喬菡菡

（河北銳馳交通工程咨詢有限公司，石家莊 050021）

1 引言

近年來，我國的公路橋梁建設(shè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2014年，我國公路橋梁已經(jīng)達(dá)到了74.71萬座，其中，20世紀(jì)80年代修建的公路橋梁就有10萬座。隨著時(shí)間的推移，公路橋梁也在不斷地老化，其中一些橋梁也普遍出現(xiàn)了一些病害問題，這些病害也為行車的安全帶來了隱患。近年來，由于橋梁結(jié)構(gòu)病害而引發(fā)的交通安全事故屢見不鮮。為此對已建公路橋梁的養(yǎng)護(hù)加固是目前交通建設(shè)的重點(diǎn)，通過加固提高橋梁的安全性，恢復(fù)橋梁的承載力，延長使用壽命。

2 橋梁結(jié)構(gòu)常見的病害

病害對橋梁結(jié)構(gòu)的影響程度是有所差異的，病害發(fā)展的初期僅僅是對橋梁的美觀產(chǎn)生了一定的影響；待病害不斷地發(fā)展而較為嚴(yán)重時(shí)，就會(huì)影響橋梁的安全性和耐久性。根據(jù)橋梁的基本組成將橋梁的病害分為3大類，主要分為橋梁的下部結(jié)構(gòu)病害、上部結(jié)構(gòu)病害及橋面構(gòu)造病害[1]。

2.1 橋梁下部結(jié)構(gòu)病害

橋梁的下部結(jié)構(gòu)病害主要?jiǎng)澐譃椋簶蚨眨ㄅ_）病害、基礎(chǔ)不均勻沉降。

2.1.1 橋墩（臺）病害

橋墩作為連接橋梁基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分，支撐上部結(jié)構(gòu)，傳遞荷載。橋墩（臺）病害主要包括了鋼筋銹蝕、橋墩柱、麻面、裂縫、橋臺剝落、鋼筋外露、墩柱沖刷，如圖1所示。不同類型的裂縫其產(chǎn)生的原因也略有差別，但大體上主要是由基礎(chǔ)的不均勻沉降、混凝土在澆筑的過程中接縫不良等引起的。而裂縫在發(fā)展的過程中就會(huì)造成鋼筋的外露和生銹，進(jìn)而使鋼筋的性能下降，強(qiáng)度降低，最終使得結(jié)構(gòu)發(fā)生變形。因此，橋墩一旦出現(xiàn)裂縫必須要足夠地重視并及時(shí)進(jìn)行處理。下部橋墩結(jié)構(gòu)的病害會(huì)直接影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，若想保證橋梁能夠具有足夠的耐久性，橋墩是關(guān)鍵因素，倘若橋墩出現(xiàn)了傾斜，這對上部結(jié)構(gòu)是極為不利的，甚至可能會(huì)造成橋梁的倒塌[2]。

圖1 橋墩沖刷

2.1.2 基礎(chǔ)不均勻沉降

在橋梁的建設(shè)中基礎(chǔ)是最為重要的，不同位置的橋墩由于下面所處的地基略有差異，所以會(huì)導(dǎo)致不同區(qū)域的地基出現(xiàn)不同程度的沉降。地基的不均勻沉降會(huì)影響橋梁在后期使用過程中的效果，嚴(yán)重的情況會(huì)導(dǎo)致橋梁的上部結(jié)構(gòu)造成損傷，比如，引發(fā)橋面的裂縫、承載結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題等。而在路橋的交界處，由于路和橋下方的地基差異也較大，在通車后由于車輛荷載的作用，在路橋的交界處也會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降，進(jìn)而導(dǎo)致公路與橋梁連接處的路面產(chǎn)生臺階，使得車輛高速駛過時(shí)會(huì)出現(xiàn)顛簸跳躍的橋頭跳車現(xiàn)象，這嚴(yán)重影響了行車的舒適性與安全性，大大降低了行車速度，也為交通事故埋下了隱患?；A(chǔ)不均勻沉降在軟土的地區(qū)表現(xiàn)的尤為嚴(yán)重，為此需要對橋梁進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對不均勻沉降較為明顯的區(qū)域及時(shí)地進(jìn)行處理加固，以防病害的進(jìn)一步發(fā)展。

2.2 橋梁上部結(jié)構(gòu)病害

橋梁上部的病害主要包括：支座的損壞（見圖2）、鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化以及表層的缺陷等。在橋梁施工完成后暴露在自然環(huán)境下，空氣中的二氧化碳會(huì)與混凝土中的氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而會(huì)使混凝土的酸度升高，對鋼筋造成銹蝕，其強(qiáng)度降低，耐久性下降。而上部結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生的原因也較為復(fù)雜，會(huì)受到材料的影響，如水泥、骨料、混凝土的質(zhì)量配比；另外，還會(huì)受到使用環(huán)境、施工方式的影響；當(dāng)然上部結(jié)構(gòu)受到下部結(jié)構(gòu)的影響也是比較大的，例如，下部結(jié)構(gòu)的不均勻沉降會(huì)直接加劇上部結(jié)構(gòu)的完整性以及受力狀況。支座作為橋梁上下部位的連接點(diǎn)是重要的傳力裝置，由于設(shè)計(jì)時(shí)缺乏周密考慮或者維修管理不善而造成支座組件的斷裂、錯(cuò)位、脫空，使得支座受力不均勻、梁體產(chǎn)生過大的附加內(nèi)力，一旦發(fā)生病害就會(huì)影響上下結(jié)構(gòu)的使用壽命[3]。

圖2 支座偏移

2.3 橋面構(gòu)造病害

橋面的結(jié)構(gòu)主要分為橋面鋪裝、排水防水系統(tǒng)、伸縮縫、燈光照明以及欄桿幾個(gè)部分。橋面的鋪裝在破壞較輕的情況下會(huì)影響行車的舒適性，嚴(yán)重的情況會(huì)導(dǎo)致橋面的積水與跳車現(xiàn)象，甚至造成交通事故的發(fā)生。而排水系統(tǒng)的堵塞會(huì)導(dǎo)致橋面的積水，降低橋面的摩擦系數(shù)，引起車輛的打滑，而且積水往往會(huì)沿著橋面的裂縫滲入，進(jìn)一步加劇了裂縫的擴(kuò)展。欄桿的病害主要為撞擊、缺損和裂縫，存在缺陷的欄桿會(huì)使行車缺少安全感。伸縮縫的破損大多是由設(shè)計(jì)缺陷、材料不良、管理不善引起的，會(huì)導(dǎo)致車輛跳車，影響行車的舒適性，而且伸縮縫一旦缺陷，容易造成滲水，會(huì)加劇支座的損壞。

3 橋梁結(jié)構(gòu)的加固方法

橋梁加固的方法種類較多，加固的方式不同，產(chǎn)生的效果也就有所差異，主要的幾種加固方式有粘貼鋼板加固法、橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法、增大截面加固法以及體外預(yù)應(yīng)力加固法。每種方法都各有優(yōu)缺點(diǎn)，針對不同的部位，就需要具體的加固措施，以下分別從橋梁結(jié)構(gòu)的不同部位提出相應(yīng)的加固方法[4]。

3.1 橋梁下部結(jié)構(gòu)的加固

對橋梁下部的加固，首要的問題就是解決地基的不均勻沉降，首先要完善施工組織設(shè)計(jì)優(yōu)化項(xiàng)目，減少路橋間的沉降差，另外就是加強(qiáng)對路堤填料的選擇。一般采用模量大、易壓實(shí)的材料，例如，石灰土、沙礫、級配碎石等一些透水性較為良好的粗粒土作為臺背回填的材料，也可以在臺背填料中填筑土工合成材料。土工格室強(qiáng)度較高，與填料之間的摩擦力較大，變形較小，能夠減小路橋過渡段的不均勻沉降。圖3與圖4分別為臺后填料加筋示意圖與加筋材料錨固示意圖。在臺背后設(shè)置排水系統(tǒng)，減少路面雨水對縫隙滲入地基中，盡可能減少不均勻沉降。

圖3 臺后填料加筋示意圖

圖4 加筋材料錨固示意圖

3.2 橋梁結(jié)構(gòu)上部的加固

橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固主要是防止混凝土的碳化和裂縫，保護(hù)支座與鋼筋。對混凝土的保護(hù)主要是在設(shè)計(jì)的過程中增加保護(hù)層的厚度，選擇合適的水泥品種，控制水灰比以減少混凝土中自由水的含量，及時(shí)養(yǎng)護(hù)并適當(dāng)添加外加劑。而對于裂縫的問題則需要從裂縫產(chǎn)生的原因?qū)ΠY入手，主要的手段有加大板厚或者梁截面，提高配筋率來抑制裂縫的發(fā)生；在施工的過程中需要在混凝土中添加一定的外加劑來確?；炷恋馁|(zhì)量，進(jìn)而防止開裂，盡量選用標(biāo)號高的、后期強(qiáng)度大的水泥，同時(shí)還需要嚴(yán)格地控制砂的使用；在攪拌混凝土?xí)r要嚴(yán)格控制混凝土的溫度，減少溫度效應(yīng)對裂縫的影響。對于鋼筋的銹蝕，應(yīng)當(dāng)加大鋼筋保護(hù)層的厚度，控制混凝土的密實(shí)度，盡量使其中沒有空隙；也要控制好氯離子的含量；嚴(yán)格地控制裂縫的產(chǎn)生，防止水通過裂縫滲入內(nèi)部，與鋼筋接觸加劇鋼筋的腐蝕。鋼筋與混凝土是相輔相成的，鋼筋會(huì)抑制裂縫的產(chǎn)生，同時(shí)，混凝土對鋼筋也有一定的保護(hù)作用。對于支座，需要提高支座的質(zhì)量，及時(shí)地對支座進(jìn)行維護(hù)檢修，及時(shí)清除支座周圍的垃圾，并及時(shí)處理脫空的支座。

3.3 橋面構(gòu)造的養(yǎng)護(hù)措施

橋面的養(yǎng)護(hù)主要是通過局部的修補(bǔ)，對于破壞范圍較小的區(qū)域，先將遺留的鋪裝層進(jìn)行清理，之后再進(jìn)行新一層的鋪裝；而對于破壞范圍較廣的情況，應(yīng)該將橋面上的鋪裝層完全清理之后再進(jìn)行混凝土澆筑。面對橋面裂縫的情況可以采用壓漿的方法進(jìn)行處置，通過向裂縫中注入裂縫膠或者水泥類的材料來填充裂縫空隙；或者采用填料充填的方法，這種方法一般用于修補(bǔ)較寬的裂縫，先將裂縫鑿出10cm左右的深槽，然后再填補(bǔ)各種密封材料[5]。

4 結(jié)語

本文從橋梁結(jié)構(gòu)的不同部位進(jìn)行系統(tǒng)的分析，闡述了在橋梁結(jié)構(gòu)下部、上部以及橋面結(jié)構(gòu)常見的病害，并分析了產(chǎn)生這種病害的具體原因，最后針對每一種病害提出了相應(yīng)的加固方法。為工程中養(yǎng)護(hù)加固橋梁結(jié)構(gòu)提供一定參考依據(jù)，增加橋梁的使用壽命，提高橋梁的安全性與行車的舒適性。