市政橋梁常見(jiàn)病害分析及相應(yīng)加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討

蘇繼東

（遼寧省市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110005）

當(dāng)前，在市政橋梁建設(shè)中，經(jīng)常會(huì)遇到因橋梁質(zhì)量問(wèn)題影響后期正常使用的狀況。產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的原因有多種，為了提升橋梁建設(shè)質(zhì)量，應(yīng)采取有效措施規(guī)避這些質(zhì)量問(wèn)題。為此，深入分析產(chǎn)生橋梁病害的原因，重視橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量的控制，在設(shè)計(jì)階段對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行放大設(shè)計(jì)和加固設(shè)計(jì)，消除質(zhì)量隱患，確保橋梁在使用中更安全，提升我國(guó)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(jiàn)病害

在市政橋梁項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)或者施工問(wèn)題，使橋梁主體存在一些質(zhì)量問(wèn)題，影響了后期橋梁的正常使用，降低了橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，行業(yè)內(nèi)通常稱這些質(zhì)量問(wèn)題為市政橋梁常見(jiàn)病害，根據(jù)病害影響程度的不同，可分為功能性病害和結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)受力。一般常見(jiàn)的功能性病害有橋面不平整、橋面裂縫等，這些問(wèn)題主要是因施工中質(zhì)量控制不到位導(dǎo)致的，這些病害會(huì)影響正常的行車安全，影響交通運(yùn)輸。

1.2 結(jié)構(gòu)性病害

結(jié)構(gòu)性病害是指影響橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問(wèn)題。這類質(zhì)量問(wèn)題可能是設(shè)計(jì)中存在差錯(cuò)或施工中存在問(wèn)題導(dǎo)致的，例如橋梁的超筋和少筋、橋梁內(nèi)部的鋼筋銹蝕、橋梁主體混凝土強(qiáng)度不滿足受力要求等。這類病害通過(guò)肉眼很難發(fā)現(xiàn)，需要在橋梁使用中加強(qiáng)維護(hù)和檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性問(wèn)題并解決，避免結(jié)構(gòu)性病害進(jìn)一步演變成橋梁結(jié)構(gòu)缺陷，直接危及橋梁使用安全，情況嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致橋梁垮塌等重大安全事故。

2 市政橋梁工程常見(jiàn)病害類型

2.1 橋面裂縫病害

在市政橋梁使用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)橋面開(kāi)裂的情況。橋面開(kāi)裂屬于功能性病害，一般是橋面的路面混凝土和瀝青結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，影響了正常的行車安全。產(chǎn)生的主要原因是設(shè)計(jì)和施工時(shí)未考慮到路面的伸縮，沒(méi)有合理地設(shè)置伸縮縫，在交付使用過(guò)程中，在車輛外力和外界環(huán)境的作用下，會(huì)逐漸導(dǎo)致橋面開(kāi)裂。對(duì)于橋面裂縫要及時(shí)解決，避免裂縫貫通，影響橋梁結(jié)構(gòu)的安全性，應(yīng)在日常的維護(hù)保養(yǎng)中加強(qiáng)檢查，保證橋梁質(zhì)量。

2.2 橋梁基礎(chǔ)沉降病害

在市政橋梁使用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)橋梁基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題。產(chǎn)生這類病害的原因，是設(shè)計(jì)和施工中沒(méi)有按照地基承載力要求對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，或者對(duì)基礎(chǔ)的處理不到位，使橋梁結(jié)構(gòu)在荷載的作用下出現(xiàn)不均勻沉降，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，情況嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致橋梁坍塌。所以，在設(shè)計(jì)中一定要重視此類質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，保證橋梁基礎(chǔ)滿足承載力要求，提升橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。

2.3 鋼筋銹蝕病害

對(duì)于鋼筋混凝土橋梁而言，常見(jiàn)病害是橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋生銹。鋼筋銹蝕嚴(yán)重后會(huì)影響其受力，最終影響整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的受力。產(chǎn)生這種病害的主要原因是施工中沒(méi)有按照規(guī)范對(duì)鋼筋除銹，施工完成后，未及時(shí)振搗混凝土，混凝土未能密實(shí)，空氣會(huì)通過(guò)縫隙進(jìn)入結(jié)構(gòu)內(nèi)氧化鋼筋，影響鋼筋的性能，降低橋梁結(jié)構(gòu)的承載力，影響市政橋梁的使用安全。

3 市政橋梁設(shè)計(jì)加固原則

3.1 做好加固設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作

為了保證加固設(shè)計(jì)方案的有效性和合理性，應(yīng)詳細(xì)勘查橋梁項(xiàng)目，分析橋梁存在的質(zhì)量問(wèn)題，深入分析產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的原因，然后，核算橋梁的結(jié)構(gòu)承載力，復(fù)核原方案是否滿足當(dāng)前的使用要求，對(duì)于橋梁設(shè)計(jì)存在的不足之處進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，保證最優(yōu)設(shè)計(jì)效果。

3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

在設(shè)計(jì)市政道路橋梁加固方案時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)提出多種設(shè)計(jì)方案，并針對(duì)每一種方案與具體問(wèn)題相結(jié)合，優(yōu)化各個(gè)方案。加固方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，要綜合考慮現(xiàn)有的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，合理支出加固費(fèi)，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(zhì)量。

3.3 合理利用原有結(jié)構(gòu)

在市政橋梁項(xiàng)目的加固處理中，為了降低項(xiàng)目成本，應(yīng)盡可能利用原有的橋梁結(jié)構(gòu)，只對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)存在質(zhì)量問(wèn)題的地方進(jìn)行加固，同時(shí)，在加固設(shè)計(jì)完成后，要核算整體方案的可行性，確保加固設(shè)計(jì)不會(huì)給橋梁帶來(lái)超筋和超負(fù)荷等新的問(wèn)題，確保方案的完整性和科學(xué)性。利用原有的橋梁結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)質(zhì)量。

4 市政橋梁加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 橋面的加固改造

在市政橋梁的使用過(guò)程中，對(duì)于橋面出現(xiàn)的裂縫和局部損毀等質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)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(wú)影響到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，如果只是橋面裂縫，對(duì)橋面進(jìn)行修補(bǔ)加固即可。在設(shè)計(jì)時(shí)，可用高一等級(jí)的混凝土重新澆筑，并做好養(yǎng)護(hù)工作，對(duì)橋面補(bǔ)強(qiáng)加固，解決橋面開(kāi)裂損毀等質(zhì)量問(wèn)題。

4.2 截面加固法

在市政橋梁主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，可對(duì)其主要承重結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)。常見(jiàn)的橋梁主體結(jié)構(gòu)，如主梁承載能力、強(qiáng)度下降時(shí)，可采用增設(shè)主體混凝土截面與鋼筋的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)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(lái)增加截面。這種橋梁加固改造模式較為簡(jiǎn)單、易于操作，一般適合用于小規(guī)模、小跨度的市政橋梁。截面加固法能有效增強(qiáng)橋梁強(qiáng)度和承載力，確保橋梁的牢固度和穩(wěn)定性。需要注意的是，使用截面加固法的前提是要照顧到設(shè)計(jì)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(shù)信息，要確保所增設(shè)的截面重量控制在承載力范圍內(nèi)，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(shè)計(jì)中，首要考慮以下兩個(gè)問(wèn)題：一是原有橋梁的安全性、耐久性問(wèn)題；二是新舊橋梁的對(duì)接。在加固設(shè)計(jì)中，應(yīng)綜合考慮新舊橋梁荷載的變化、新舊橋梁的下沉等問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中，要實(shí)地勘察現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、環(huán)境、車流情況、原有橋梁的狀態(tài)等，保證荷載的變化、地基的下沉都在可控范圍內(nèi)，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(shè)邊梁或邊拱

還有一種橋梁增寬的加固方式，是增設(shè)邊梁或邊拱，也就是在加固中，拆除原有橋梁一側(cè)的護(hù)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(shí)現(xiàn)橋梁的拓寬加固。這種方法實(shí)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(huì)傳遞到新增加的邊梁上。需要注意的是，在橋梁加固設(shè)計(jì)中，必須保證橋墩頂端寬度充足。這種加固方法雖然施工簡(jiǎn)單，但是無(wú)法幫助橋梁主體承擔(dān)荷載。

4.5 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固改造

對(duì)于市政橋梁結(jié)構(gòu)性病害，要分析是否由于基礎(chǔ)受力原因?qū)е碌馁|(zhì)量問(wèn)題，如果是因?yàn)榛A(chǔ)沉降和基礎(chǔ)承載力不夠?qū)е碌馁|(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)加固設(shè)計(jì)橋梁下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在基礎(chǔ)加固設(shè)計(jì)時(shí)，可從以下三方面優(yōu)化設(shè)計(jì)：

（1）擴(kuò)大基礎(chǔ)。在核算橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)，由于交通壓力增大等原因?qū)е聵蛄旱某休d力不能滿足要求，需要對(duì)其基礎(chǔ)擴(kuò)大處理。這種方法適用于橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)較淺的情況，按照設(shè)計(jì)驗(yàn)算的要求相應(yīng)增大基礎(chǔ)，提升橋梁結(jié)構(gòu)的承載力。

（2）增補(bǔ)樁基礎(chǔ)。對(duì)于一些深基礎(chǔ)的橋梁結(jié)構(gòu)，如果承載力不能滿足要求，可在基礎(chǔ)下方增補(bǔ)樁基，提升樁承臺(tái)的承載力。

（3）拓寬墩臺(tái)法。為了延長(zhǎng)市政橋梁的使用壽命，在使用年限內(nèi)可對(duì)一些基礎(chǔ)完好的市政橋梁加固設(shè)計(jì)，拓寬橋墩，在保證其基礎(chǔ)受力的同時(shí)，可加固橋墩，提升橋梁結(jié)構(gòu)的適用性，滿足當(dāng)前的使用要求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)市政橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，完善我國(guó)市政公路橋梁系統(tǒng)，應(yīng)提升橋梁設(shè)計(jì)和施工水平。針對(duì)一些常見(jiàn)的橋梁病害，要深入分析產(chǎn)生原因，采取有效措施加以解決。對(duì)于功能性病害和結(jié)構(gòu)性病害要進(jìn)行合理的加固設(shè)計(jì)，在保證成本最優(yōu)的情況下修復(fù)橋梁，解決質(zhì)量問(wèn)題，提升市政橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。