桥梁病害与加固

桥梁病害与加固（精选12篇）

桥梁病害与加固 篇1

摘要：道路桥梁建设是我国道路建设的一个重要环节,道路建设的好坏直接影响到我国交通运输的情况,通过交通运输进而对我国的经济建设和社会发展形成一定的影响。本研究就我国现阶段我国道路桥梁结构常见的病害、形成病害的主要原因及病害的不良影响、道路桥梁结构病害与加固的重要性进行全面系统的分析和论述,并在此研究基础上针对有效预防和排除道路桥梁结构病害,加固道路桥梁结构的策略和方法给出几点建议,以供相关建筑行业的人士参考和学习。

关键词：道路桥梁结构,结构病害,结构加固

交通运输发展一方面依赖于经济和社会发展水平的高低,另一方面也取决于道路建设水平的高低。道路桥梁建设作为道路建设中一个至关重要的环节,是在道路建设过程中必须高度重视的一个部分,如此看来,道路桥梁的建设工程也与经济发展有着紧密的联系。近年来,我国的道路基础设施建设取得了一定的成效,对于我国经济增长和社会发展起到了良好的推动作用。然而,当前我国的道路桥梁建设工程还尚存在着一些问题,在桥梁结构方面存在着较为严重的病害问题,对我国的道路建设有较大的负面影响。随着我国经济社会的快速发展,对于我国道路桥梁建设工程提出了更高的要求,做好我国道路桥梁建设工程有着重要的意义,因此,必须加强对我国道路桥梁结构病害与加固问题的重视和研究,这正是本研究的研究目的所在。

1 道路桥梁常见结构病害

1.1 主拱圈裂缝

在道路桥梁的定期检查中,经常会发现主拱圈中波的波顶出现纵向裂缝、横向裂缝及U形裂缝的裂缝病害,一般存在与拱顶前后10m的范围内,对于主拱圈的强度和稳定性造成相应的影响。

1.2 铺装层裂缝

在道路桥梁工程施工中,如环境温度变化较大,则可能会导致铺装层冷热不均,出现温差裂缝;在桥梁使用过程中,正常行驶的车辆如存在超载、超速等现象,在其长期作用下,会对铺装层造成磨损和积压,引发应力裂缝;如混凝土配合比设计不当,或没有做好相应的养护工作,同样可能导致裂缝的产生。

1.3 钢筋锈蚀

当前,道路桥梁结构一般都是采用钢筋混凝土结构,而一旦钢筋出现锈蚀,其体积会迅速膨胀到原来的10倍以上,同时导致桥梁的稳定性大大降低,周围的混凝土遭到积压,进而产生开裂、剥蚀等病害。而这些问题的存在,会导致桥梁结构受损,影响桥梁的整体承载能力。不仅如此,钢筋的锈蚀还会严重影响桥梁的美观性。

1.4 端头局部损坏

导致端头局部损坏的原因主要体现在三个方面:

(1)设计存在缺陷,误差较大,导致桥梁在施工完成后,承载能力不足;

(2)施工不当,没有重点关注桥梁端头伸缩缝的施工质量,导致桥梁在使用过程中出现破损;

(3)养护不当,在施工完成后,没有及时对桥梁进行养护处理,导致伸缩缝出现不同程度的损坏,车辆在正常行驶中,可能会出现跳车现象,严重影响行车安全和桥梁的使用寿命。

1.5 混凝土碳化

在道路桥梁中,混凝土碳化病害主要是由自然因素引起的。在混凝土组分中,含有氢氧化钙,其会与空气中的二氧化碳发生反应,生成碳酸钙,导致混凝土pH酸碱度的降低。在这种情况下,如混凝土没有经过防腐处理,则不仅无法对钢筋进行保护,还可能造成钢筋腐蚀,给桥梁使用带来相应的安全隐患。

2 道路桥梁结构病害成因分析

对我国道路桥梁结构病害的常见类型有了初步的认识之后,接下来进一步讨论形成这些病害的主要原因,为以后有效预防和消除这些病害找准原因,打好基础。上文已经指出目前我国道路桥梁结构病害主要涉及三个层面,所以在本段落中也将从三个层面来分析每一种病害所对应的具体的成因。

(1)对于地基沉降方面存在的病害,这一病害的形成贯穿施工前期、施工中整个施工过程中,前期多是由于地质条件较为恶劣导致的,施工中则主要是因为施工质量和相关材料不达标所造成的。

(2)铺装层出现断裂这一病害的主要成因是温度过高、交通流量过大、混凝土配合比不符合施工要求导致而成。

(3)桥梁首段部分易破损多是由于防腐工作做得不到位,造成了这一严重病害,该病害很难治理,应加强预防与重视。

3 道路桥梁结构病害及加强的重要性

对我国道路桥梁结构病害的基本类型和主要成因有了基本的了解之后,进一步讨论研究我国道路桥梁结构病害及加强的重要性所在,从根本上提高对于这一问题的重视。提及我国道路桥梁结构病害加强的重要性,应从成本、安全性能和现实状况三个层面去认识,这三者之间相互独立,却又互相联系。从安全的角度出发,近年来随着我国经济社会的快速发展,我国对于交通运输业的发展有了更高的需求,然而伴随着经济增长和这种日益增长的需求的是频频发生的交通和安全事故,究其原因,大多数是因为一些潜在的道路桥梁结构的病害所导致的,因此,加强对道路桥梁结构病害的重视有助于提高交通安全,也就在很大程度上节省了成本,满足了社会和人们对于道路安全的日益增长的需求,从这种意义出发,道路桥梁结构病害加强具有非常重要的意义。

4 路桥加固施工原则

为更好地保障道路桥梁结构的加固效果,必须明确道路桥梁加固的一些基本原则,这些原则主要就是指在针对道路桥梁的结构进行加固时需要重点遵循的一些要求,也是一些重要的保障措施,具体来说,其主要原则如下。

(1)针对当前的道路桥梁的结构进行加固处理,这样做最为主要的目的就是最大程度上提高其结构的承载力,进而保障其具备较高的强度来应对道路桥梁运行中产生的各种作用力,保护道路桥梁的结构,这是道路桥梁结构加固的一个基本目的,也是需要遵循的一个最为重要的原则,即在针对道路桥梁的结构进行加固时,时刻把道路桥梁结构的承载力放在首位,任何措施的采纳都需要以承载力的提高为最终目标。

(2)对于道路桥梁的结构进行加固主要是针对现有的道路桥梁结构进行处理,因此,在此过程中就应该注意不能损坏原有的一些结构完整性,不能使工程不仅没有产生相应的加固效果,反而进一步加深了病害的程度,这是结构加固施工的一个最为主要的问题,尽可能地规避这一问题就成了一个最为基本的原则。

(3)在进行具体的加固技术运用之前,还须做好相应的勘察测量工作,这是进行道路桥梁结构加固的基础条件,也是做好加固工作的重要保障。其实这正是结构加固施工的准备阶段,对于这种勘察测量来说,其最为关键的就是应该确保勘察测量的全面性,即针对和结构加固施工相关的所有内容信息都需要进行全面的勘察,比如施工现场的自然环境、水文地质条件、交通流量等,都需要进行充分的掌握,进而提高其施工的水平。

5 道路桥梁加固技术

5.1 桥面铺装加固法

桥面铺装加固法包括了局部修复凿补法、重新浇筑混凝土面板加固法和桥面补强层加固法三种。

(1)局部修复凿补法主要是当桥面铺装层出现脱落、碎裂时,对其进行局部修复。修复过程中,需要首先对铺装层表面进行凿毛,清除所有破损的松散物,露出内部骨料,然后使用水泥混凝土进行修补,并涂刷同标号水泥或者粘结材料,强化新旧混凝土间的粘结性.

(2)重新浇筑混凝土面板加固法适用于桥面破损相对严重,单纯依靠局部修补无法达到预期效果的情况,需将道路桥梁上的行车道铺装全部拆除,然后重新浇筑混凝土面板,对桥梁进行加固。

(3)桥面补强层加固法不仅适用于裂缝的修补和剥离层的复原,还能提升梁板的抗弯能力,提升其承载能力。

5.2 增加截面加固法

对于桥梁受弯构件的承压区域,利用混凝土进行加固,可有效增加承压区域的截面积和高度,还能提升整座桥梁的刚度,包括了桥梁正截面的抗弯能力和斜截面的抗剪能力。在实际施工中,这种方法具有工艺简单、技术成熟、适应性强等优点,在对桥梁墙、梁、柱、板等进行加固时,可采用增加截面加固法。

5.3 混凝土置换加固法

混凝土置换加固法,主要是针对桥梁承压区域强度较低或存在质量缺陷的梁或柱进行加固。这种方法的优点在于在加固施工完成后,不会对建筑净空造成影响。不过其缺陷也较明显,即对缺陷梁柱进行加固处理后,仍可能存在湿作业时间较长的问题。

5.4 灌封胶灌注加固法

当道路桥梁主体出现变形或存在较严重的裂缝时,桥梁的承载能力会逐步下降。在这种情况下,在桥梁加固前,应对其进行全面检测工作,对病害的原因和具体位置及危害性进行明确,从实际出发,制订出相应的加固处理方案。对于承载力刚度不足的桥梁主体,应使用灌封胶,通过灌注处理的方式,对裂缝进行处理,之后结合体外预应力加固法、粘结钢筋加固法等方法,进行桥梁结构的加固,促进梁体承载力和抗弯力的提高。

5.5 预应力加固法

预应力加固法主要是针对混凝土受弯构件进行加固的技术方法。在预应力及新增外部荷载的共同作用下,拉杆内部会产生轴向力,同时由拉杆端锚固偏心传导至构件,对构件形成相应的偏心压力。在上述作用力的影响下,外部荷载对于桥梁结构构件的影响会出现明显的下降,使得构件的整体抗弯承载能力、斜截面抗剪承载能力得到有效提高。不仅如此,通过这种压力的有效传递,能对结构构件的整体性能进行强化,对混凝土裂缝发育进行控制和缓解。对钢筋混凝土构件而言,在预应力下撑拉杆加固完成后,会与被加固构件紧密联系在一起,形成超静定结构体系,在外部荷载与预应力的双重作用下,拉杆产生的轴向力会通过构件结点,传递到被加固件,从而改变其截面内力特征,对部分外部荷载的作用进行抵销,提升构件的整体承载能力。

5.6 外包裹型材加固法

外包裹型材加固法,主要是利用型材或者钢板,通过包裹和粘结的方式,固定在需要加固的构件外部。如在对混凝土构件进行加固处理时,可采用湿式外包加固技术,根据构件的破损程度,选择相应的型钢,利用环氧树脂粘结固定在待加固件的周围,与其形成一个整体,从而实现对构件的加固。在加固措施完成后,承压结构在型钢及被加固件的共同作用下,其自身的受压和受拉面积会得到显著改善,促进桥梁整体刚性和正截面承载能力的提高。在实际应用中,这种方法的优势在于施工简单、作业量小、受力结构可靠等,不过需要消耗大量的钢材,成本相对较高。

交通运输是促进和推动一国经济建设和社会发展的关键力量,交通运输的发达与否直接决定着一个国家的经济发展和社会发展程度的高低。通过上面的论述,对现阶段我国道路桥梁建设过程中存在的道路桥梁结构病害问题的成因、不良影响及其有效加固道路桥梁结构的重要性方法进行了深入细致的分析。在实际的施工过程中,应该有机地将理论知识与实际情况紧密地结合在一起,不断提高我国道路桥梁工程的建设水平。

参考文献

[1]付勇高,史光伟,张乾民.如何做好道桥加固预防结构病害[J].中国房地产业,2013(12):66-67.

[2]李洪义,郝莉莉.道路桥梁结构病害与加固的相关思考[J].城市建筑,2013(05):11-12.

[3]王二强,宁夏,王冬.从耐久性角度考虑病害混凝上的维修与保护[J].建筑技术,2016,47(1):43-46.

桥梁病害与加固 篇2

桁架拱桥的常见病害与维修加固

对桁架拱桥常见病害的成因进行了分析,并以阜阳市几座大型桁架拱桥为例,提出相应的维修加固方法,使桥梁病害得到有效的.控制,桥面索整体承载能力大大提高.

作 者：周海俊  作者单位：湖北省汉十高速公路管理处,武汉,430051 刊 名：交通科技 英文刊名：TRANSPORTATION SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(3) 分类号：U4 关键词：桁架拱桥   病害   维修加固  

道路桥梁结构病害与加固施工探讨 篇3

关键词：道路桥梁;结构病害;加固施工

前言：道路桥梁结构病害是诱发交通事故的重要影响因素，直接威胁到了行人与车辆的安全。因此，必须认真研究道路桥梁结构病害成因，来应用更为有效地道路桥梁加固技术来不断地提高其安全性能，从而来保证交通正常运行。

1 道路桥梁常见的结构病害

1.1 路桥地基沉降不均匀

路桥地基与路桥面的受力息息相关，当路基地基沉降不均匀时，就会影响路桥的受力，这也直接导致路桥表面出现裂缝。这种病害的出现有以下几个因素：首先，在施工前期，对施工地区的地质条件等没有进行实地考察或者深入勘察，导致在设计阶段，其设计理念和规划与实际施工现场不符，这也大大降低了设计方案的可操作性和实用性;其次，在具体的施工过程中，部分施工人员和技术人员没有按照相关国家规定和技术标准进行施工，购选和使用的建筑材料的质量也参差不齐，影响了路桥地基的质量;然后，对工程原材料的混合配比不科学，导致混合料的强度受到影响。

1.2 路桥铺装层产生裂缝

造成路桥铺装层出现裂缝的原因有：第一，在施工过程中，由于自然环境的变化，特别是温度的变化，如我国北方，昼夜温差大，会使铺装层的强度受到影响，目前我国桥路铺装层的大多为半刚性结构，这种结构的设计会增强路桥的强度和压实度，但也不能完全保障路桥工程的整体稳定性;第二，如果交通量过大，路桥结构在不断地受到冲击，那么，其结构的各项性能就会不断降低，路桥表面在长期的磨损和挤压中，铺装层出现裂缝;第三，施工原材料的配比不合理，在搅拌等过程中，施工人员没有控制好温度和时间，导致原材料的凝合不到位，在这种情况下，路桥铺装层会很容易出现裂缝。

1.3 梁端头局部破损

梁端头局部破损是很难修复和弥补的一种结构病害，一旦梁端头塑封出现变形和损坏，就会产生能耗和化学反应，使局部的各项性能产生变化，例如 PH 值等。值得一提的是，如果防腐工作没有实行到位，会导致路桥中的钢筋结构受到腐蚀，从而破坏了路桥结构，引发安全事故的发生。

2 路桥加固施工原则

2.1 最大化利用

在对道路桥梁主体及结构进行加固后，其承载能力会得到提升。但是在加固施工过程中，一旦处理不当，就会破坏其他零部件的稳定性，致使路桥整体结构失去平衡。所以，在对路桥进行加固时，要注意各项数据和性能指数的检测，在原本的结构能够满足实际的使用标准后，对其进行完善，方可使桥路建设工程发挥它最大的作用，从而造福于人民和国际经济建设。

2.2 前期全面勘察

路桥建设是一项复杂而又琐碎的工程，涉及的专业领域多种多样，还与周围环境等相关联。如果前期准备工作不到位，就会严重影响到后续的施工进度和路桥的使用状况。所以，在道路桥梁施工时，需要综合考量其建设涉及到的种种因素，做好实地考察工作，充分了解路桥工程建设的目的与意义以及路桥所处区域的交通量、自然环境、地域特点、水文地质问题等等方面。在设计的过程中，对可能出现或者遇到的问题进行应急措施规划，以保证施工的顺利展开。

2.3 做好前期设计

工作纵观目前我国的路桥工程建设，很多施工单位会雇佣设计单位进行设计工作。但是很多设计单位为了获得更多的经济利益，会缩短设计周期，而且设计图纸简单粗糙，导致在实际的施工过程中，施工人员看不懂图纸，更不明白设计方案具体是怎么执行的，致使施工项目不能按时竣工。另外，设计单位不进行实地考察，就忽略了施工环境深层次的隐患，由于设计方案与实际施工严重脱节，导致在后期施工过程中，需要对原有的设计进行修改和完善，这在一定程度上增加了施工成本。总而言之，一方面，要做好路桥的设计工作，另外一方面，需要对设计方案进行完善和优化，根据施工中会遇到的具体问题，结合天气地质等因素变化会对路桥结构造成的影响，选出最理想和最科学的加固施工方案。

2.4 注意路桥整体效应

路桥的加固通常可能只是对零部件或者部分结构的处理，但路桥是一个极为复杂的结构，结构之间会相互作用和影响。所以如果一个零部件发生了变化，可能会影响到其他结构的性能甚至是整个路桥的稳定性。因此，在对道路桥梁结构进行加固时，要注意整体效应，不能目光短浅，由于一个部件的调动，可能就会影响了路桥工程的整体质量。

3 道路桥梁结构加固

3.1 增加桥体纵梁

据相关调查实验显示，桥体纵梁增加后，桥梁的承载力可以提升四倍，这对于交通建设来说意义重大。在桥梁纵梁增加后，桥体也会被扩大，在达到一定的跨度后，就会提升桥体自身的载重力，这样对桥梁结构就会有一定的加固作用。

3.2 扩大路桥面积

由于现代化进程的推进和发展要求，道路桥梁体积或者构造越来越大，这对道路桥梁建设施工质量提出了更高的要求，但也提高了道路桥梁的承载量和荷载能力。需要注意的是，道路桥梁面积的增加会给其零部件增加负担，所以要十分注意施工方案的实施和具体的操作。要想在扩大道路桥梁面积的同时保障证其质量，可以增加道路桥梁主体钢筋数量，以保证路桥的承载力。

3.3 完善道路桥梁结构

在我国早期的道路桥梁建设项目中，很多施工技术和设计理念还不够完善，并且存在明显的漏洞和质量问题，这也导致我国很多道路桥梁后期使用过程中，需要对其进行反复的修缮，增加了后期维护费用。对此，设计师应该吸取前人的教训，针对我国的地质情况和交通特征调整和设计道路路桥结构。

3.4 施加外部应力

这种施工技术的针对对象是桥梁的预应力，具体的施工方法是，对桥梁的部分构件增加原始的预应力。这样不仅可以减轻桥梁自身的重力，还可以提高其稳定度和强度。另外，还可以避免桥梁表面出现裂缝。

3.5 粘结外部结构

在道路桥梁的施工过程中，粘结外部结构的应用范围较广，几乎所有道路桥梁类型都适用，都可以运用这种加固技术对道路桥梁的外部进行粘合，以提高道路桥梁的强度和承载力，并且可以让道路桥梁的每个结构都充分融合和相互作用，从而保证整体结构的稳定性。

3.6 路桥裂缝的修补

（1）表面喷涂表面喷涂是指用水泥等粘合度较强的材料涂在裂缝上，以修复裂缝，并对路桥形成保护作用。在进行喷涂裂缝之前，要将裂缝表面的灰尘或者杂物清理干净，在表层杂质都去除后，再将对路桥裂缝进行喷涂。（2）表面处理在修复路桥裂缝的过程中，面对细小的裂缝，可以先对其表面进行处理。这样做的优势是操作起来方便简单。但是，需要再利用其他防水材料对裂缝进行填补，并且要使用具有伸缩性的材料。（3）注浆注浆是指用水泥或者树脂等材料增加路桥使用的稳定性和耐久度，同时也提高路桥表面的防水能力。使用的材料一般为环氧树脂材料，也可以将其和钢钉一起使用，这样不仅能够限制路桥表面裂缝，还可以增强路桥结构的强度。（4）封闭粘结钢板当路桥混凝土结构构件出现主应力裂缝时，一定要处理裂缝问题，再粘结钢板，然后对钢板进行加压工作。（5）填充在路桥表面裂缝较大时，要在桥梁裂缝处开凿一个凹槽，再往凹槽内充填沥青等补强材料。

4 结束语

综上所述，随着科学技术的进步，路桥施工会遇到更多新的施工加固问题，运用先进的科学技术和防护措施，尽可能地延长道路桥梁的使用年限，提高其结构的稳定性，从而提升道路桥梁的承载力也就显得尤为重要。为了更好地建设好我国的交通事业，并且能节约和合理利用有效资源，必须提高我国道路桥梁结构病害防治和加固施工水平，为国家带来更高的经济效益，也使这些公共设施更好地服务于人民。

参考文献：

[1]韩国良.道路桥梁结构病害及加固流程、技术设计分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010，（12）：12 -13.

桥梁支座的病害与维修加固 篇4

城市化建设快速发展, 改革开放的不断深入, 经济的飞速发展都离不开交通的保驾护航。但经济的发展也导致了交通量的快速增长, 交通量的增长又给桥梁的运营带来很多问题, 比如导致桥梁橡胶支座的提前损坏等。因此, 我们有必要采取相应的措施, 在尽量缩短中断交通时间或中断交通的情况下, 针对桥梁支座产生病害逐一制定相应修复方案进行解决, 争取较大的社会与经济效益。

1 工程概况

苏州高架桥位于苏州工业园区星华街, 主线桩号为K1+795.310。桥梁下部结构形式为:桥墩采用无盖梁的桩柱式结构, 个别位置为有盖梁的桩柱式结构, 盖梁断面采用T形, 为预应力混凝土结构或钢筋混凝土结构;桥台采用直壁式或轻型结构;后台设L=8 m搭板。承台采用矩形或多边形, 厚度有1.8 m, 2.5 m两种, 基础桩采用D100 cm钢筋混凝土钻孔灌注桩;个别位置采用D150 cm钢筋混凝土钻孔灌注桩。

2 支座现状

苏州星华街高架桥修建于2008年, 至今运营已有5年, 该桥的支座均为橡胶支座。现在在桥梁定期检查中发现, 支座在运营阶段承受车辆荷载和温度等作用, 已经引起部分结构与材料的性能退化和局部病害。尤其是部分支座已出现较为严重的病害, 表现为橡胶支座老化开裂、钢板严重锈蚀、支座上下错位过大、部分梁体出现较大的滑移等情况 (见图1~图4) 。

3 支座更换设计

3.1 设计原则

1) 更换支座时必须保证桥梁结构安全, 不能因为更换支座而损坏桥梁。更换支座后, 桥梁仍能满足原设计要求和今后的运营要求。2) 由于更换支座时, 必须要将梁体整体顶升, 所以在更换期间可能对交通有一定的影响, 采取对机动车进行限速40 km/h的要求, 无需中断交通, 故要求施工方便、工期短, 尽可能减少对交通的干扰。3) 方案应具有较好的经济性和可行性。

3.2 设计目的

根据有关资料和现场勘查, 对支座状况进行评估分析, 对必须更换的支座提出更换方法, 改善支承条件, 延长桥梁使用寿命, 保证其安全运营。要求支座更换方案不破坏桥梁构件, 施工方便, 工期短, 对交通影响小, 有较好的经济性和操作性。同时尽可能在设计中消除以前产生病害的原因, 从根本上避免出现同样的病害。

3.3 方案选择

桥面连续的简支结构更换支座一般有两种方法:

1) 单块板吊装更换。先断开桥面板之间的纵横向联系, 即断开跨与跨之间的连接, 清除桥面铺装和桥面板之间的铰缝, 然后用吊机起吊桥面板后更换支座。这种方法的优点是不需要搭设支架, 施工方便。缺点是工程量大, 施工时间很长, 对交通影响很大。根据设计原则, 这种方法显然是不符合要求的。

2) 整体顶升法更换。顾名思义整体顶升法是将桥面板整跨或整联的抬升, 这种施工方法的优点是工程量较小, 施工时间相对较短, 对交通的影响较小, 不足之处是需要特别的顶升设备和设施, 施工中对设备和人员的要求较高, 需要有经验的施工单位来施工。根据桥面板顶升的范围, 可以分为三种整体顶升更换方式:a.单跨顶升更换法。b.单墩顶升更换法。c.一联 (数跨) 顶升法。

3) 综合以上分析, 优先推荐单墩顶升法, 这是最经济也是最安全稳妥的, 是整体顶升法的首选。采用此法应事先选择一个桥墩进行试顶, 试顶成功进行推广。

4 支座更换的施工方案、方法与技术措施

支座更换的总体工作流程如图5所示。

4.1 搭设千斤顶支撑平台

1) 根据现场调查, 梁底高度约2.7 m, 需另搭工作平台;拟采用门式支架在桥墩侧面搭设工作平台, 侧平台搭设相对简单。

2) 对于顶面支撑, 则需另外制作顶升平台 (墩台外部支撑平台图如图6所示) , 拟在桥墩两侧桥梁设计允许置顶区域, 增设布顶作业区, 两侧尺寸均为1 300 mm×800 mm, 在搭设顶面支撑时必须考虑支撑的牢固性和支撑能力。经查阅桥梁竣工图纸, 可利用桩顶承台 (尺寸为4.6 m×8 m) , 在承台上部密布碗扣式脚手架作为置顶平台, 此脚手架的钢管直径为48 mm, 壁厚3.5 mm, 经查询《建筑施工碗扣式脚手架施工规范》得出其具体的截面特性如表1所示。

碗扣式脚手架排列方式为横向8个立柱, 纵向13个立柱, 共104根立柱, 经验算每根立柱的承载力F=40.0 k N, 则碗扣式脚手架的承载力:104×40.0=4160 k N。

碗扣式脚手架搭设的具体操作方法:

1) 除去承台表面的浮土, 露出坚实的承台。在搭设脚手架时, 需在承台上部铺设一块20 mm厚1 000 mm×1 500 mm的钢板, 确保在施工时钢管不损坏承台。

2) 在承台上部用钢管搭设操作平台, 经验算需顶起的桥梁的每个支座的最大反力为4 000 k N, 钢管的搭设必须确保操作平台的可靠性及稳定性。

3) 支架上部, 铺设一块20 mm厚1 000 mm×1 500 mm的钢板, 以保证顶升过程中力的均匀分配。

支座最大反力计算:根据图纸知, 此桥为3孔1联。根据图纸中混凝土的用量计算出每个支座承受的恒荷载为300 t, 活荷载按恒载的20%计算, 约为60 t。则:恒荷载+活荷载=360 t, 考虑到风险因素, 实施时按400 t计算, 即支座的最大反力为4 000 k N。根据支座的反力计算和确保在顶升过程中的安全性, 在每个支座区域布设6个150 t千斤顶 (千斤顶布置如图7所示) 。

4.2 支座更换

4.2.1 施工准备

本工程已安排经验丰富的工作人员对现场进行了全面考察, 对支座部位进行了具体量测, 根据本工程的性状特征和本次支座更换的特点, 做以下安排:

1) 人员、设备准备。本次工程施工范围大, 且同步顶升, 因此将安排有经验的人员进场, 对支座的情况进行详细调查, 以确保施工方案制定的准确性及相对性。

根据工程的需要, 组织落实相应的机械设备, 对千斤顶做好整理和保养工作, 随时准备运至现场。本次工程将采用PLC计算机同步顶升系统, 配置26台150 t级扁形千斤顶和30台100 t级扁形千斤顶及配套油泵作为顶升梁体的关键设备。

2) 技术准备。首先组织技术人员对现场进行实地考察。然后制定相应的施工方案, 向施工人员进行技术交底, 确保所有施工人员熟练掌握操作技术。

4.2.2 施工工艺

1) 顶升准备。

a.工作平台安全性。

b.对桥梁结构进行检查, 重点检查各支撑点 (千斤顶和临时支撑安放位置) 处对应的梁底、台帽, 发现问题提前处理。

c.千斤顶配置。

依据设计, 计算梁的支座反力, 我们拟在每个支座处配置6个顶升重量为150 t的薄形千斤顶。以每幅桥梁作一个顶升单元进行支座更换工作。

2) 顶升前后的桥梁检查。

顶升施工前有必要对顶升梁段及其相应的上下部结构进行全面的检查, 以了解桥梁结构现状, 避免已有病害对顶升施工的安全性造成隐患。顶升施工结束后也要对顶升梁全面检查, 对比顶升前后状况, 判断顶升施工是否对桥梁结构造成损伤, 并采取相应的措施。

a.主梁调查:调查主梁是否有裂缝, 并详细记录和分析原因。

b.墩台调查:调查桥墩状况, 检查是否存在裂缝和表面平整情况, 判断是否需要加固, 以保证顶升过程的结构安全性。

c.支座垫石检查:检查支座垫石顶面是否有开裂、积水等现象, 并根据支座现状, 判断其能否将上部结构的作用顺适、安全地传递到桥墩 (台) 上, 是否能保证上部结构在支座上自由变形, 使结构的实际受力情况符合要求。

3) 支座更换的材料准备。

a.支座。原设计的橡胶支座尺寸为:GJZF900 mm×184 mm, 现场实际测量的尺寸支座高度为180 mm, 由于支座垫石的施工问题, 造成支座受力不均, 偏载的存在导致支座局部脱空, 故在本次支座更换中采用垫石上批结构胶上加钢板法对脱空问题进行处理, 即用结构胶来保证支座与梁体和垫石结合面的密贴性, 使梁体完全紧密的落实到支座上。综合考虑支座的压缩变形和增设结构胶、钢板的厚度, 支座选用的尺寸为:GJZFΦ900 mm×180 mm。

b.钢板:1 100 mm×1 100 mm×2 mm。

4) 置顶及试顶升。

a.每半幅桥梁作为一个整体, 进行一次顶升, 即两个支座一起更换。

b.现场丈量知, 桥台顶面与梁底净距均大于18 cm, 置顶位置足够。

c.安装液压系统、控制器、千斤顶、位移传感器、压力传感器、应变传感器、数据采集器、计算机等, 对同步顶升、下降系统和监控系统进行调试。

d.对每个支点设置电磁阀组、液压阀组, 以保证油压正常, 防止在顶升过程中高压油因油路漏油降低油压, 液压阀起锁定作用, 确保各点油压不变。

e.准确测量支座处各片主梁的梁底标高。

f.预紧、称重、调整, 各点数据记录, 试顶升 (一般控制在5 MPa以内) , 一是检查各点受力情况和顶升的工作状况, 二是松动梁体和加强对梁体在受顶升力后的检查, 同时检查计算机控制器单点顶升量。

g.试顶升2 mm, 检查各点误差情况, 塞放临时支撑 (必要时) , 计算机自动锁定液压阀, 保持油缸压力不变, 并持荷观察。

5) 分级同步顶升。

本次支座维修工程, 仅仅是更换橡胶支座, 因此顶升高度的控制原则:旧支座脱空能取出, 新支座能顺利安装为宜, 且不可超过顶升控制高度。本次同步顶升高度控制在6 mm, 同一墩上的支座间顶升高差控制在1 mm以内。安放临时支撑, 调整临时支撑高度, 使梁体着力于临时支撑上。

6) 更换支座。

a.取出旧支座, 查阅竣工图纸后得知:原施工时, 有的支座都采用专用粘结剂粘在垫石上。旧支座取下时可能有难度, 支座顶起后考虑用撬杆在支座与垫石接触部位撬动, 另一边用绳子圈住支座进行拉拽取出支座。再检查安放支座处的支座垫石、梁体底面是否存在混凝土破损、脱落情况, 对发现的缺陷进行环氧处理、找平。

b.为了避免支座更换之后局部脱空。梁底进行调平处理, 措施如下:梁底设置不锈钢钢板且钢板底面要水平, 以保证与支座顶面密贴, 不能出现缝隙或局部承压现象;为保证支座水平, 新增设的不锈钢钢板与梁底面间用结构胶填充, 其间不能有任何空隙, 避免钢板局部承压;为保证新增设钢板与垫石的粘结牢靠, 新增设的钢板上表面均需要横向拉毛, 实施时拟采用角磨机进行打毛, 然后再采用结构胶调平;支座更换之前, 需要准确测量支座处各片主梁的梁底标高, 支座更换完毕且完全落梁后, 该处梁底现有标高必须与原标高间误差控制在±2 mm以内。

c.垫石上部调平处理:将病害支座拆除后, 对预制好的钢板在垫石上方实施粘贴。具体做法:清理垫石上部至完全清洁→将不少于40 mm厚的结构胶涂抹于不锈钢板面→对照设定的平面位置, 按设计置板方向, 将涂胶面覆于垫石上部→支撑稳定。

d.检查不锈钢板和新支座的放置位置, 应保证其位置准确和水平, 实施第一次落梁。

e.落梁:对更换支座及支撑情况作进一步检查, 并确保无异常后行使落梁, 各千斤顶同步回油, 分级进行, 至梁体完全落于临时支撑。迅速刮除落梁过程中挤出的余胶。此时梁体与支座面应已形成密合, 必须检测不锈钢钢板是否水平、钢板与支座是否密贴、支座四周是否异常, 如果存在脱空、钢板不水平现象或其他异常问题, 则需要重新调整, 直到合格为准。

f.千斤顶继续回油, 取顶至下一台工作, 梁体落于临时支撑上。等待梁底结构胶固化, 原则上固化时间不少于一昼夜。

g.结构胶完全固化后, 取出千斤顶, 清理墩顶杂物。该墩支座更换工作完成, 转入其他墩按以上程序继续更换支座工作, 至全面完成, 恢复交通。

5 结语

桥梁支座虽然是桥梁的一个小部件, 但是其重要性却不可忽视。此次结合苏州星华街高架桥的支座进行病害分析和研究, 利用单墩顶升法来消除桥梁支座中存在的安全隐患, 使桥梁在运营期间减少桥梁安全事故发生。此方法具有对桥梁结构破坏小、易操作、可行性强和经济性好等优势。总之, 桥梁支座在整个桥梁结构中对桥梁上部结构的受力、位移、转角起着十分重要的作用, 其性能的好坏直接影响到桥梁的整体稳定性、耐久性和行车安全, 故对桥梁支座维修加固也需要越来越重视。

参考文献

[1]CJJ 99—2003, 城市桥梁养护技术规范[S].

[2]JIG H11—2004, 公路桥涵养护规范[S].

浅谈桥梁病害的预防措施与维修 篇5

桥梁病害表现多种多样,本文仅针对混凝土桥梁出现的裂缝问题的预防措施与简支梁桥梁体常见的病害预防与维修措施进行了介绍.

作 者：孙辰 顾仕敏 作者单位：孙辰(龙捷市政轨道交通工程有限公司,黑龙江,哈尔滨,150001)

顾仕敏(上海城建集团公司,上海,26)

公路桥梁病害分析及修复加固 篇6

关键词 道路桥梁；病害；修复加固

中图分类号 U445 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0108-02

1 公路桥梁病害产生的原因

在公路桥梁的设计过程中应考虑三方面的因素：

1）公路桥梁应具有足够的强度和刚度。设计者应充分考虑公路桥梁将会承受的载荷情况，在保证安全的前提下，设计足够的强度以承受作用于其上的重力和附加力。为了防止道路桥梁在载荷作用下产生过大的变形，应确保公路桥梁各部分具有足够的刚度；2）为了提高公路桥梁的稳定性，避免其在受到轴向压力时构件发生屈曲，必须适当设计道路桥梁各部分的尺寸大小；3）为了提高道路桥梁的经济型和可靠性，在设计时要尽量确保其各部分具有较好的耐久性。

在设计时，如果能充分考虑以上三点因素，将会提高道路桥梁的经济性、安全性和使用寿命，但是由于荷载的随机性，计算假设的近似性、施工质量的分散性、材料强度的离散性以及桥梁各部分的老化和疲劳累计等，随着时间推移，道路桥梁结构将不可避免的产生病害，经过长期的分析总结发现导致道路桥梁产生病害的原因主要有：1）在设计道路桥梁时，设计人员局限于当时的交通运输条件，导致初始设计荷载偏低。随着我国交通运输业的发展，车辆的载重越来越大，道路桥梁的车流量与日俱增，加上长期以来超重超限车辆得不到有效控制，如果任由道路桥梁继续长期过载服役，将会提前产生病害，威胁行人及车辆的安全；2）由于设计人员疏忽或受其它因素的影响，导致道路桥梁的设计方案存在缺陷与不足，增加了道路桥梁病害产生的概率；3）在施工过程中，施工单位没能按照施工技术规范进行施工，导致道路桥梁施工质量差，不满足设计要求；4）道路管养部门只重视道路不重视桥梁的维护保养工作，导致原本可以避免的病害产生；5）道路桥梁所处的地质条件差导致桥梁产生病害；6）不可预知的自然灾害（如洪水、台风、泥石流、暴雨等）损害道路桥梁结构，使其产生病害。

2 公路桥梁的主要病害

2.1 道路桥梁的钢筋发生腐蚀

由于包裹钢筋的混泥土产生裂缝，或由于包裹钢筋的混泥土发生碳化和剥落，造成包裹钢筋的混泥土层变薄，部分钢筋暴露在空气中，在雨水、空气等的作用下，导致钢筋腐蚀、锈蚀，从而降低了桥梁的使用寿命。钢筋被锈蚀的部分，体积会大幅度膨胀，使包裹钢筋的混泥土受到挤压，进一步导致混泥土开裂和剥落，形成恶性循环。使得公路桥梁结构的有效受力面积不断减少，使桥梁的刚度、强度和承载力下降，严重威胁行人及过往车辆的安全。

2.2 道路桥梁产生裂缝

公路桥梁病害中最常见的是裂缝。常见的裂缝主要有主梁裂缝、桥面铺装开裂、墩台身裂缝等。

1）主梁裂缝主要是由于当前的车辆载重越来越大，车流量日益增加，道路桥梁长期处于重载下服役，主梁承受的压力比较大，主梁的受拉区长期处于拉紧状态，一旦拉力大于主梁的强度，就会出现裂缝。

2）桥面铺装开裂主要是由于桥面伸缩缝与它周围的混泥土面不在一个水平面上，存在高低差异，在长期高频、重载载荷的作用下，锚固混泥土发生啃边破损，导致主梁的受力钢筋发生不同程度的腐蚀，各梁板受力不均，变形较大，致使桥面铺装开裂。

3）墩台身裂缝主要出现在道路桥梁服役的前期，多为存在于桥墩上的竖向裂缝。墩台身裂缝主要是由于水泥、骨料存在质量问题或混泥土浇筑不达标引起的。

3 修复加固公路桥梁病害的措施

裂缝的修复加固：

1）采用直接封闭方法修补宽度小于0.2 mm的裂缝，主要采用的材料为改性环氧树脂。如图1所示为修复宽度小于0.2 mm的裂缝的步骤：首先利用凿子等工具，在宽度小于0.2 mm的裂缝处开设V型槽，再利用毛刷把V型槽清扫干净，并用水冲洗，V型槽表面清理完毕后，在V型槽中涂满改性环氧树脂，并对表面进行磨平

处理。

2）对于宽度等于或大于0.2 mm的裂缝，通过注浆修补法对其进行修补。如图2所示为修复宽度等于或大于0.2 mm的裂缝的步骤：首先利用凿子等工具，在宽度等于或大于0.2 mm的裂缝处开设V型槽，并确定注浆嘴位置，再利用毛刷把V型槽清扫干净，

V型槽表面清理完毕后，安装注浆嘴，试气完毕后，利用注浆嘴往V型槽中灌浆，并对表面进行磨平处理。铰缝脱落处采用一定型号的砂浆混合膨胀剂进行填塞和修补。

3）混泥土缺陷修补。对于深度小于25 mm，直径小于150 mm的小坑洞，直接采用修补砂浆或修补胶进行修补：首先采用毛刷把坑洞清扫干净，并用水冲洗，坑洞清理完毕后，刷界面剂和结构底胶，最后利用结构修补胶或环氧树脂砂浆修补坑洞；对于大坑洞，首先采用毛刷把坑洞清扫干净，并用水冲洗，坑洞清理完毕后，刷界面剂和结构底胶，再利用结构修补胶或环氧树脂砂浆修补坑洞，最后再贴一层复合纤维布，如图3所示。

4 桥面的修复加固

由于原桥梁的设计不周、施工质量不达标、施工材料不合格和保养维护不到位等原因，导致桥面的整体性差和桥面板碎裂，桥面裂缝逐渐增多，桥面钢筋外露被腐蚀。这时，可以采用重新浇筑新的混泥土桥面板来对桥面进行修复加固。重新浇筑新的混泥土桥面板就是在破除原有桥面上，重新浇筑钢筋混凝土桥面，具体的施工方法是：先凿除旧桥面，使其与原有主梁形成整体，再配置一定层数的钢筋网，并浇筑混凝土桥面板，从而有效增加主梁的高度，提高桥梁的承载能力。利用重新浇筑新的混泥土桥面板法不仅可以修复原有桥面产生的裂缝和剥离层，还能增加原有梁板的有效高度改善梁板的载荷承受能力与抗弯能力，从而提高道路桥梁的强度、刚度和承载能力。

5 主梁的修复加固

在充分分析道路桥梁受载情况的基础上，在原有铺装层范围内增加纵向受拉钢筋，提高主梁的纵向受拉能力。另外，利用浇筑钢纤维砼的方法对负弯矩区桥面铺装层进行修复，使其与梁顶翼缘板牢牢相连，并形成一个整体。由于载荷负弯矩的作用，面砼的拉应力趋于最大，通过在原有铺装层范围内增加纵向受拉钢筋和浇筑钢纤维砼的方法，可以有效提高主梁的抗拉强度，如果主梁的抗拉强度大于主梁受到的拉应力，主梁上将不会出现裂缝。

6 总结

公路桥梁在保障我国交通正常运行方面具有非常重要的作用，但随着车辆的载重越来越大，道路桥梁的车流量与日俱增及服役时间的增长，很多道路桥梁都会出现或多或少的病害。如果对某些小的病害不加修复，将会演变成大病害，不仅降低了桥梁的使用寿命，还严重威胁行人及车辆的安全。利用公路桥梁修复加固技术，可以有效延长公路桥梁的使用寿命，促进我国交通运输业又好又快发展。

参考文献

[1]时娜,杨成斌,汪莲.公路桥梁病害分析与加固[J].工程与建设,2010,2:201-204.

[2]左建春.道路桥梁结构病害与加固研究[J].中国新技术新产品,2011,8:49.

道路桥梁结构病害与加固研究 篇7

1 病害成因

桥梁结构应具有足够的强度, 以承受作用于其上的重力和附加力;结构各部必须具有足够的刚度, 以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形;结构各部尺寸必须具有适当大小, 以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲, 丧失稳定性。同时结构也要具有较高的耐久性。由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性、计算假定的近似性, 致使在长期使用过程中桥梁结构产生病害, 其具体原因如下:原设计荷载偏低, 交通发展后车辆荷载增大, 桥梁因承载能力不足而产生病害。结构设计中存在缺陷, 如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理。桥梁施工质量差, 未按设计要求和施工规程实施。不重视桥梁后期养护工作, 没有及时消除己产生的病害。洪水等自然灾害使桥梁产生损坏。地质条件差, 如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。

2 常见病害

2.1 钢筋锈蚀病害:

钢筋发生锈蚀时, 锈蚀部分的体积可膨胀至原来体积的10倍以上, 从而对周围混凝土形成挤压, 造成混凝土开裂、剥蚀、使截面有效尺寸减小, 导致结构承载能力下降, 锈蚀剥蚀, 使截面有效尺寸减小, 导致结构承载能力下降。锈蚀的直接后果是钢筋断面面积减小, 对于以钢筋作为抗弯能力。钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的握裹力, 锈蚀物外流, 在结构表面形成锈迹, 影响结构美观。

2.2 主拱圈裂缝病害:

主拱圈中波纵向裂缝, 检查时常发现各孔中波波顶均存在纵向裂缝, 肋、波连接处裂缝, 各孔拱波与拱肋连接处大部分均发生裂缝, 拱肋裂缝, 各孔拱肋均有横向裂缝, 有不少是U形裂缝, 这些裂缝多发生在拱顶前后10m左右范围内, 横系梁裂缝。

2.3 墩台基础病害:

桥梁墩台基础在常年使用过程中, 除了承受上部构造荷载外, 还将承受土压力, 风力, 流水压力, 冰压力和浮力等等各种力的作用。另外, 自然界各种因素的影响作用, 以及由于过桥车辆的日益重型化, 墩台基础经常受到过重荷载的作用, 因此, 桥墩台将会出现不同程度的损坏。

2.4 主梁裂缝及主梁变形病害:

主梁裂缝多发生在锚跨中部 (正弯矩区) 梁的下缘及悬臂梁根部 (负弯矩区) 上缘, 后者大都贯穿整个车行道翼板。此类裂缝显然是由于大量重车通过使梁的受拉区开裂, 属正常现象。但由于负变矩区裂缝在上面, 雨水易从裂缝渗入梁内, 引起钢筋锈蚀及砼强度降低。

3 公路桥梁加固的重要性

3.1 从经济上分析, 桥梁加固可以节省大量投资, 收到良好的社会经济效益。

采用适当的加固技术和拓宽措施, 不仅可以避免因拆除旧桥与重建新桥而增加工程费用;而且对现有交通运输影响有的甚至可以在不中断交通的情况下完成, 早期设计施工的高速公的桥梁在长期大交通量、重荷载的运营情况下大部分出现了病害;同时也恢复和提高了旧桥的承载能力及通行能力, 延长桥梁的使用寿命, 满足现代化交通运输的需求。

3.2 在公路桥梁使用时, 任何桥梁都会成为旧桥。

早期修建的桥梁, 由于当时人们对铺装功能、病害认识有限, 往往存在配筋偏小, 钢筋直径过细, 铺装与承载构件的界面连续不牢靠等问题。由于桥梁是建在大地上的特殊产品, 不仅受自然环境的影响 (如大气腐蚀、温度、湿度变化等) , 而且还受到使用环境的影响, 难以避免产生损坏现象。这使桥梁的维修、养护、加固、改造已成为必然。

3.3 同时桥梁的改造和加固, 不仅可以提高

公路桥梁的通行能力和服务水平, 而且在更大程度上能够消除交通安全隐患。从发展中分析, 旧的公路桥梁加固有利于促进桥梁建设的可持续发展。既满足现代人的需求以不损害后代人满足需求的能力, 使经济、社会、资源和环境保护协调发展。

4 桥梁加固的一般流程

在桥梁结构发生病害后, 需要采取措施进行加固维修或者更换。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序:

结构可靠鉴定—加固方案确定—加固设计—施丁组织设计—施工—验收。

结构可靠鉴定, 主要是对病害结构的病情诊断。加固方案好比处方, 加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程。加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程, 对于大型结构加固, 为确保质量和安全, 施工前应编制施工组织设计。

5 公路桥梁加固的方法

5.1 加大截面加固法

也称为外包混凝土加固法, 是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。加大截面加固法一般采用两种方式:一种是加厚桥面板;另一种是加大主梁的高度和宽度。该法工艺简单、适应性强, 具有成熟的设计和施工经验, 适用于较小跨径的T梁桥或板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高, 承载能力也能取得较好的效果。但现场施工的湿作业时间较长, 加固后的建筑物净空有一定减小。

5.2 桥面铺装加固法

5.2.1 局部修复凿补法。

将水泥混凝土铺装层的表面凿毛, 深度以使骨料露出为准;用清水冲洗干净断面并充分润湿, 涂刷上同标号的水泥砂浆 (或其他粘结材料) , 最后在桥梁承载能力容许范围内, 铺筑一层1~5cm厚的水泥混凝土铺装层。

5.2.2 重新浇筑混凝土面板。

桥面板的破裂和其他损坏特别严重, 混凝土质量或施工状况特别不良, 且无适用的修补方法时, 就必须采用重新浇筑新的混凝土桥面板的措施, 施工时, 将原有的行车道铺装全部拆除, 再将行车道表面清扫干净, 必要时铺入适量短钢筋, 配置上1~2层钢筋网, 浇筑整体化混凝土。

5.2.3 桥面补强层加固法。

即在旧有桥面上, 重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层, 此方法既修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板, 又能加高原有梁板的有效高度, 增加梁板的抗弯能力, 改善铰结梁板的荷载横向分布, 从而提高桥梁的承载能力。

5.2.4 其他方法。

如加铺一层沥青混凝土, 采用混凝土粘结剂或环氧树脂材料修补法, 钢纤维混土修补法, 聚合物混凝土罩面法等。

5.3 粘贴碳纤维增强塑料加固法

采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面, 碳纤维与原结构形成新的受力整体, 碳纤维与钢筋共同承受荷载, 降低了钢筋应力, 从而使结构达到了加固和补强效果。

5.4 灌缝胶灌注法

当梁体变形及裂缝严重, 承载能力下降。当梁体存在严重变形和裂缝, 应加强桥梁观测及试验检测, 分析原因, 制定加固处理方对承载能力、刚度不足的梁体, 首选用灌缝胶灌注处理裂缝, 采用种植或粘贴钢筋加固法、新浇注混凝土增大梁体截面加固法、粘贴钢板筋加固法、粘贴碳纤维加固法、体外预应力加固法等方案进行结构补强, 提高梁体的抗弯承载力。

5.5 桥下部结构加固法

桥台特别是高度较大的桥台, 受行车荷载和土压力作用, 常见病害有桥台开裂、突起, 翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小、水流不大的石拱桥, 可采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。

摘要：在道路桥梁施工中, 为确保广泛分布于道路的大量混凝土桥梁的安全运营、延长混凝土桥梁的使用寿命, 必须重视桥梁病害的研究和总结, 采取有效的修复加固措施。本文主要阐述道路桥梁病害成因, 常见的病害, 公路桥梁加固的重要性, 以及公路桥梁加固的方法。

关键词：混泥土桥梁,病害,成因,流程,加固

参考文献

[1]张庆芳, 张志国.公路桥梁混凝土结构设计原理, 天津大学出版社, 2010.07.

桥梁病害分析与维修加固方法探讨 篇8

自改革开放以来, 我国桥梁建设得到了跨越式的发展, 对改善人民日常出行条件和促进区域经济发展, 起到了至关重要的作用。桥梁作为一种功能性结构物, 长期暴露在自然环境中, 不仅受到环境温度、湿度变化影响和大气侵蚀, 又在荷载作用增加、材料疲劳、超限服役等使用环境的作用下, 不可避免的会产生逐渐损坏, 甚至影响桥梁正常运营。桥梁的病害问题日益突出, 同时也使得桥梁维修加固任务十分繁重。桥梁加固是一项系统工程, 复杂程度不低于新建桥梁, 它涉及很多方面, 包括病害诊断、病害原因分析、加固方案选择、选择加固材料和施工方法、运营管理等。

2 混凝土桥常见病害类型

2.1 裂缝

钢筋混凝土桥梁裂缝根据成因可以分为结构裂缝 (a) 和非结构裂缝 (b) 两种。结构裂缝产生的主要原因有设计应力超限、配筋不合理、预应力筋锚固不当、基础沉降和意外事故等;非结构裂缝产生的主要原因有混凝土收缩、支架变形、热量变化 (早期水化热、温度变化、冰冻、融化) 和化学作用 (钢筋锈蚀胀裂、碱性骨料反应胀裂) 等;

2.2 环境因素引起的损伤

桥梁结构长期暴露在自然环境中, 受到环境温度、湿度变化影响和大气侵蚀, 通常会引起以下几种损坏: (1) 钢筋腐蚀和混凝土碳化。这两种病害现象在钢筋混凝土桥梁结构中较为常见。随着此种病害日渐严重, 桥梁结构会产生较多沿钢筋方向的裂缝, 进而影响结构整体安全性和使用寿命。 (2) 碱集料反应和氯离子侵蚀。混凝土碱集料反应发生缓慢, 要在有水分且需常年累月才能造成破坏, 氯离子对混凝土有很强的化学侵蚀作用。 (3) 冻融病害和渗水作用。在潮湿状态下, 由于温度变化, 混凝土中孔隙水冻结体积膨胀, 融解后松弛, 如此反复产生疲劳应力, 进而造成混凝土从外到内逐渐被剥蚀。[1]

2.3 支座和伸缩缝病害

支座设置在桥墩和桥台顶部, 不仅将结构自重和活载引起的力传递下来, 还需满足桥梁结构在各种因素的作用下有一定的变位, 其是桥梁结构非常重要的组成部分。所以桥梁支座的好坏直接和桥梁结构整体承载性能和安全性能息息相关。支座存在的病害情况通常有:支座位移超限、脱空、变形开裂、混凝土垫石压坏、剥离、钢筋外漏锈蚀;橡胶支座老化;滑动钢盆橡胶支座螺母松动, 固定螺栓脱落和剪断破坏;钢板滑动支座和弧形支座滑动面、滚动面锈蚀;球摆式支座各部分受力不均匀等。

对于支座一般病害, 其原因主要有以下几方面: (1) 温差影响和动力荷载造成梁体发生伸缩, 但伸缩量并不均匀, 使支座发生整体移动, 进而会使位移超限。 (2) 支座本身质量存在缺陷。 (3) 施工水平不足引起的病害, 例如各个结合部位不平、支座下钢板缺失或厚度不够等。 (4) 钢板表面防腐层破坏, 导致锈蚀。 (5) 支座受到的作用超过其抗压容许应力时, 产生较大变形甚至破坏[2]。

伸缩缝设置在梁体端部, 结构薄弱处, 由于其反复承受车辆荷载, 所以容易遭到损坏, 在影响使用性能的同时还会引起桥梁结构的破坏。桥梁伸缩缝装置的破损往往表现为以下几个方面:伸缩缝变形、锚固构件损坏、接头四周填料剥落、凹凸不平、锚固混凝土局部破损、出现麻面和锚固钢筋外露等病害。对于伸缩缝装置一般的损坏, 其原因有以下几个方面: (1) 伸缩缝装置刚度和桥面板端部刚度不满足要求;铺装用沥青与伸缩缝锚固混凝土之间刚度相差较大, 伸缩量计算不准确。 (2) 施工质量得不到保证, 导致伸缩缝安装和设计图纸有差异。 (3) 车辆超载现象日益严重;伸缩缝内填料不断老化和偶然荷载等。

3 桥梁常见加固方法

3.1 增大截面加固法

增大截面加固法是通过增大原构件截面面积并增配钢筋, 以提高其承载力和刚度的方法。本方法适用于钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件、钢筋混凝土受压构件的加固, 以提高受弯构件的抗弯承载力、抗剪承载力和刚度, 提高受压构件的正截面承载力和刚度。其一般施工工艺是: (1) 原结构表面进行清理凿毛, 使其与灌浆材料有足够的粘结力。 (2) 安装植筋或锚杆, 通常呈梅花型布置, 间距20cm×20cm。 (3) 新增钢筋或钢筋网, 单根钢筋紧靠植筋或锚杆, 先绑扎后点焊于植筋或锚杆上。 (4) 浇注混凝土并养护。增大截面法进行加固时应注意, 新浇筑的混凝土强度宜比原构件混凝土强度提高一级, 且不低于C25;新浇筑混凝土层的最小厚度, 对于板不宜小于100mm, 对于梁和受压构件不宜小于150mm;[3]加固用受力钢筋直径≥12mm, 但一般≤25mm, 构造钢筋直径≥10mm, 箍筋直径≥8mm;新旧混凝土结合面处, 应将原构件的表面凿成粗糙面, 其凹凸差应不小于6mm。

3.2 碳纤维加固法

碳纤维加固法是采用结构胶黏剂在被加固构件薄弱部分黏贴高强复合碳纤维布或碳纤维板两种材料来进行加固的方法, 其可以与原结构共同受力, 成为一个整体结构, 以限制裂缝的展开, 从而使结构的承载力得到进一步提高。碳纤维布的抗拉强度标准值一般为3550MPa, 弹性模量为 (2.2~2.35) ×105MPa, 名义厚度为0.11~0.43mm, 公称宽度为200~1000mm, 列举某个品牌的碳纤维布性能指标如下表所示:

碳纤维加固与传统的增大截面法相比, 具有以下优点: (1) 碳纤维材料抗拉强度高, 本构关系呈完全线弹性, 且不存在屈服点和塑性区, 其抗拉强度是相同截面钢材的7~10倍。 (2) 重量轻, 其密度仅为普通钢材的1/4。 (3) 耐久性好, 可提高抗碳化能力和用于各种腐蚀性环境。 (4) 施工速度快、施工工艺简单。 (5) 应用范围广, 不仅可以进行混凝土构件的加固, 还可用于钢结构和木结构的加固。其适用于钢筋混凝土受压柱, 以提高延性和耐久性的加固, 也可用于梁板的加固, 但不适宜对以控制结构变形为目标的构件加固。

3.3 体外预应力加固法

体外预应力加固就是把具有防腐保护的预应力索 (包括钢绞线、高强钢丝束和精轧螺纹钢筋) 布置在既有桥梁的主体结构之外, 只通过两端的锚固以及梁中得转向装置与梁体相连, 对梁体施加外力, 以改善原结构的受力状态, 达到改善桥梁的使用功能和提高承载力的目的。特别适用于大跨径预应力混凝土连续箱梁和连续T构箱梁桥的加固。根据体外索在结构上的位置可分为顶板体外索、腹板体外索和底板体外索三种, 根据加固结构可分为钢结构锚固的体外索和混凝土结构锚固的体外索两种。体外预应力钢丝绳施工流程为:基底打磨处理→开槽粘钢, 安装锚具→反力点设置→锚固端制作→涂刷界面剂→对称张拉→高强锚固砂浆处理→聚合物砂浆处理。[4]

预应力高强钢丝绳抗弯加固可以较好解决现有加固技术的瓶颈问题, 其有效性已经得到试验及试点工程的验证, 具有的优点包括: (1) 刚度、最大承载力、延性、耐火及耐老化性能都得到明显的提高; (2) 加固材料的强度能被充分发挥, 且加固后的梁体通常不会发生粘结破坏; (3) 对低强度混凝土结构、预应力混凝土结构及二次受力构件的加固效果明显; (4) 承载力易于估算; (5) 施工工艺简单, 施工成本较低。

除以上介绍的几种加固方法外, 还有粘贴钢板加固法、、混凝土结构纤维棒加固法、改变结构体系加固法、玄武岩纤维网格加固法等许多加固方法, 此处不再一一详细介绍。总之应遵循技术水平可行、经济效益合理、工期满足要求等原则, 综合考虑, 选择最佳的加固方案。

4 结束语

由于产生桥梁结构各种病害的原因是错综复杂的, 所以要综合分析病害原因, 采用相应的防治措施, 将病害产生的几率降到最低。对需要进行加固改造的桥梁, 分析对比采取相应的加固方法, 使其在设计年限内具有足够承载力和良好的使用性能。

摘要：桥梁是道路工程中的重要组成部分, 因此桥梁病害防治的重要性显而易见。本文介绍了桥梁结构常见的几种病害及产生原因, 随后简要介绍了几种维修加固方法。桥梁进行维修加固时, 应仔细分析各种病害产生的原因, 明确加固目的, 分别采用各种不同的加固技术。

关键词：桥梁,病害,裂缝,加固,技术

参考文献

[1]中交第一公路工程局有限公司等编.公路桥涵施工技术规范 (JTG/T F50-2011) [S].北京:人民交通出版社, 2011.

[2]中交第一公路勘察设计研究院有限公司.公路桥梁加固设计规范 (JTG/TJ22-2008) [S].北京:人民交通出版社, 2008.

[3]刘廷敏, 陈常科.结构混凝土表观病害成因与防治[J].山东交通科技, 2001 (2) :44-45.

浅谈道路桥梁结构病害与加固 篇9

1 桥梁病害的主要形式

桥梁作为交通道路的一种结构形式, 必须要具备足够的强度、刚度和抗压能力, 同时还要有一定的延性和稳定性。在我国, 现有的桥梁大多数都是以钢筋混凝土的建筑结构进行建筑设计的, 这是因为混凝土能够很好的满足桥梁技术性能的需求。然而钢筋混凝土的桥梁结构也容易产生一些常见病害, 其主要表现形式如下文所示:

1.1 裂缝

裂缝对钢筋混凝土桥梁的危害程度不一, 严重的裂缝如贯穿缝、网裂等将会严重危及桥梁的安全运行。另外裂缝往往也会引起其它病害的发生与发展, 如钢筋锈蚀、冻融破坏等, 这些病害与裂缝形成恶性循环, 会对桥梁的耐久性产生很大的危害。

1.2 混凝土碳化及钢筋锈蚀

当混凝土炭化和钢筋锈蚀程度日渐严重后, 桥梁必然会产生较多的顺筋裂缝, 这会造成桥梁使用安全性降低和使用寿命缩短。

1.3 剥蚀

剥蚀是从混凝土的外观破坏形态着眼, 对混凝土桥梁结构表面混凝土发生蜂窝麻面、露石、酥松起皮和剥落等病害的统称。

1.4 结构构造的破坏

由于结构的关键部位构造不合理、施工中存在问题或年代久远等而引起的结构构造老化、失稳、变形过大等已在一定程度上影响了桥梁的安全运行。

1.5 地基不均匀沉降引起的破坏

由于地基不均匀沉降引起的破坏对结构的影响也比较大, 如翼墙和锥坡的下沉、滑动、开裂, 毛石墩台的贯通缝等。

2 桥梁病害机理分析

道路桥梁中存在的病害为人们正常的出行交通造成极大的安全隐患, 必须引起相关主管部门的重视。那么这些病害是如何形成的呢?笔者通过详细的调查研究, 对桥梁病害的机理进行了深入分析发现影响桥梁发生病害的因素有很多种, 如建筑设计中对桥梁的荷载能力设计的偏低, 结构设计不当, 施工质量差, 后期养护不合理以及其他自然因素对桥梁的影响等等。本文中笔者在进行总结整理后得出以下几点具体的病害成因:

2.1 裂缝

当混凝土中拉应力大于其抗拉强度或拉应变大于其极限拉应变时, 混凝土会产生裂缝。混凝土搅拌、运输时间过长, 使水分蒸发, 引起混凝土浇筑时坍落度过低, 会使混凝土出现不规则的网状裂缝。混凝土初期养护时方法不得当, 出现塑性收缩状态, 也会在混凝土表面产生不规则裂缝。

2.2 混凝土碳化及钢筋锈蚀

凡裂缝多、混凝土质量差的桥梁, 其钢筋锈蚀程度也必然严重, 产生的顺筋裂缝也特别多。随着钢筋锈蚀的发生, 混凝土开裂、剥落, 钢筋和混凝土的粘结力就不断丧失, 钢筋截面积就减少, 承载能力下降, 从而降低了结构的安全度。

2.3 剥蚀

根据不同的机理, 剥蚀可分为冻融剥蚀、冲磨和空蚀、水质侵蚀、风化剥蚀等。其中冻融剥蚀是指在水饱和或潮湿状态下, 由于温度正负变化, 结构物的已硬化混凝土空隙水结冻膨胀, 融解松弛, 产生疲劳应力, 造成混凝土由表及里逐渐剥蚀的破坏现象。

3 桥梁加固增强技术

在分析了桥梁病害的机理后, 就需要采取针对性的措施进行桥梁加固处理, 以防止病害的扩大, 造成更严重的交通事故。一般来讲, 桥梁的加固需要按照鉴定病害、制定方案、加固施工、验收成果等几个环节进行实施。而常用的桥梁加固技术主要有以下几种:

3.1 裂缝修补技术

裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性, 主要技术有:

3.1.1 表面处理法, 在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料。对于宽度发生变化的裂缝, 要设法使用有伸缩性的材料。

3.1.2 注浆法, 在裂缝中注入树脂或水泥类材料, 主要注浆材料是环氧树脂, 多采用低压低速注入法。

环氧树脂注入法与钢钉并用, 可以增强裂缝部位的整体性, 是一种防止裂缝继续发展的好办法。

3.1.3 充填法, 这是一种适合于修补较宽裂缝的方法, 具体做法是沿

裂缝凿一条深槽, 然后在槽内嵌补各种粘结材料, 如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。

3.1.4 表面喷涂法, 喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面, 喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层, 来封闭裂缝的修补方法。

喷浆前, 需要把结构表面的剥离部分除去, 再用水冲洗清洁, 并在开始喷浆之前把基层湿润, 然后再开始喷浆。

3.1.5 粘结钢板封闭法, 当钢筋构件产生主拉应力裂缝时, 可对裂缝先进行处理之后, 再在裂缝处粘结钢板, 并用膨胀螺栓对钢板加压。

钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。

3.2 桥梁上部结构加固技术

梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法等。

3.2.1 加大截面加固法采用增大构件的截面面积, 根据荷载大小

和净空条件不同, 可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。

3.2.2 外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部, 以提高结构承载能力的一种方法。

适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合, 必须保证粘和剂的质量。

3.2.3 外部预应力加固法指运用预应力原理, 在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。

采用对受拉区施加预加压力, 可以抵消部分自重应力, 起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。

3.2.4 改变结构体系加固法通过增设支撑或桥墩, 把简支变为连续、

在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁, 以减小梁内控制截面峰值弯矩, 提高承载能力的一种加固方法。

结语:道路桥梁病害是引发交通事故的主要诱因之一, 为此, 必须加强对桥梁的养护管理, 及时发现桥梁病害, 并分析其病害机理, 采取有针对性的加固技术处理措施, 来减少或杜绝桥梁病害带来的安全隐患。在科技的推动下, 一些新的桥梁加固技术正不断的被采纳应用, 如锚喷技术等, 这种施工技术具有设备简单, 施工方便, 效率高等优点, 且不影响交通的正常运行, 因此, 备受桥梁技术人员的青睐。在未来的发展中, 必然会有更多的桥梁加固新技术为保证道路桥梁的安全稳定做出贡献。

摘要：道路桥梁建设是关系着国计民生的基础建设, 在我国国民经济的发展中占有不可忽视的重要地位。我国在道路桥梁建设方面的施工技术已经相对较为成熟, 几乎接近世界先进的建设水平。然而在道路桥梁的使用过程中, 往往忽视了对其养护工作, 使得道路桥梁结构常常会发生一些病害, 影响着桥梁的正常使用, 甚至会带来很大的安全隐患。现通过分析道路桥梁结构的病害形式及其成因机理, 探讨了道路桥梁的加固技术方法和措施。

某桥梁病害原因分析与加固技术 篇10

1 工程概况

某桥全长33 m,桥面垂直宽15.5 m,斜距16.6m,斜交偏角60°,左幅为石拱桥、右幅为拓宽T梁桥,坐落于国道G324线,1979年建成并投入使用,1991年进行扩建。

桥梁以汕头往广州方向分为左、右幅,其中左幅上部结构为圬工石拱桥,跨径组合为2 m×10 m,石拱圈厚0.65 m,矢高1.9 m,矢跨比为1/5.3;右幅上部结构为普通钢筋混凝土T梁,跨径组合为2 m×12 m,每跨均由3片T梁、4道横隔梁组成。桥梁设计荷载为汽一20,挂一100,经检测,桥梁技术等级为三类。

2 病害原因分析与加固方案

2.1 右幅T梁桥

右幅T梁桥主要病害为内边梁梁肋底部主筋露筋和混凝土剥落。

该T梁梁肋厚度仅20 cm,受力钢筋直径为32mm,需焊接成2排5层骨架钢筋,对混凝土浇筑有一定困难。由于施工单位工艺欠缺,使得振捣浇筑不密实出现了混凝土蜂窝,时间久了,则导致受力钢筋锈蚀和混凝土剥落,混凝土推定强度为21.5MPa,实测钢筋的混凝土保护层最小厚度为22mm。

桥上部结构T梁系现浇施工,整体刚度较好,基本没有出现肉眼能观测到的裂缝,考虑到内边梁梁肋基本通长的主筋露筋、锈蚀及其混凝土剥落,须进行除锈、聚合物砂浆修复和粘贴钢板加固。至于桥其他梁肋和下部结构中墩帽的露筋、锈蚀,也是施工质量问题造成的,须对露筋情况进行除锈、聚合物砂浆修复。

2.2 左幅石拱桥

左幅石拱桥主要病害为有少量的纵向、横向开裂及局部空洞。

由于主拱圈、桥台台身、侧墙、墩台身等浆砌片石及块(片)石间砂浆系采用人工搅拌,质量不易控制,强度难以达到设计要求,粘结强度、饱和度等未作质量检测,加上该桥结构使用年限较长(1979年建成并投入使用),考虑到现代运输业中车辆轴重的不断增加和车速提高,浆砌片石砌体在长期动荷载影响下,砂浆体会逐渐疏松而导致圬工结构开裂病害,桥面防水系统处理不好,车辆加速会对圬工结构的破坏。

在加强桥面防水的同时,针对圬工结构宜采用灌浆加固。灌浆加固能有效提高砌体间粘结强度,提高桥梁抗弯及其抗剪承载力;为加强桥台对拱圈推力所作用的抗力,桥台填料进行注浆加固。

2.3 桥面系

桥面系,主要病害是拱桥桥面防水性能较差,T梁与拱桥桥面之间分离设置易啃边,将左右幅桥面连接为整体,改善桥面排水性能,并在桥墩对应桥面位置处设置一道伸缩缝,降低桥面温缩变形对结构影响。由于桥斜度为30°,桥头须设置过渡板同路面板块进行衔接。

3 超限运输对比验算

近期有超限车匀速(5 km/h)通过该桥,该超限车运输货物重量为123t,平板车自重46.5 t,考虑特种车和原设计荷载、验算荷载,结合检测评估报告,运输新型挂车从左幅拱桥中部通过较为合适。针对运输新型挂车及其拖车同原设计荷载、验算荷载进行活荷载对比验算。

验算方法是将圬工结构拱圈分成20个单元、按拱脚固定支承来模拟,采用桥梁博士V3.0软件计算,比较可变荷载作用下弯矩(表1),计算结果表明:特种运输车通过该桥,其荷载作用于拱顶、拱脚荷载效应小于原设计汽一20级、挂一100荷载效应。根据计算结果,该桥左幅拱桥能满足运输新型挂车及其拖车通过。

kN·m

4 加固施工工艺

针对桥梁病害特征,设计加固方案包括:桥面系加固修复,聚合物砂浆修复和粘贴钢板加固、桥台台背注浆加固。

4.1 裂缝灌浆加固

对于裂缝宽度fw≥0.15 mm的大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷及其裂缝,采用高压灌浆处理。

(1)清除裂缝附近尘土、油污,测量裂缝宽度。

(2)确定注浆嘴的位置,并预先贴上胶布,当裂缝宽度在0.1～1mm时注浆嘴间距15～35 cm,按裂缝越细间距越小的原则考虑,每条裂缝不得少于2个注浆嘴。

(3)配置封缝用浆,用刷子涂刷在裂缝上,封闭裂缝;对于贯通的裂缝,要同时对两侧进行封闭。

(4)揭去设嘴处的胶布,将注浆嘴跨缝粘牢;待粘胶硬化后,重新在注浆嘴处及裂缝上补刷一次封缝用浆以达到不露浆的要求。

(5)开始注浆前,先配制注缝浆。

(6)按从下向上的注浆次序对裂缝进行灌注。

(7)注意观察相邻的注浆嘴,当流出浆液时,说明两注浆嘴间裂缝已注满浆液。

(8)全部裂缝注完后,第二天铲去注浆嘴和封缝材料,清理裂缝表面。

(9)注浆浆液量按式(1)估算,施工时按实际用量调整。

式中:Q为浆液总用量(m3);V为注浆对象体积(m3);n为裂缝空隙率取0.20;K为经验系数取0.6。

4.2 局部破损修补

(1)清理混凝土破损基面,凿除松散混凝土。

(2)对外露锈蚀钢筋进行除锈。

(3)将混凝土基面或缺陷部分用清水清洗干净,使基面保持干燥、无杂物。

(4)按厂家提供的配合比拌制混凝土聚合物水泥砂浆。

(5)首先在基面或缺陷部位涂刷一层聚合物水泥浆,再将聚合物水泥砂浆用抹刀填补缺陷部分。聚合物砂浆修补,一般每层压抹厚度控制在15～20mm,仰面涂抹时每层厚度不超过10 mm,分层涂抹间隔时间在3～4h,涂抹方向前后二次相互垂直。

4.3 T梁粘贴钢板加固

(1)搭设支架,凿除粘贴钢板区混凝土表面2～5 mm厚的表层砂浆,使坚实的混凝土石外露,并形成粗糙面,最后用无油压缩空气吹除表面粉尘或清水冲洗干净,待完全干燥后用脱脂棉蘸丙酮擦拭表面。粘贴位置混凝土表层含水率不宜大于4%。

(2)钢板表面进行喷砂糙化或砂轮打磨处理;糙化或打磨纹路应均匀,钢板糙化处理后表面应清理洁净。

(3)钻孔植埋螺栓,钻孔间距一般在30～50 cm,用钢筋测试仪查明混凝土钢筋布置,然后钻孔。避免钻孔打盲孔时碰及钢筋。植埋螺杆,其距钢板边缘的距离控制在5～10cm。

(4)对灌注的钢板进行配套打孔,然后将钢板的粘贴面用磨光砂轮机或钢丝刷磨机进行除锈和粗糙处理,打磨纹路与钢板受力方向垂直;用脱脂棉蘸丙酮将钢板表面擦拭干净。将钢板固定在螺栓上,并保证钢板与混凝土表面间隙在3mm以上,以确保灌注胶层的厚度在3mm以上;焊接钢板接缝,完成钢板安装。

(5)将配制结构胶注入嘴粘结在钢板的注入孔上,在钢板边缘插入排气管,在膨胀螺栓头上罩上盖碗,然后用钢板封边胶封闭钢板边缘,完成封边。注入嘴布置间距为20～30cm。

(6)用泵将粘钢灌注胶从注入嘴灌注到钢板和混凝土的空隙中,要求灌浆之前先通气试压,以0.2～0.4 MPa的压力将粘钢灌注胶XH7307从注入嘴压入,当排气孔出现浆液后停止加压,以钢板封边胶堵孔,再以较低压力维持10min以上。

(7)经检验确认钢板粘贴固化密实效果可靠后,去除所有注入嘴和排气管,并清除钢板表面污垢和锈斑,对外露钢板进行防腐处理。

4.4 浆砌片石圬工注浆加固

(1)用钢丝刷沿裂缝走向进行清理,清除松散的砂浆和尘土等,并用封边胶或聚合物砂浆等进行封闭,防止露浆。

(2)按间距100 cm进行布孔,孔位骑缝则适当偏移。

(3)注浆孔直径为25mm,水平向下倾斜角10°,钻孔时注意控制孔深,不得钻穿砌体;每钻好一个孔就立刻注浆,注浆材料为水泥浆,其配合比为水泥:水=1:0.6,采用低压注浆(0.5 MPa)以保证浆液饱满,注浆完成后方可施工下一孔,下一孔施工须跳孔进行。

(4)注浆浆液量按圬工结构空隙率估算,施工时按实际用量调整,孔口采用聚合物砂浆封堵。注浆浆液量按式(1)估算,n为砌体空隙率,取0.20;K为经验系数,取0.6。

4.5 桥台台背注浆加固

(1)侧墙后土体采用XY-100型钻机垂直向下钻进。

(2)注浆浆液按水泥:水=1:0.8水泥浆配制,注浆施工时应配备自动流量和压力记录仪。

(3)注浆压力为0.3～0.5MPa,若流量超过10L/min应适当调整压力,注浆应按自下而上的方式进行,每次花管上拔高度或长度控制为50 cm,稳定压力按0.5 MPa控制;注浆浆液量按式(1)估算,施工时按实际用量调整,n为土体孔隙率,取0.25;K为经验系数,取0.4。

摘要：结合工程实例,分析桥梁病害原因,进行超限运输验算,并全面系统介绍桥面系加固修复、裂缝灌浆加固、聚合物砂浆修复和粘贴钢板加固以及桥台台背注浆加固工艺。

关键词：桥梁病害,桥梁加固,加固灌浆

参考文献

[1]彭振斌.注浆工程设计计算与施工[M].北京:中国地质大学出版社,1997.

[2]JTGH11—2004,公路桥涵养护规范[S].

[3]JTGD60—2004,JTJ 021—89,公路桥涵设计通用规范[S].

[4]4 JTG D61—2005,公路圬工桥涵设计规范[S].

[5]JTG/T F50—2011,公路桥涵施工技术规范[S].

[6]JTG/TJ22—2008,公路桥梁加固设计规范[S].

[7]GB 50367—2006,混凝土结构加固设计规范[S].

[8]GB50550—2010,建筑结构加固工程施工质量验收规范[S].

[9]谌润水.公路旧桥加固技术与实例[M].北京:人民交通出版社,2003.

[10]G324线龙中桥维修加固工程施工设计说明[R].惠州市道路桥梁勘察设计院,2009.

桥梁病害与加固 篇11

1 南京华路公路设备工程有限公司 江苏南京 210000；

2南京公路防护设施工程有限责任公司 江苏南京 210000

摘要：道路桥梁在长期运行中，受自身内部因素与外部因素的影响，经常会出现结构上的病害问题，如果不能对这些病害做到及时处理，会对桥梁的安全及使用寿命产生一定的影响。本文主要对道路桥梁运行过程中出现的病害情况进行简要分析，并对桥梁加固技术进行了相应的研究。

关键词：道路桥梁；病害；加固技术

随着我国经济的快速发展，城市化建设也在不断加快，在城市道路建设中，桥梁建设速度与数量急剧增加，而伴随着私家车辆的提升，对桥梁承载力与使用年限提出了更高的要求。受各种因素的影响，我国城市道路桥梁中普遍存在一些结构病害，从安全方面考虑，针对病害采取相应的加固处理是非常有必要的。

一、道路桥梁常见病害分析

（一）裂缝

裂缝不仅是我国道路中常见的病害，也是城市桥梁中十分普遍的病害。城市道路桥梁出现裂缝的主要原因是桥梁长期以来受到车辆的压力，使混凝土与钢筋受到一定的影响，进而形成裂缝。在桥梁实际运行中，裂缝轻者对行车舒适度造成一定的影响，严重的裂缝则对行车安全造成危害，另外，裂缝将混凝土包裹的钢筋结构裸露出来，这会加快钢筋的腐蚀速度。

（二）剥蚀

剥蚀能够用肉眼观察，属于桥梁外观形态的病害，具体如桥梁结构疏松起皮，混凝土剥落、蜂窝麻面等。如果是混凝土发生剥落，会减小桥梁构体的截面积，使桥梁应力增大，降低桥梁的使用寿命，并使得自然水会空气中的有害化学物质对桥梁内部进行腐蚀，从自然腐蚀上分析桥梁剥蚀，具体包括风化剥蚀、水质剥蚀、冰融剥蚀等。

（三）钢筋腐蚀与混凝土碳化

钢筋腐蚀主要是钢筋混凝土结构发生破坏，使混凝土承受过大的桥梁应力。混凝土碳化如果不断加剧，桥梁会逐渐形成裂缝，对桥梁的安全使用与使用寿命造成影響。

（四）混凝土内部存在毛细管与气泡

在前期施工过程，没有压实混凝土会导致混凝土中存在毛细管管孔，使空气中的水、氧气与二氧化碳等进入到混凝土中，并渗透到钢筋部位，这对桥梁的使用寿命构成严重威胁。

（五）地基不均匀沉降

软土地基的地区进行桥梁建设，如果地基处理的不好，会使得桥梁地基发生不均匀沉降现象，进而造成桥梁开裂、下沉等情况。

二、道路桥梁加固技术分析

（一）裂缝修补技术

裂缝修补技术在实际中又包含桥梁表面处理技术、注浆技术、填充技术等，表面处理技术主要是针对桥梁中出现小型裂缝的病害处理。实际施工中，在裂缝上涂抹相应的防水材料或者进行填料即可完成道路的修补工作，这样能够有效提升桥梁的防水能力与使用寿命。注浆技术适用于桥梁中等裂缝的处理，能够大大提高桥梁的防水性能与使用寿命，在材料选择上主要使用环氧树脂，采取低速、低压的方式进行实际操作，并且可以采取钢钉与环氧树脂相结合的方法，这能够保证施工后桥梁整体的稳定性，有效避免裂缝的持续扩张；填充技术则适用与较大的裂缝修复，具体施工中在裂缝相应位置凿出一条深槽，然后用水泥砂浆、沥青等填充材料将深槽填满，防止裂缝的进步步扩展，提高桥梁的整体稳定性。

（二）桥梁加固增强技术

对桥梁上部进行加固能够有效提升桥梁的稳定性，常用的桥梁加固增强技术主要包括加大截面积、外部粘贴、外部预应力加固等方法，加大截面积主要是增大桥梁的宽度，根据桥梁的净空条件以及桥梁的实际荷载实施。实际施工中，加大截面积加固还包括加配钢架与加大截面面积两种方式；外部粘贴主要是利用桥梁工程中专用的粘合剂，比如强度较大的环氧树脂，将玻璃钢、型钢等材料与桥梁结构粘结在以期，这主要是增加桥梁整体的承载力；外部预应力加固根据桥梁建设使用预应力的原理，通过增加桥梁原始构建的初始应力来达到提升桥梁整体预应力的方法，增加预应力的主要作用是减小裂缝宽度，提高裂缝修补与裂缝闭合，进而提升桥梁的使用寿命。

（三）锚喷技术

在道路桥梁的上部进行加固处理中，可以使用相应的施喷机具来完成桥梁的加固程序。实际施工中，采取喷射硅的方法，无论在加固桥梁结构还是喷射使用材料上都比普通的浇硅技术要强，使用锚喷技术，能够使材料凝结的速度加快，且强度也较高，并且使用锚喷技术具有无需利用模板、操作起来简单、锚喷设备结构也简单、机械化程度高、占地面积较小等优点。

（四）外包裹纤维塑料加固技术

这种加固方法应用到桥梁建筑中新型复合材料，使用的复合材料为纤维塑料材料，用来代替传统外包裹型材的钢材，在实际施工中，将包裹固定在桥梁中需要加固的构建上，形成受拉区域，强化桥梁构建的整体承载能力。这种方法与其他的方法相比，具有型材加固技术独特的优点，在耐自然环境腐蚀方面具有较强的能力，并且重量轻、实际维护成本也较低，但是由于这种技术使用的纤维塑性材料具有较高的可燃性，因此在加固完成后要制定相应的防火措施，确保加固功能的稳定使用。

结语

在道路桥梁的实际使用中，病害是引起交通事故的一个重要原因，所以，在桥梁管理中，要经常对桥梁进行检查，及时发现病害，具体分析病害的危害与成因，采取有效的加固措施进行病害的处理，从而杜绝道路桥梁病害带来的安全隐患。在病害加固处理上，要不断更新与改进加固技术，尽可能将最新的技术与材料结合应用到桥梁加固工作中，保证道路桥梁的长期稳定运行。

参考文献：

[1]范兆龙.道路桥梁的病害成因及加固技术分析[J].江西建材，2015（16）.

[2]林晨.道路桥梁的常见结构病害及加固技术分析[J].江西建材，2015（22）.

[3]周家强.道路桥梁的病害及加固技术探析[J].江西建材，2014（19）.

桥梁病害与加固 篇12

关键词：中小跨径,病害,加固,梁桥,双曲拱桥

辽宁省公路网密度大, 桥梁数量众多。辽宁省县以上普通公路共有桥梁11 659座, 32.1万延长米。其中三至五类桥梁共有769座, 约4万延长米。其中钢筋混凝土简支板、梁桥病危桥梁498座, 2万延长米, 占公路病害桥梁的50%;拱桥 (双曲拱、石拱桥) 病危桥梁168座, 0.9万延长米, 占公路病害桥梁的22.5%。辽宁省受地处沿海与寒冷气候的双重不利环境的影响, 加之近年来交通量的不断增加, 车辆超载严重, 桥梁改造任务十分繁重。因此非常有必要对中小跨径实心板梁桥、空心板梁桥、T形梁桥、石拱桥、双曲拱桥等五种典型桥梁的病害情况、成因分析、维修加固技术进行分析研究, 本文在此介绍部分研究成果, 希望起到抛砖引玉的作用。

1 实心板梁桥的病害及加固分析

1.1 实心板梁桥的病害特点

调查和检测发现辽宁省公路中小跨径实心钢筋混凝土板梁桥上部桥跨结构的主要病害有:

1) 板底出现纵向裂缝。实心板梁桥板底面出现纵向裂缝带有一定的普遍性。辽宁省干线公路大量采用跨径为6 m和8 m的整体浇筑钢筋混凝土实心板, 调查发现早期修建的实心板有纵向裂缝, 2003年刚竣工的实心板桥也有纵向裂缝。纵向裂缝的数量一般为2条~3条, 第1条纵缝一般距板边缘2.5 m~3.1 m左右, 第2条纵缝一般位于横桥向中央, 纵向裂缝长度为L/4~3L/4 (L为桥梁跨径) , 裂缝宽度为0.5 mm~1.5 mm。

2) 混凝土保护层厚度过小。由于现场施工质量控制不严, 混凝土保护层厚度普遍偏小, 个别位置钢筋外露。

3) 混凝土密实性差, 发现多处板底有渗水痕迹, 混凝土碳化严重。多处实测碳化深度已超过或接近混凝土保护层厚度, 部分桥梁已发现钢筋锈蚀痕迹。

1.2 实心板梁桥维修加固分析

从理论上分析, 实心板梁桥板底出现的纵向裂缝, 削弱了板的整体工作性能, 使板的纵向弯矩增加, 纵向弯矩增加的幅度与纵向裂缝的数量有关。空间有限元分析表明, 对于最常出现1条~2条纵向裂缝的情况, 纵向弯矩增加的幅度为10%左右。但是, 在实际工程中很少发现小跨径实心板梁桥因纵向抗弯承载力不足而出现横向弯曲裂缝的情况, 即使是出现2条~3条严重纵向裂缝的情况, 也没有发现横向弯曲裂缝, 这说明小跨径实心板梁桥具有较大的纵向抗弯承载潜力。分析认为这主要是桥面铺装层混凝土参与板梁共同工作的结果。众所周知, 以往的大多数设计均不考虑桥面铺装层混凝土参与板梁共同工作。但是在实际工程中桥面铺装层混凝土参与板梁共同工作是客观存在的事实。考虑桥面铺装层混凝土参与板梁共同工作, 梁的有效高度增加, 使纵向抗弯承载力提高。小跨径实心板梁桥板厚较小, 考虑桥面铺装层混凝土参与板梁共同工作后, 梁的有效高度增加的相对值较大, 纵向抗弯承载力提高的幅度大。综合考虑纵向裂缝使纵向弯矩增加和考虑桥面铺装层混凝土参与板梁共同工作使纵向抗弯承载力提高的双重影响, 分析认为在加固设计时可不考虑板底纵向裂缝对桥梁纵向抗弯承载力的影响。板底出现的纵向裂缝对结构的主要危害是会加速混凝土碳化和有害介质的侵入, 促进钢筋的腐蚀, 影响结构耐久性。辽宁省公路现有中小跨径钢筋混凝土板梁桥上部桥跨结构的加固性质属于耐久性加固。加固设计的基本思路是:修补裂缝, 防止裂缝进一步扩展;增加混凝土保护层厚度 (或其他表面保护材料) , 提高结构抗混凝土碳化和有害介质侵蚀的能力, 增强结构的耐久性。

2 空心板梁桥的病害及维修加固技术

2.1 空心板病害特点

1) 空心板裂缝。空心板底板有纵向及横向裂缝, 裂缝宽度一般在0.1 mm~0.25 mm, 部分空心板腹板出现斜向裂缝, 较大地削弱了空心板的斜截面抗剪承载力。

2) 空心板单板受力。空心板铰缝砂浆脱落, 沿桥面出现对应铰缝的纵向裂缝, 导致空心板单板受力过大。

3) 空心板局部破损露筋。部分空心板翼缘或腹板出现混凝土酥松脱落, 钢筋外露现象;边板容易出现该类病害, 其原因主要是由于边板受到雨水的长时间侵蚀, 造成钢筋锈蚀胀裂, 混凝土脱落。

2.2 空心板梁桥维修加固技术

1) 板底纵向及横向裂缝, 如果属于钢筋锈胀裂缝, 可进行局部加固, 若是受力裂缝应在封闭裂缝的同时加强板的纵横向刚度, 提高受拉区承载能力, 如粘贴FRP或钢板。腹板出现斜向裂缝, 可采用加大腹板厚度以提高斜截面抗剪承载力。

2) 空心板出现单板受力过大现象, 采用将原空心板之间的铰缝由铰接改为刚性连接, 以加强空心板之间力的横向分配能力。

3) 空心板受压区混凝土截面不足:主要由于原施工过程内模上浮所造成的截面不足。一般采取凿去顶板混凝土, 增加原顶板混凝土截面高度, 将顶层现浇混凝土与相邻板联结成整体, 改善板铰缝工作, 同时增加压区混凝土的承载能力。

4) 加强桥面防水及边板耐久性混凝土的防腐处理。桥面水渗入空心板内, 经冻胀极易形成混凝土破坏, 应在桥梁养护时放出空心板内积水, 在有条件时对泄水构造进行改造。对于桥面经常性渗水造成边板混凝土腐蚀、剥皮、露筋现象, 可对边板进行喷涂耐久性防腐涂料。

3 T形梁桥病害分析及加固技术

3.1 T形梁桥病害特点

1) T形梁之间铰缝渗水:其特征在T形梁翼缘联结部位混凝土渗水, 对于无中横隔梁的梁桥, 在铰缝两侧对称出现两条纵缝, 沿纵缝渗水, 呈现白色浆痕。

2) T形梁出现裂缝:在跨中附近沿腹板出现大量竖向裂缝, 在支点附近出现斜向裂缝, 部分裂缝超限。

3) 横隔板破损、露筋等:T形梁横隔梁横向联结部分采用焊接钢板联结, 由于施工时预制T梁与安装上的偏差, 钢板的几何位置并不在同一平面内, 部分偏差较大, 这样在荷载的作用下, 容易导致横隔板出现破损等病害。

3.2 T形梁桥加固技术

1) T形梁承载能力加固, 可根据实际受力采用粘贴纤维布、钢板等加固;也可考虑采用简支结构变为连续结构等加固方法。

2) 横隔梁维修加固, 将原横隔梁焊接钢板拆除, 改为湿接缝联结;横隔梁凿去的混凝土宽度应与翼缘凿去的混凝土宽度相同, 顺桥向的偏差在湿接缝范围内进行调整, 如原来未设置横隔梁的, 应在跨中和四分点分别增加横隔梁, 以提高结构的横向刚度, 改善结构的整体工作性能。

3) 铰缝维修加固时, 应将T梁间的联结由铰接改为刚性连接, 中间处一定范围内的翼缘混凝土凿除, 凿去宽度宜控制在弯矩零点以外, 并适当增加富余量;重新浇筑混凝土, 刚接混凝土用钢筋与翼缘上下主筋焊接, 并附加适当环状箍筋, 提高刚接缝的抗剪能力。

4 石拱桥病害及加固技术

4.1 石拱桥常见病害

主拱圈纵向开裂, 伴之侧墙与人行道外倾, 最终拱圈横向失稳。主拱圈拱顶附近横向开裂;当横缝仅为一条时, 主拱圈尚处在三铰拱状态;当贯通横缝超过一条时, 拱圈将处在不稳定状态, 应引起注意。拱圈砌石局部塌落, 局部拱圈砌块松动, 拱圈截面削弱。拱圈严重渗水, 砌缝中水结成冰柱。

4.2 石拱桥加固技术

1) 石拱桥施工过程中由于拱圈砌石不错缝, 砂浆不饱满, 砌体强度较低, 很容易导致主拱圈拱腹出现纵、横向裂缝;加固方法采用在主拱圈拱腹由下至上钻孔植入锚杆并加挂钢筋网并喷射纤维混凝土。

2) 桥面排水不畅, 拱圈内泄水孔失效, 桥面出现凹陷等病害, 应采用更换拱上填料进行处理。

3) 侧墙外倾或侧墙与拱圈脱离形成侧面纵向贯通裂缝, 应采取拆除侧墙并重新进行砌筑。

4) 腹拱墩砌体劈裂时, 应采用拆除劈裂部分砌体或在腹拱墩进行外包混凝土加固。

5 双曲拱桥病害及加固技术

5.1 双曲拱桥常见病害

拱波跨中纵向贯通性裂缝, 常伴有渗水;拱肋底部混凝土空鼓剥落, 主筋外露;边拱肋侧面顺筋裂缝;腹拱L/4, L/2位置横向贯通竖向裂缝;腹拱拱顶碎裂;拱上横墙断裂;拱肋间横向拉杆丢失。

5.2 双曲拱桥病害特点

双曲拱桥防水构造一般容易失效, 同时双曲拱有多个单元组装, 因此连结部位容易渗水, 钢筋锈蚀严重, 常造成结构组合效应降低, 混凝土剥落, 钢筋锈蚀。

1) 双曲拱拱肋裂缝:拱顶一般为正弯矩受拉裂缝, 裂缝上窄下宽, 肋底竖向裂缝开展严重可达拱肋全高。拱脚为负弯矩受拉裂缝, 裂缝上宽下窄。装配式拱助, 钢接头处常常开焊造成拱圈下沉。

2) 拱波纵向裂缝:常伴有渗水网状龟裂。拱波与拱肋连结破坏, 拱肋与拱波连结错台, 在拱肋刚度较差时拱肋变形, 上述拱波拱的作用消失, 纵缝病害尤为明显。

3) 腹拱圈:腹拱圈在L/2, L/4~3L/4之间常见横向贯通裂缝, 形成多铰腹拱的不稳定状态。腹拱变形, 与主拱圈、立墙的变形有关。当立墙刚度较差时, 形成腹拱墩位移, 腹拱出现横向贯通裂缝。

4) 桥面:拱上填料不密实, 特别在拱上填料渗水, 冬天冻胀及拱圈受温度影响变形时, 在双曲拱上桥面常出现铺装下沉与凸起, 立墙侧向位移等破坏。

5.3 双曲拱桥病害维修加固技术

1) 主拱肋:当拱顶强度不足时, 宜增加护拱的厚度, 或改轻拱顶填料, 当拱脚强度不足时, 宜增加拱上填料;以及考虑拱上建筑与主拱的联合受力特点等等。当这些有利潜力都考虑后, 尚感不足时考虑加大拱肋混凝土截面或粘贴FRP布。

2) 腹拱圈:出现三铰拱时其受力尚属正常, 当存在多条横向竖直裂缝时应判别腹拱拱圈承载能力是否有问题, 一般情况常伴有腹拱墩倾斜位移或劈裂。一般宜在腹拱墩之间设预应力拉杆, 或加固立墙、对破损严重的腹拱应予更换。

3) 拱波:一般是常见拱波顶纵向开裂。当拱波与拱肋基本连接成整体时, 拱波由于纵横向还是拱的受力状态, 拱波虽然纵向开裂但基本尚能维持, 但拱波渗水, 混凝土局部网裂, 应及时进行加固, 如采用喷射混凝土。

4) 拱上填料:由于桥面渗水、拱上填料在冬季冻胀造成填料松散、为防止回填料压实困难, 拱上填料采用贫混凝土, 桥面采用刚性桥面加铺沥青面层。

5) 横系梁:横系梁改横隔板, 在拱顶与拱脚, 以及立墙部位增设横隔板, 并在拱脚部位加大横隔梁宽度。

6) 完善桥面排水, 加强沥青面层与桥面之间防水。

6 结语

本文对中小跨径实心板梁桥、空心板梁桥、T形梁桥、石拱桥、双曲拱桥等五种典型桥梁的病害情况及特点进行了详细的介绍, 并提出了相应的维修加固技术, 可为广大桥梁检测与加固工程技术人员提供丰富的参考资料, 希望起到抛砖引玉的作用。

桥梁检测与维修加固是一项非常复杂的工作, 对不同的工程有着不尽相同的处理方法;应针对具体桥梁病害, 进行具体分析, 因地适宜处理, 才能达到应有的效果。

参考文献

[1]翁昌年, 张冠华.桥梁加固新技术、新工艺研究[Z].沈阳:辽宁大通公路工程有限公司, 2004.

[2]谌润水, 胡钊芳, 帅长斌.公路旧桥加固技术与实例[M].北京:人民交通出版社, 2002.

[3]刘国金.T梁桥病害及维修加固技术[J].山西建筑, 2008, 34 (26) :306-307.

[4]刘国金.双曲拱桥主要病害类型及维修加固技术[J].北方交通, 2009 (sup) :27-28.

[5]蒙云.桥梁加固与改造[M].重庆:重庆大学出版社, 1999.