薛海寧

青島交通工程監(jiān)理咨詢有限公司 山東青島 266000

伴隨著汽車行業(yè)的大力發(fā)展，汽車的數(shù)量也呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。在這種發(fā)展趨勢下，人們對高速公路橋梁的質(zhì)量和安全也提出了更高的要求。然而，在諸多因素的影響下，高速公路橋梁病害的存在是影響橋梁使用壽命的關(guān)鍵因素。因此，本文在總結(jié)多年工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對高速公路橋梁常見病害進(jìn)行了歸納和總結(jié)，并提出了相應(yīng)的加固措施，以希望為相關(guān)人員以及相關(guān)項目工程提供借鑒和參考。

1 公路橋梁常見病害

1.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)病害

在對已有運(yùn)營高速公路橋梁官網(wǎng)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，高速公路橋梁上部結(jié)構(gòu)病害也是較為常見的。高速公路橋梁上部結(jié)構(gòu)病害主要表現(xiàn)為混凝土剝落露筋、鋼絞線外露、崩裂、橋梁底板大面積劃痕以及T梁橫隔板混凝土開裂等。根據(jù)不同的上部結(jié)構(gòu)形式，橋梁上部結(jié)構(gòu)的病害表現(xiàn)不同。如空心板結(jié)構(gòu)多為縱向裂縫較為普遍，且伴隨著滲水泛白現(xiàn)象；連續(xù)箱型梁受力較為復(fù)雜，其底板橫縫、縱縫較多，腹板斜45°裂縫較為普遍；T型梁結(jié)構(gòu)，受橫向分布的影響，橫隔板處多裂縫；混凝土實(shí)心板橋結(jié)構(gòu)，受汽車荷載影響，1/4跨～3/4跨多分布橫向裂縫。

1.2 伸縮縫損壞

導(dǎo)致伸縮縫損壞的原因主要有設(shè)計不周、設(shè)計伸縮量與實(shí)際伸縮量不符，選型不當(dāng)，梁預(yù)制尺寸及橋墩施工誤差，施工破壞橡膠板造成伸縮縫處跳車的發(fā)生，反開槽施工不當(dāng)，伸縮裝置施工先于瀝青混凝土路面而造成伸縮縫尾端跳車，材料選擇不恰當(dāng)?shù)?。伸縮縫對橋梁結(jié)構(gòu)影響較大，伸縮縫損壞將進(jìn)一步引發(fā)橋梁主體結(jié)構(gòu)的破壞，所以伸縮縫病害必須及時處理。

1.3 高速公路橋梁附屬設(shè)施病害

附屬設(shè)施病害包括橋梁支座局部脫空或完全脫空。護(hù)欄病害主要包括鋼筋銹蝕、裂縫、起皮以及混凝土剝落等。橋梁毛勒伸縮縫病害包括型鋼斷裂、混凝土破損、橡膠條破損等。橋頭搭板沉陷多為搭板斷裂，引起路面沉陷病害。

1.4 鋼筋銹蝕

當(dāng)混凝土密實(shí)度較差或鋼筋保護(hù)層厚度不足均會引起鋼筋銹蝕，此外南方地區(qū)工業(yè)污染形成的酸性氣體和潮濕環(huán)境，北方地區(qū)為防止橋面冰凍而撒鹽的方法使富含Cl－的鹽水深入鋼筋結(jié)構(gòu)等都會造成橋梁鋼筋銹蝕。銹蝕的鋼筋部分體積將膨脹至原來的10倍，對周邊混凝土結(jié)構(gòu)造成積壓，引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)的開裂與剝蝕，降低結(jié)構(gòu)承載力，同時，鋼筋銹蝕將減小截面面積，直接影響其結(jié)構(gòu)抗拉與抗彎性能，混凝土對鋼筋的握裹力減小。所以，鋼筋銹蝕對橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性影響重大，也是影響橋梁結(jié)構(gòu)使用壽命的重要因素，我國當(dāng)前各類橋梁結(jié)構(gòu)普遍存在鋼筋銹蝕現(xiàn)象，必須引起重視。

2 加固處理措施

2.1 外加預(yù)應(yīng)力

在橋梁下緣受力區(qū)域使用預(yù)應(yīng)力材料使橋梁主體遭遇荷載力張拉時產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，在此預(yù)應(yīng)力作用下對橋梁主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生上拉作用力進(jìn)而抵消其部分自重荷載力，隨著主體結(jié)構(gòu)所受重力的減輕，變形和裂縫產(chǎn)生的可能性大大減小，結(jié)構(gòu)自身承載能力有效提高。這種外加預(yù)應(yīng)力的加固措施施工周期短、橋梁構(gòu)件應(yīng)力水平降低效果顯著，對于大跨度重型結(jié)構(gòu)的橋梁構(gòu)件以及高應(yīng)力和高應(yīng)變混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的加固較為適用。

2.2 碳纖維加固

近幾年來經(jīng)?？吹綉?yīng)用碳纖維進(jìn)行對橋梁加固，這種加固方法要應(yīng)用在混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁結(jié)構(gòu)中，這是因?yàn)殇摻詈突炷辆哂泻芎玫膮f(xié)調(diào)性，并且鋼筋具有很好的彈性模量和抗拉強(qiáng)度。粘貼碳纖維加固的方法是應(yīng)用碳纖維具有的高強(qiáng)度和與其相近的彈性模量，把粘結(jié)樹脂涂布到鋼筋混凝土上，讓碳纖維和混凝土進(jìn)行結(jié)合，增加混凝土的強(qiáng)度[1]。實(shí)際應(yīng)用的過程中，要關(guān)注下面的步驟。第一應(yīng)用環(huán)氧樹脂填補(bǔ)產(chǎn)生缺陷的混凝土表面，并且要清洗打磨表面，讓表面清潔光滑，以確保有效的進(jìn)行碳纖維處理。第二，在碳纖維的涂布之前，應(yīng)該應(yīng)用環(huán)氧樹脂涂料加工基層，這樣作是要加強(qiáng)混凝土和樹脂的粘合力，如果在涂布以后還有孔隙顯現(xiàn)，就應(yīng)用膩?zhàn)舆M(jìn)行處理，然后再進(jìn)行打磨，防止在進(jìn)行粘貼的時候其表面不能充分的接觸。在粘貼碳纖維片的前后都必須應(yīng)用粘結(jié)劑處理，并且貼片的效果也受進(jìn)行操作人員的技術(shù)影響，所以，要對操作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)并要求嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在碳纖維粘貼結(jié)束以后，還要進(jìn)行維護(hù)，要對溫度、天氣和人為因素等進(jìn)行詳細(xì)的考慮，確保其穩(wěn)定。

2.3 黏貼鋼板加固

將鋼板用雙組環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑與錨栓黏貼在橋梁結(jié)構(gòu)受拉面及其與受力與薄弱位置，達(dá)到錨固作用，從而形成混凝土、粘接劑和鋼板有機(jī)牽引的系統(tǒng)，有效提升橋梁結(jié)構(gòu)承載力。該加固技術(shù)施工便捷、工藝成熟可靠、短期效果優(yōu)良、對橋梁結(jié)構(gòu)整體尺寸并無過大改變，對原有結(jié)構(gòu)破壞甚微，常用于橋梁加固領(lǐng)域。所以高速公路的橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形裂縫等病害時，可以采用黏貼鋼板加固構(gòu)件外部結(jié)構(gòu)的措施，提升承載力。該措施在運(yùn)用過程中尤其要注意不夠平整且鋼板和混凝土粘結(jié)面積少的橋梁結(jié)構(gòu)，必須著重處理和增強(qiáng)鋼板對混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度。

2.4 增大構(gòu)件截面加固方法

這種方法是利用增加鋼筋或混凝土的截面積來對橋梁進(jìn)行加固。增加鋼筋的方法要在混凝土的保護(hù)層上進(jìn)行，利用焊接對新舊主鋼筋的連接、箍筋的接長，對混凝土保護(hù)層進(jìn)行恢復(fù)等以完成強(qiáng)度的補(bǔ)充。這個過程，要關(guān)注箍筋頂部和新建保護(hù)層的涂飾處理情況。這種加固方法對鋼筋和混凝土的加固都適用。應(yīng)用對橋面板的加厚和梁肋的增加進(jìn)行對橋梁的加固。鋼筋的加固是利用增加建設(shè)的鋼筋混凝土，進(jìn)行新建橋面，和原來的橋面進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

5 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高和車輛數(shù)量的增加，對橋梁工程使用頻率和強(qiáng)度荷載增加，再加上其他因素的綜合作用，橋梁結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)出各種病害，為此必須采取恰當(dāng)措施進(jìn)行加固處理，文章中對包括外加預(yù)應(yīng)力、碳纖維加固和黏貼鋼板加固等的結(jié)構(gòu)性加固措施以及非結(jié)構(gòu)性加固措施的作用原理和優(yōu)缺點(diǎn)等加以探討，從而提高橋梁質(zhì)量和使用壽命。