階段出現錯誤，特別是在對伸縮縫進行計算時，產生的誤差較大。而在施工完成后，便無法經受交通車輛載荷的反復施壓，遂引起伸縮裝置的失靈；施工中出現錯誤。在橋梁的施工階段，施工人員要重點監控橋梁端頭伸縮縫的施工質量，如果出現問題，要及時進行處理，否則在橋梁的后續使用期內，橋梁將會出現損壞；使用階段缺乏養護。

（四）路橋的剝蝕問題

路橋發生剝蝕主要是其所處地理環境和人為因素的影響。例如路橋鋪裝層表面出現蜂窩面、掉皮或者整體性的剝落等現象。路橋出現剝蝕現象不僅對其整體外觀性帶來影響，還會導致包裹其中的鋼筋裸露，加速路橋整體結構的腐蝕和老化速度。

（五）混凝土碳化問題

橋梁混凝土碳化現象主要是自然因素導致的。混凝土成分中含有氫氧化鈣成分，它會與空氣中的二氧化碳產生化學反應生成碳酸鈣，進而降低混凝土的PH值。而一旦混凝土的PH值下降，混凝土不僅不會對未經防腐處理的加強鋼筋提供保護，還會對鋼筋造成腐蝕，從而大幅降低路橋的使用壽命，對橋梁的安全使用帶來隱患。

三、常用的路橋結構加固技術

（一）直接加固法

增加截面加固法 對橋梁受彎構件的承壓區域進行混凝土澆筑加固，以此種方法不僅可增加該承壓區域的截面積和高度，在力學方面還提升了整座橋梁的剛度，包括橋梁正截面的抗彎能力和斜截面的抗剪能力。該施工方法在對橋梁進行加固作業時，具有工藝方法簡單、施工技術比較成熟、適應性較強等優點。在涉及橋梁墻體、粱、柱、板等加固方面可采用此加固法。

1、混凝土置換加固法

這種加固技術主要是針對橋梁承壓區域中，有質量缺陷或強度較低的柱或粱等承重構件的加固。采用這種方法進行加固的一個顯著優點，就是在完成加固作業后，對建筑物的凈空不會構成影響。缺點是即使對橋梁承壓區域的缺陷柱或梁進行了加固，但仍然存在濕作業時間較長的問題。

2、外包裹型材加固法

這種加固技術就是將鋼板或型材，采用包裹或粘接等措施，固定于需要進行加固處理的構件周圍。比如在加固混凝土的結構件時，通常采取濕式外包加固技術，此方法在在施工過程中，選取的型鋼會通過環氧樹脂灌漿技術，粘接至需要加固處理的構件周圍，生成一個整體，以實現加固構件的目的。在完成加固措施后，承壓結構在型鋼與被加固件的共同作用下，其受壓和受拉的截面積有了明顯改善，橋梁整體剛性和正截面的承載能力也得到了提高。該方法的優點是施工簡單、受力可靠、作業工作量小等，缺點是在加固時要采用比較多的鋼材。

3、外包裹纖維塑料加固法

此種方法與外包裹型材加固法類同，只是將有一定剛度的增強復合材料，包裹并粘貼于需要進行加固處理的加固件的受拉區域，形成受壓、受拉共同體，以此增強加固構件的整體承載能力。此種加固技術不僅具備了型材加固技術的優點，還具有抗潮濕、耐腐蝕、重量輕、施工維護費低等優點，缺點是施工階段要設置防火措施。這種加固技術主要適用于混凝土構件承受多種受力形式的情況。

（二）間接加固法

1、預應力加固法

預應力水平拉桿加固法是針對混凝土受彎構件的加固方法。混凝土受彎構件，在預應力及新增外部載荷的共同作用下，在拉桿的內部會生產軸向力，并由拉桿端錨固偏心傳至構件，對構件形成偏心壓力。在該作用力的作用下，外載荷對構件的影響將會明顯降低，進而使構件的整體抗彎承載能力、斜截面的抗剪承載能力得到提高。此外，通過這種壓力的傳遞方式，可以強化構件的整體性能，對混凝土的裂縫發育有一定控制和緩解作用。鋼筋混凝土構件在完成預應力下撐拉桿加固后，便與被加固構件形成一個超靜定結構體系，在預應力和外載荷的共同作用下，拉桿產生的軸向力便通過構件結點傳遞至被加固件，改變了被加固件的截面內力特征，抵消了部分外載荷的作用，進而提高被加固構件的整體承載性能。

2、增加支撐點加固法

增加承壓構件的支點可減小構件的跨度距離，降低其作用在被加固構件上載荷作用，進而提升構件整體的承載性能。該加固技術的優點是施工簡單，缺點是容易對路橋的原有結構形式及使用功能造成破壞。

3、輔助結構件加固法

該加固技術主要是采用輔助構件如鋼筋混凝土梁、鋼桁架、型鋼等結構件，部分或全部承載被加固結構件的所受作用力。橋梁承壓構件在經過這種方法加固后，其支座附近截面積將會明顯增加，被加固構件的整體承載性能也會得到明顯改善。

總之，隨著社會經濟的發展以及技術的不斷更新，采用先進的技術對道路橋梁結構病害進行加固不僅能夠保障道橋的安全使用，更能促進社會經濟的快速發展。

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