公路混凝土梁橋常見病害及其加固技術研究

孫欽剛

（貴州省公路工程集團有限公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

近年來，我國交通行業呈現快速發展的態勢，眾多施工項目如雨后春筍般涌現，規模逐漸擴大。在這些項目中，混凝土梁橋結構成為重點建設對象，承擔著滿足人們出行需求和推動社會經濟發展的重要職責。然而，由于建設過程中存在的技術缺陷和客觀因素的影響，梁橋結構周邊存在多種病害，且運維成本相對較高。因此，公路相關人員需要深入了解公路混凝土梁橋可能出現的病害類型，并結合這些病害的原因制訂相應的解決方案，以確保梁橋結構的穩固性，同時能夠滿足未來不斷變化的市場和社會發展的需求。

1 公路混凝土梁橋加固的重要性

隨著時間的推移，公路上的混凝土梁橋由于長時間承受車輛碾壓和不受遮擋的自然環境，其結構會逐漸老化和磨損，最終導致病害出現。尤其在當前社會經濟高速發展的背景下，公路混凝土梁橋上行駛的大型車輛數量增加，再加上運維管理體制的不完善，病害已經成為常態。然而，如果相關人員繼續忽視對梁橋的管護，可能導致更為嚴重的事故。

為應對這一問題，相關人員已開始針對不同類型的病害制訂加固方案，并逐步將其落實和普及。這些努力已取得顯著效果。隨著員工和公眾對此問題認識的糾正，公路混凝土梁橋加固技術的重要性逐漸被廣泛認知。

1.1 提升經濟效益

對公路混凝土梁橋進行適當加固處理可以延長梁橋使用年限，減少運維成本。在未來面臨多變的社會環境時，具有相對穩固的硬件設施可以為其結構提供緩沖，從而避免不必要的損失。

1.2 滿足多樣化需求

目前，公路混凝土梁橋已成為城市發展不可或缺的關鍵結構，對其需求變得更加多樣化。除了必要的安全性，還需要考慮外觀藝術等附加功能。科學有效地應用加固技術可以根據公眾需求進行調整，同時防止內外部結構病害的發生，以防止在結構優化過程中出現坍塌、裂縫等問題。

1.3 控制成本

傳統的公路混凝土梁橋加固技術通常需要使用多種材料進行直接修復，成本較高，且容易造成資源浪費。然而，只要工作人員結合梁橋結構特點，建立相應的加固技術體系，無論是材料、設備選擇還是后續資源分配，都能夠有章可循，從而迅速降低成本并減少對原結構的損害。

2 公路混凝土梁橋的常見病害

2.1 耐久性病害

這類問題是梁橋結構普遍存在的共性問題。由于梁橋長期處于露天環境中，現有的建筑材料在風雨的侵蝕下逐漸出現結構損傷，導致內部結構受到影響，逐漸失去應有的支撐能力。實際上，這種損傷可分為內部結構和外部結構兩種表現形式。

2.1.1 外在耐久性不足問題

為了確保公路梁橋結構能夠具備所需的支撐能力，需要考慮力學框架的結構設計，其中大量采用三角形結構以增強其強度。然而，受到外部環境侵蝕和偶發的安全事故影響，現有的梁橋主體結構容易受損。如果相關人員未及時進行修復，支撐結構的性能將下降，特別是連接部位容易滋生病害，進而導致承載重心偏移，逐漸損壞整個梁橋結構，從而帶來昂貴的維修成本。此外，少數情況下，部分施工團隊在建設過程中未達到標準質量，尤其是在建成時間較長的梁橋上更為常見。由于我國經濟發展初期，許多相關技術體系尚不成熟，整體結構存在安全隱患。隨著長時間的使用，逐漸失去平衡的分階段穩定結構會導致局部損傷，進而引發一系列病害，使整體耐久性降低[1]。

2.1.2 內在耐久性不足問題

這類問題是在建筑施工體系不斷優化的背景下得以被熟知，其主要原因是在使用過程中，梁橋主體結構長時間受到外部環境的影響，導致內部框架結構發生變異，從而使支撐點失效，內部應力瞬間增加，周圍支撐點所受外力也會相應變化，逐漸降低梁橋的耐久性。此外，公路混凝土梁橋結構經過長時間的露天工作，受到雨水、氧氣、光照等自然環境因素的影響，外部表面會逐漸老化和腐蝕。一旦防護層消失，多種外部因素會影響梁橋內部結構，導致碳化現象發生，并引起金屬材料的氧化還原反應，從而明顯降低梁橋的支護能力和耐久性。

2.2 承載類病害

公路混凝土梁橋的承載能力是驗證其實用性的重要指標，同時也是現場最容易變化的參數之一。其數值不僅受主體結構質量的影響，還受周邊環境因素的影響。

2.2.1 沉降病害

為了保障公路混凝土梁橋的穩定運行和達到預期的使用年限，目前采取了限制上橋車輛荷載的措施，不僅是為了減少物理摩擦損傷，還是為了避免沉降等病的發生。然而，在傳統施工體系中，許多施工人員往往忽視周圍環境的監測和管理，導致獲取的數據不夠客觀，尤其是在現場氣候多樣的情況下。因此，即使梁橋結構在建造時保持穩定，但由于外部環境的變化，如土壤含水量增加等因素，可能導致路面沉降，進而影響梁橋結構的穩定性[2]。經過調研發現，這類病害出現的概率較低，但也不可忽視。

2.2.2 結構病害

這類問題通常出現在梁橋建設初期。一般情況下，在梁橋的建設過程中，現有的結構考慮了周邊環境的影響，并根據車流量特點選擇合適的材料和搭建方式。然而，在一些地區的梁橋結構是在經濟發展初期建造的，因此施工技術相對不足。在面對多變的現場環境時，往往無法詳細收集其參數，只能依靠以往的施工經驗，并通過加固技術逐步提升其承載能力。然而，這種方法可能導致不適配性，導致梁橋結構的強度不均衡。一旦局部出現損傷，這些弱點可能成為破壞的起點，導致整個梁橋的結構強度下降[3]。

2.3 裂縫類病害

混凝土結構的裂縫問題在梁橋建設中是一個復雜的難題，因為其種類繁多、誘發原因復雜，已成為梁橋結構建設中的主要管控難點。裂縫問題的形成主要有多個原因，包括建設過程中的失誤、車輛碾壓以及環境因素等，因此對其進行有效管理具有較大挑戰。據了解，裂縫問題也是公路混凝土梁橋中最常見的病害之一，其危害程度并不是固定不變的，即存在一定的變化性。

2.3.1 結構裂縫

結構裂縫的主要形成原因是受力不均勻和承載力不足。在混凝土梁橋的前期建設階段，工作人員在設計過程中未能準確確定荷載標準，導致后續大型車輛行駛時與路面摩擦產生形變，并引發異常的內部應力，最終導致裂縫形成。此外，由于梁橋的建設時間較長，結構會有一定老化，原本設計的承載能力也會發生變化，因此裂縫問題幾乎是不可避免的。另外，在公路混凝土梁橋的建設初期，出于經濟考慮，施工團隊可能適度縮減截面尺寸，從而降低整體的安全性能，長時間使用后容易出現結構裂縫的問題。

2.3.2 構造裂縫

構造裂縫的主要形成原因可以歸結為外部環境的影響和主體結構的性能因素，通常在建成時間較久的梁橋結構中出現。首先，在梁橋的建設初期，由于技術體系不夠規范或使用的材料不夠適用，或者在混凝土澆筑完成后未進行規范的養護工作，導致內部存在安全隱患。隨后，在使用過程中，持續受到外部力的碾壓，最終導致裂縫的形成。其次，混凝土梁橋在建成后，如果遭遇多變外部氣候和極端天氣等因素，會導致梁橋主體結構受損，進而逐漸影響內部結構。尤其是在溫差過大的情況下，內部應力會發生變化，最終導致構造裂縫的形成[4]。

綜上所述，裂縫問題具有極強的危害性。雖然初始階段的細小裂縫不會直接造成損傷，但它們可能成為問題的突破口，逐漸影響周圍的內部結構，導致其老化。而一旦出現貫穿性裂縫，極易引發安全事故甚至梁橋倒塌的風險。因此，不論裂縫問題的嚴重程度如何，都需要及時進行加固處理，以防患于未然。

3 公路混凝土梁橋的加固技術分析

公路混凝土梁橋作為人們主要的交通通道，需要具備穩定的整體質量。然而，由于病害的形式多樣且易受多種因素的影響，所以加固技術必須足夠完善，并根據實際現場情況做出正確選擇，具體包括以下幾點：

3.1 外加預應力加固技術

外加預應力加固技術是一種施工難度適中的技術體系，主要用于解決混凝土梁橋結構承載能力不足的問題。該技術的核心在于提升整體預應力，增加框架結構的強度，并通過外部施加防護結構來滿足多樣化需求，同時減少裂縫和承載相關病害再次發生的可能性。具體如下：

首先，工作人員需要對待處理的梁橋結構進行調研，收集各項參數，并與生產廠商合作，制訂預應力筋的各項參數。預應力筋在運輸至現場安裝之前，需要管理者明確其規格對加固技術的影響，并建立完善的跟蹤管理機制，確保參數的準確性。在運輸過程中，也需要合理選擇車輛種類，以確保空間足夠，并減少鋼筋損壞的可能性[5]。

其次，施工人員需要了解公路混凝土梁橋病害的主要位置，并根據類型選擇合適的支撐鋼筋。在使用預應力筋之前，需要進行二次抽樣，確保其質量穩固。此外，在實際安裝過程中，需要確保位置準確、契合度高，并確保預應力筋本身具有一定的穩定性，以確保短期內不會氧化。

綜上所述，外加預應力加固技術作為一種外部施工方法，不需要占用過多施工空間，并且成本適中。因此，相關人員需要關注施工規范和預制件的標準，以確保最終的加固效果，避免對后續梁橋的正常使用產生影響。

3.2 置換混凝土加固技術

置換混凝土加固技術是當前興起的一種加固體系，具有較強的技術性和相對復雜的施工流程。它主要通過提升梁橋支護性能來實現加固目的。然而，考慮到技術特性，施工人員需要注意施工流程的實施情況，具體包括以下幾點：

首先，施工人員需要選擇適當的混凝土材料。目前市場上有各種類型的混凝土材料，它們具有不同的拌和比例，適用于不同的區域。對于梁橋項目而言，重點是提升結構性能，因此材料質量是管理人員的首要關注對象。相關人員需要積極了解市場上各種新型材料的特性，如果找不到合適的材料，可以自行購買原材料進行特殊拌和，但需要進行準確的參數計算，這也是置換混凝土加固中技術性最強的一部分。

其次，置換混凝土加固技術的合理應用可以提升公路混凝土梁橋柱和偏心受壓柱的強度，從而提高結構性能。因此，在使用過程中，需要進行實時監測以獲取相應數值的變化情況，只有達到標準值后才算完成加固。

最后，該技術體系涉及置換位置的切割，因此施工人員需要關注切割角度，盡量使其達到直角，并清理內部，向其中噴射新型混凝土，以提升局部加固效果。在這個過程中，無論是制訂施工參數還是進行后續混凝土噴射，都需要具備足夠的準確性，部分相對復雜的參數需要進行綜合計算[6]。

綜上所述，置換混凝土加固技術具有參數眾多的特點，因此施工人員需要根據實際情況獲取相應的工作參數，在做好準備工作后開始施工，并加強混凝土結構的養護力度，以達到預期效果。

3.3 截面增加與植筋加固技術

該技術體系主要針對公路混凝土梁橋的裂縫問題。由于裂縫形式多樣，增加截面和植筋的對應形式相對復雜，施工人員需要結合實際需求，考慮安全隱患，并逐步制定施工方案，以達到理想效果。具體而言：

首先，施工人員需要明確截面增加和植筋加固技術主要是為了增強梁橋的剛度、穩定性和抗裂性能。具體的執行手段包括增加構件截面、增加配筋和提高配筋率，并在梁柱底面或側面增加主筋，以提升其有效高度和抗彎強度。因此，在進行施工時需要注意整體方案的完整性，并加強對預制件的監督管控。

其次，根據技術要求，施工人員需要首先清理原有混凝土結構，去除灰塵和雜質，然后使用與原結構材料一致的混合物進行植筋和噴涂，最后利用材料在病害位置完成修補。此外，為了確保施工效果，需要加強對材料的管理，并拓寬可選擇的材料范圍，以最終加固效果為唯一參考[7]。

綜上所述，截面增加和植筋加固技術作為應對裂縫問題的有效策略，其所涉及的技術體系也需要具備足夠的靈活性。因此，施工人員需要加強勘查和分析能力，并了解適配性的材料，以實際情況為基礎，逐漸實現預期目標。

4 結語

綜上所述，我國的公路混凝土梁橋在建設過程中存在諸多內部隱患，主要受到自身結構缺陷和鋼筋質量等因素的影響。隨著車流量的增加，梁橋的病害問題逐漸顯現，甚至可能導致結構倒塌等嚴重后果。因此，施工人員需要深入了解公路混凝土梁橋的病害類型，并結合現有的加固技術，形成相應的工作模式，以應對未來環境的多變性，并為行業發展和社會進步鋪平道路。