道路桥梁结构病害及加固措施研究

道路桥梁结构病害及加固措施研究

张津岗

石家庄素瑞交通设施有限公司

摘要：随着我国道路交通量的增加，因设计荷载标准低、承载力不足、桥梁构件破损严重、自然老化等问题，早期修建的很多桥梁已经不能满足当前交通量的负荷要求。一些桥梁技术状况相对较差、存在较为严重的安全隐患。为消除隐患，提升道路桥梁的使用性能，有必要对桥梁进行结构性能检测，掌握桥梁的工作状态。桥梁加固能够在不改变原有桥梁结构的基础上，有效缩短施工周期，并在最大程度上降低施工对交通的影响，具体要根据不同病害情况，通过技术、经济等综合分析比较，选择合适的加固方案，使桥梁性能满足要求。

关键词：道路桥梁；结构病害；桥梁加固

引言

改革开放以来，伴随着我国经济的、高质量发展，交通基础建设也在快速发展中，尤其是近30年，以桥梁工程为重要组成部分的交通基础设施建设发展得最快。而桥梁工程作为我国道路交通的重要组成部分，现已遍及大江南北，成为交通运输业的枢纽，在持续稳定地推动着我国经济发展的同时，也影响着当地与周边地域的经济发展。但是随着时代的发展，我国早期建设的桥梁，因为当时经济条件较差与施工技术还不成熟，大量既有桥梁的承载力等设计标准均已不满足如今的使用要求；同时在自然环境的侵蚀、车辆荷载的不断增大以及车流量增大等外部因素的影响下，导致了桥梁自身材料和结构的疲劳，使得桥梁寿命在不断缩短。。因此，对既有已损伤桥梁的加固就显得尤为重要，利用现有可行手段，尽量恢复、提升既有桥梁的承载能力，使其能够继续为社会服务，既对桥梁的安全运营有着重要的意义，又有巨大的社会利益和经济效益。

1道路桥梁结构加固的重要性

在新的社会发展环境下，人们对桥梁工程建设方面的发展提出了越来越高的要求，尤其是对于桥梁的质量方面，人们不仅希望能够通过良好的桥梁工程建设来促进交通和经济的发展，同时也希望桥梁本身能够具备较为良好的使用质量，这样一方面可以加强桥梁的使用安全性，另一方面也可以有效延长桥梁的使用寿命。而这些要求的提出就为桥梁的施工人员增加了工作难度，施工管理人员要想在确保桥梁工程建设质量的前提下完成一系列的施工任务，并满足各种施工要求，那么就必须要采用合理的技术来提高工程的整体质量。道路桥梁通常具有一定的使用寿命，因为桥梁无时无刻不在受到外界环境的影响，其质量会随着磨损而逐渐下降。为了能够提高道路桥梁的质量，延长其使用寿命，就需要对道路桥梁及时进行维修和加固处理，以这样的方法来让道路桥梁的使用质量得到保证，提高道路桥梁安全性的同时延长道路桥梁的使用寿命。

2道路桥梁结构病害原因分析

2.1墩台开裂

道路桥梁墩台设计为大型混凝土结构，为桥梁的主要支撑结构，受到上部荷载等因素的影响，墩台开裂现象较为常见，开裂方式也比较多，主要有以下四种：（1）竖向裂缝。墩台混凝土结构浇筑完成后如果没有进行有效养护，或者由于承受竖向荷载超过设计能力，会使桥梁墩台产生竖向裂缝[1]。（2）水平裂缝。如果墩台采用大型混凝土结构，进行多次浇筑过程中没有合理处理接缝部位，会使桥梁在使用过程中承受水平荷载[2]。桥墩与支座部位受到局部应力，支座具备的剪切变形能力不能与上部结构水平位移相适应，墩台会产生水平裂缝。（3）斜向裂缝。墩台承受局部剪切应力，易使墩台产生斜向开裂。（4）网状裂缝。混凝土结构在硬化过程中产生内部水化热，或者外部温度改变导致应力开裂，形成网状裂缝。

2.2钢筋锈蚀和混凝土碳化

钢筋锈蚀病害与混凝土碳化病害是道路桥梁工程建设过程中比较常见的一种病害。在道路桥梁施工中，钢筋扮演着至关重要的角色，它有助于优化桥梁结构的稳定性。由于道路桥梁的使用环境都是在户外，需要长期暴露在恶劣的环境中，部分钢筋会在恶劣环境的影响下，与环境中的水分子和氧气发生反应，逐渐腐蚀，如果不及时处理不仅会影响周围混凝土的质量，而且会降低整个道路桥梁结构的稳定性和强度，影响道路桥梁的承载力。而混凝土碳化病害主要是由于道路桥梁工程使用的混凝土结构本身具有一定的毛细管孔或者内部具有一定的气泡，如果混凝土内部渗透了氧气和水，就会为内部钢筋腐蚀提供一定的条件，加快钢筋腐蚀的速度，缩短道路桥梁的使用寿命。

3道路桥梁结构加固措施

3.1粘贴碳纤维纤维复合材料加固法

粘贴碳纤维纤维复合材料加固法（CarbonFi⁃berReinforcedPolymer，简称CFRP）是近些年才兴起的加固方法，碳纤维复合材料主要是由基体与纤维构成，是将高强度、高弹性模量的连续碳纤维单项排列成束，然后浸渍树脂，放入模型中固化，后连续拉挤成型。与钢材料不同的是，其本构呈完全弹性，不存在塑性区，也无屈服点，具有良好的抗拉性能，耐腐蚀性能好。当碳纤维材料参与工作时，会和被加固构件共同受力，从而限制裂缝的发展，增强构件刚度，优化梁体受力情况。同时，CFRP不仅能够加强桥梁部件的抗剪承载力，对构件的变形程度也能大大减小。

3.2安装混凝土井圈

在检查井内部设钢筋骨架混凝土井圈，利用混凝土井圈承担车辆荷载产生的拉应力，防止检查井井周发生底层拉应力破坏问题。不同类型的道路检查井采用不同类型混凝土井圈，具体如下：（1）主干路。对交通量大、车辆荷载大的主干路，适当提高钢筋技术指标要求，采用C30混凝土+双圈双层带有12片方形钢筋骨架的井圈。（2）快速路。对交通量偏大、车辆荷载偏大的快速路，采用C30混凝土+双圈双层带有8片方形钢筋骨架的井圈，确保井圈能够承受行车荷载要求[5]。（3）次干路。对交通量较大、车载荷载较大的次干路，采用C30混凝土+双圈双层带有8片方形钢筋骨架的井圈，在安装钢筋时，要求钢筋保护层不得小于4cm厚，确保井圈能够承受行车荷载要求。在浇筑混凝土之前，固定连接井体，均匀振捣混凝土，增强钢筋混凝土与检查井结构的稳定性。

3.3增补桩基加固法

如果地基承载力达不到要求时，为了进一步提升地基承载力，可在桩式基础中加装基桩并使承台面积增大。在桩基附近新增设钻孔桩或打入预制桩来拓展原承台面积，增补桩基加固法可以降低水下施工工作量，有利于减少加固处理的投资，但需要开凿桥面再架设好桩架。道路桥梁承受荷载是通过桩基传送至地基持力层，荷载可分为水平荷载、竖向荷载，竖向荷载是桩基底竖直反向力及侧土层来承受，水平荷载是桩可以承受的水平力。增补桩基加固方式主要有摩擦桩、柱桩两种。摩擦桩通过侧摩阻、桩底土层来用承受垂直方面的荷载，桩周摩阻力发挥着重要作用，桩侧极限摩阻与桩侧土层、成桩工艺、入土深度等有直接联系，桩入土深度大于特定深度后，侧摩阻不会随着深度变大而增长，临界深度约为25m；桩柱是底部与基岩相连接，可对竖向荷载进行传送，该桩基不存在较为显著的沉降现象，附近土层不具备较大的摩擦力。

结束语

在施工中选择合理且有效的施工工艺能够为道路小箱梁质量提供重要保障。本文以某道路建设项目为例，通过引入施工基础，实现了对小箱梁后张预制施工工艺的改进，既提高了小箱梁施工质量和施工安全性，又提升了施工效率，可为类似工程提供借鉴。

参考文献

[1]宋晓宝.基于桥梁结构病害与维修加固措施的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2020,(02):62.

[2]晏军军.道路桥梁的常见结构病害与加固技术应用分析[J].科技风,2020,(01):97+105.

[3]叶胜波.桥梁结构常见病害及加固方法[J].科技创新与应用,2019,(33):121-122.

[4]李加军.道路桥梁常见的结构病害及加固措施[J].低碳世界,2019,9(11):242-243.

[5]线实.浅谈桥梁的常见结构病害及加固技术[J].绿色环保建材,2019,(10):104+106.