公路橋梁的病害及加固技術(shù)

王艷玲

摘 要：隨著我國交通運輸科技事業(yè)日益快速發(fā)展，我國的公路橋梁使用耐久性與橋梁安全性已經(jīng)逐漸成為國際社會普遍廣泛關(guān)注的熱點問題，橋梁橋體坍塌的重大事件頻繁性地發(fā)生，嚴重威脅著廣大人民干部群眾的人身生命財產(chǎn)安全，給社會和國家?guī)砹藧毫拥纳鐣绊懞途薮蠼?jīng)濟損失。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;病害;加固技術(shù)

1 公路橋梁的常見病害及受損原因分析

按橋梁受損主體部位不同，可將高速公路工程橋梁結(jié)構(gòu)常見主體受損情況分為三大類：橫梁橋面主體受損和上部橋梁結(jié)構(gòu)主體受損。公路上的橋梁裂縫損傷一般會在路橋的不同構(gòu)成部位分別造成不同的橋梁病害，主要造成病害類型有橋梁裂縫、碳化、剝蝕、損害或造成缺損、沉降等。橋面護欄受損主要原因包括隴海公路高速橋梁上的橋面護欄鋪裝結(jié)構(gòu)破損、欄桿和橋梁防撞層的護欄安裝損傷及橋梁伸縮處接縫處錨固層和混凝土結(jié)構(gòu)破損。第一，橋面基礎(chǔ)鋪裝和基層嚴重受損主要原因來源于基礎(chǔ)設(shè)計和工程施工。設(shè)計階段除了要考慮對基層鋪裝整體下部結(jié)構(gòu)的整體承載力進行計算外，還有必需充分考慮承載負荷和彎矩對整體鋪裝下部產(chǎn)生結(jié)構(gòu)拉力和應(yīng)力的直接影響，否則整體鋪裝極有可能在產(chǎn)生拉力和應(yīng)力下降時產(chǎn)生較大裂縫從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。此外，在基層施工鋪裝階段，要注意嚴格控制基層上部框架結(jié)構(gòu)的基層高度，使其與基層設(shè)計標準值的高度差距在施工允許高度范圍內(nèi)，否則可能會因基層厚度過高影響基層鋪裝的結(jié)構(gòu)剛度和整體承載力。第二，欄桿及橋梁防撞層保護欄桿的損傷一般大多發(fā)生在橋梁使用初期階段，主要原因包括由于大型交通車輛對橋梁防護欄桿的沖擊從而造成的較大撞擊程度損壞或防護產(chǎn)品過大程度變形，由于強風(fēng)雨水直接侵蝕從而導(dǎo)致的混凝鋼筋表層銹蝕和外部混凝構(gòu)件表層腐蝕，水分直接進入鋼筋混凝土內(nèi)部從而導(dǎo)致混凝鋼筋發(fā)生銹脹從而產(chǎn)生的鋼筋裂縫等。第三，伸縮縫的背墻混凝土由于直接無法承受受力車輪反復(fù)受力沖擊，或未完全達到工程設(shè)計規(guī)定強度，或與連接背墻上的混凝土連接結(jié)合不好，或連接背墻上的混凝土施工質(zhì)量差等多種原因，造成了與伸縮縫連接部位背墻混凝土嚴重破損。

2 公路橋梁工程加固的措施

公路結(jié)構(gòu)橋梁一旦出現(xiàn)這些病害往往會對一些道路結(jié)構(gòu)橋梁的整體結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生非常不利的不良影響，進而直接影響一些公路結(jié)構(gòu)橋梁的通行質(zhì)量，不但直接影響到人行車安全，也甚至?xí)O大地直接降低一些公路結(jié)構(gòu)橋梁的正常使用壽命。傳統(tǒng)的隧道加固和橋梁修復(fù)施工方法都比較單一，采用多種加固方法有機地相結(jié)合的加固方式，做到取長補短，以充分滿足高速公路隧道橋梁整體使用性能要求和橋梁承載力量的要求，同時又不斷地降低其某一個方面的使用性能。

2.1 橋面層補強加固法

橋面抗壓補強層整體加固的方法主要是通過在梁頂（抗壓橋面）上進行加固預(yù)鋪一層整體鋼筋混凝土補強層，使其與橋梁原有一個主抗壓橋梁整體結(jié)合起來形成一個堅固整體，從而有效增加抗壓橋梁原有主梁的結(jié)構(gòu)高度，增大原有抗壓橋梁截面板的面積及提高橋面主梁整體的結(jié)構(gòu)剛度的加固方法，這也是對于提高高速公路工程橋梁整體承載力的一種十分有效的加固方法。為了能夠使老舊橋梁重新補強的表層逐漸增加的橋梁恒定承載面積減到最小，一般將原來屬于橋面的多余表層縫隙進行徹底鑿除，而且還需要能夠同時使新老補強層很好的相互結(jié)合，共同能夠承受橋梁重力。目前，在許多大型橋梁的施工加固處理過程中，對于同一或兩座新的橋梁，針對兩座橋梁不同的加固部位、構(gòu)件以及橋梁改造后的原因，同時它也采用了多種不同的橋梁加固處理方法。

2.2 粘貼碳纖維增強塑料加固法

碳纖維基體復(fù)合材料通常由聚碳纖維和其他基體材料組成。加固鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)時采用的復(fù)合纖維材料目前主要類型有三種：一類玻璃復(fù)合纖維、碳纖維和一種芳綸復(fù)合纖維。纖維素和復(fù)合材料的流體力學(xué)主要特點之一是其中的應(yīng)力勢和應(yīng)變量完全是非線性有彈性，不可能存在屈服點或不可塑性應(yīng)變區(qū)。由于公司碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品具有高強，輕質(zhì)，耐酸堿腐蝕，耐疲勞等優(yōu)異的熱物理和動力學(xué)性能，以及現(xiàn)場生產(chǎn)施工便捷，碳纖維布的高度抗拉運動強度一般規(guī)定為3 550 MPa，彈性纖維模具的重量一般為2.35*105 MPa。

2.3 擴大基礎(chǔ)加固法

擴大全國公路高速橋梁主體基礎(chǔ)底甲板面積的方法加固這種方法就是一種擴大橋梁基礎(chǔ)面積加固的方法。這種設(shè)計方法特別適用于大型橋梁墩臺基礎(chǔ)主體承載力嚴重不足，而橋梁墩臺基礎(chǔ)是基于磚石或鋼筋混凝土等非剛性結(jié)構(gòu)實體的這種情況。當(dāng)出現(xiàn)橋梁內(nèi)部基礎(chǔ)的受力沉降極不均勻，且橋梁地基上的土質(zhì)比較堅實的情況時候，就當(dāng)然可以考慮使用這種擴大橋梁基礎(chǔ)面的法則來進行橋梁加固。對于部分地基橋梁底部的基層地基橋梁承載力支撐不足的變形問題，可在部分橋梁底部基礎(chǔ)之下進行打入一定程度數(shù)量的地基樁，從而有效提高底部地基的基礎(chǔ)承載力，樁的打入數(shù)量則主要根據(jù)底部地基橋梁變形嚴重程度大小來進行計算。采用這種加固方法的主要優(yōu)點也就是整個施工過程比較的簡單，其它的缺點也就是必須能夠使新老舊的基礎(chǔ)橋梁連成兩個一體，共同能夠承受整個橋梁上部的巨大荷載，因此需要加固的橋梁費用比較高，加固的橋梁效果也不容易得到控制。

2.4 高壓旋噴注漿加固法

所謂一臺高壓旋轉(zhuǎn)直噴注水砂漿墻體加固施工方法，就是先通過使用高壓注漿用水管直接鉆入混凝地基，使其快速旋轉(zhuǎn)并且勻速向下提升，與此同時把其他漿液從高壓噴嘴里面快速噴出，使混凝土體受到?jīng)_擊造成破壞，使用一臺高壓旋噴流動機切割混凝土層并將其攪碎，從而使其形成一些顆粒狀，有些被其他漿液直接帶出，而另一些則和其他漿液直接混合在一起。在建筑漿液連續(xù)凝固的作用過程中，形成固定的結(jié)體，這種固定的結(jié)體應(yīng)具有一定的結(jié)構(gòu)強度和具有抗雨水滲透的作用能力，從而對公路橋梁上的地基結(jié)構(gòu)進行分層加固。這種施工方法不僅用途很廣，而且這種加固橋梁地基的方法質(zhì)量可靠加固效果好，成本比較低，施工比較簡單，目前已逐漸發(fā)展成為現(xiàn)代我國高速公路隧道橋梁結(jié)構(gòu)墩臺以及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固的常用施工方法之一。

3 結(jié)論

公路隧道橋梁工程建設(shè)已經(jīng)是當(dāng)前我國公路交通體系建設(shè)中非常重要的幾個一環(huán)，對于今后我國的國民經(jīng)濟社會建設(shè)和國民社會經(jīng)濟發(fā)展中都有著非常重要的推動作用。當(dāng)前現(xiàn)代公路工程橋梁由于長期使用橋梁頻率大，承載的橋梁重量越來越大，致使各種諸如橋梁裂縫出現(xiàn)問題、地基基層沉降、梁端頭橋梁破損以及鋼筋混凝土基層碳化等重大問題時有發(fā)生，嚴重影響了現(xiàn)代公路工程橋梁的施工質(zhì)量，正因為如此，在新的經(jīng)濟發(fā)展形勢背景下，非常緊迫有必要不斷加強對現(xiàn)代公路工程橋梁施工質(zhì)量的技術(shù)保障，加固施工技術(shù)在現(xiàn)代公路工程橋梁建設(shè)施工中得到應(yīng)用也就逐漸成為了必然，具有非常重要的技術(shù)現(xiàn)實意義和技術(shù)應(yīng)用價值。

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