市政橋梁常見病害分析及相應加固設計要點探討

蘇繼東

（遼寧省市政工程設計研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110005）

當前，在市政橋梁建設中，經常會遇到因橋梁質量問題影響后期正常使用的狀況。產生質量問題的原因有多種，為了提升橋梁建設質量，應采取有效措施規避這些質量問題。為此，深入分析產生橋梁病害的原因，重視橋梁設計質量的控制，在設計階段對橋梁結構進行放大設計和加固設計，消除質量隱患，確保橋梁在使用中更安全，提升我國公路橋梁交通的暢通性具有十分重要的意義。

1 市政橋梁工程常見病害

在市政橋梁項目建設過程中，由于設計或者施工問題，使橋梁主體存在一些質量問題，影響了后期橋梁的正常使用，降低了橋梁結構的穩定性和安全性，行業內通常稱這些質量問題為市政橋梁常見病害，根據病害影響程度的不同，可分為功能性病害和結構性病害。

1.1 功能性病害

功能性病害是指影響了橋梁的使用功能，但不影響橋梁主體結構受力。一般常見的功能性病害有橋面不平整、橋面裂縫等，這些問題主要是因施工中質量控制不到位導致的，這些病害會影響正常的行車安全，影響交通運輸。

1.2 結構性病害

結構性病害是指影響橋梁結構的質量問題。這類質量問題可能是設計中存在差錯或施工中存在問題導致的，例如橋梁的超筋和少筋、橋梁內部的鋼筋銹蝕、橋梁主體混凝土強度不滿足受力要求等。這類病害通過肉眼很難發現，需要在橋梁使用中加強維護和檢查，及時發現結構性問題并解決，避免結構性病害進一步演變成橋梁結構缺陷，直接危及橋梁使用安全，情況嚴重的可能會導致橋梁垮塌等重大安全事故。

2 市政橋梁工程常見病害類型

2.1 橋面裂縫病害

在市政橋梁使用過程中，經常會出現橋面開裂的情況。橋面開裂屬于功能性病害，一般是橋面的路面混凝土和瀝青結構出現裂縫，影響了正常的行車安全。產生的主要原因是設計和施工時未考慮到路面的伸縮，沒有合理地設置伸縮縫，在交付使用過程中，在車輛外力和外界環境的作用下，會逐漸導致橋面開裂。對于橋面裂縫要及時解決，避免裂縫貫通，影響橋梁結構的安全性，應在日常的維護保養中加強檢查，保證橋梁質量。

2.2 橋梁基礎沉降病害

在市政橋梁使用過程中，經常會出現橋梁基礎不均勻沉降導致的質量問題。產生這類病害的原因，是設計和施工中沒有按照地基承載力要求對基礎進行加固處理，或者對基礎的處理不到位，使橋梁結構在荷載的作用下出現不均勻沉降，導致橋梁結構開裂，情況嚴重的甚至會導致橋梁坍塌。所以，在設計中一定要重視此類質量問題，應對基礎進行加固設計，保證橋梁基礎滿足承載力要求，提升橋梁結構的安全性。

2.3 鋼筋銹蝕病害

對于鋼筋混凝土橋梁而言，常見病害是橋梁結構內部的鋼筋生銹。鋼筋銹蝕嚴重后會影響其受力，最終影響整個橋梁結構的受力。產生這種病害的主要原因是施工中沒有按照規范對鋼筋除銹，施工完成后，未及時振搗混凝土，混凝土未能密實，空氣會通過縫隙進入結構內氧化鋼筋，影響鋼筋的性能，降低橋梁結構的承載力，影響市政橋梁的使用安全。

3 市政橋梁設計加固原則

3.1 做好加固設計準備工作

為了保證加固設計方案的有效性和合理性，應詳細勘查橋梁項目，分析橋梁存在的質量問題，深入分析產生質量問題的原因，然后，核算橋梁的結構承載力，復核原方案是否滿足當前的使用要求，對于橋梁設計存在的不足之處進行加固設計，保證最優設計效果。

3.2 優化設計方案

在設計市政道路橋梁加固方案時，設計人員應提出多種設計方案，并針對每一種方案與具體問題相結合，優化各個方案。加固方案設計過程中，要綜合考慮現有的技術水平和經濟性問題，合理支出加固費，不僅要盡可能縮短施工工期，還要保證市政道路橋梁的施工質量。

3.3 合理利用原有結構

在市政橋梁項目的加固處理中，為了降低項目成本，應盡可能利用原有的橋梁結構，只對橋梁結構存在質量問題的地方進行加固，同時，在加固設計完成后，要核算整體方案的可行性，確保加固設計不會給橋梁帶來超筋和超負荷等新的問題，確保方案的完整性和科學性。利用原有的橋梁結構可以顯著降低加固所需的成本投入，保證方案的可行性，提升橋梁設計質量。

4 市政橋梁加固設計要點

4.1 橋面的加固改造

在市政橋梁的使用過程中，對于橋面出現的裂縫和局部損毀等質量問題，進行局部加固即可解決。分析橋面裂縫是否為貫穿性裂縫，有無影響到結構內部，如果只是橋面裂縫，對橋面進行修補加固即可。在設計時，可用高一等級的混凝土重新澆筑，并做好養護工作，對橋面補強加固，解決橋面開裂損毀等質量問題。

4.2 截面加固法

在市政橋梁主體結構出現質量問題時，可對其主要承重結構加固設計。常見的橋梁主體結構，如主梁承載能力、強度下降時，可采用增設主體混凝土截面與鋼筋的方法來實現主梁加固改造。也就是增加橋面板的厚度，或者增加主梁的高度和寬度來增加截面。這種橋梁加固改造模式較為簡單、易于操作，一般適合用于小規模、小跨度的市政橋梁。截面加固法能有效增強橋梁強度和承載力，確保橋梁的牢固度和穩定性。需要注意的是，使用截面加固法的前提是要照顧到設計中的單體支撐橋墩的承力水平以及該橋的跨度大小等參數信息，要確保所增設的截面重量控制在承載力范圍內，才能確保加固改造的安全。

4.3 單邊拼寬加固

在單邊拼寬加固設計中，首要考慮以下兩個問題：一是原有橋梁的安全性、耐久性問題；二是新舊橋梁的對接。在加固設計中，應綜合考慮新舊橋梁荷載的變化、新舊橋梁的下沉等問題，在設計中，要實地勘察現場的地質、環境、車流情況、原有橋梁的狀態等，保證荷載的變化、地基的下沉都在可控范圍內，順利完成新舊橋梁的交接。這種方式雖然不需要拆除舊橋，但是成本較高。

4.4 增設邊梁或邊拱

還有一種橋梁增寬的加固方式，是增設邊梁或邊拱，也就是在加固中，拆除原有橋梁一側的護欄，增加邊梁或邊拱，并做好增加邊梁（邊拱）與原有橋梁的連接，實現橋梁的拓寬加固。這種方法實際上是利用鉸接的方式，連接橋梁的新舊部分，新增加的邊梁一般只需承載人行荷載，橋梁主體承受的剪切力不會傳遞到新增加的邊梁上。需要注意的是，在橋梁加固設計中，必須保證橋墩頂端寬度充足。這種加固方法雖然施工簡單，但是無法幫助橋梁主體承擔荷載。

4.5 基礎結構加固改造

對于市政橋梁結構性病害，要分析是否由于基礎受力原因導致的質量問題，如果是因為基礎沉降和基礎承載力不夠導致的質量問題，應加固設計橋梁下部基礎結構。在基礎加固設計時，可從以下三方面優化設計：

（1）擴大基礎。在核算橋梁結構時，由于交通壓力增大等原因導致橋梁的承載力不能滿足要求，需要對其基礎擴大處理。這種方法適用于橋梁基礎結構較淺的情況，按照設計驗算的要求相應增大基礎，提升橋梁結構的承載力。

（2）增補樁基礎。對于一些深基礎的橋梁結構，如果承載力不能滿足要求，可在基礎下方增補樁基，提升樁承臺的承載力。

（3）拓寬墩臺法。為了延長市政橋梁的使用壽命，在使用年限內可對一些基礎完好的市政橋梁加固設計，拓寬橋墩，在保證其基礎受力的同時，可加固橋墩，提升橋梁結構的適用性，滿足當前的使用要求。

5 結語

綜上所述，為了進一步促進我國市政橋梁建設事業的發展，完善我國市政公路橋梁系統，應提升橋梁設計和施工水平。針對一些常見的橋梁病害，要深入分析產生原因，采取有效措施加以解決。對于功能性病害和結構性病害要進行合理的加固設計，在保證成本最優的情況下修復橋梁，解決質量問題，提升市政橋梁結構的穩定性和安全性。