道路桥隧结构病害与加固施工的研究

道路桥隧结构病害与加固施工的研究

张辉

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摘要：针对我国目前桥梁改造的加固加固市场的混乱局面，加强桥梁养护、管理及设计人员与施工技术队伍建设是整顿桥梁加固市场的重要内容之一。特别是在全国基层的桥梁养护、管理及设计与施工人员中，普通桥梁诊断与加固设计知识也是十分重要的。文章叙述了桥梁病害的成因、桥梁加固的流程以及几种加固增强技术，即裂缝修补技术和加固增强技术。

关键词：道路桥梁；结构病害；裂缝修补；加固增强

引言：道路与桥梁工程是国家经济发展的基础，随着我国经济的快速发展，道路桥梁工程日益增多，人们也对工程质量也越加关注。对道路桥梁结构病害进行分析，能够及时发现道路工程中存在的安全隐患以及质量问题，从而进行针对性加固。道路桥隧工程对我国经济文化建设具有非常重要的意义，在设计阶段、施工阶段以及养护阶段，受多种因素影响会产生很多结构病害，需要设计和施工单位将工程质量放在首位，全面分析发生结构病害的原因，实施科学有效的加固施工措施，保证道路桥隧的安全使用。

一 常见的道路桥梁结构病害及其原因

1.1地基不均匀沉降引发的病害

地基的不均匀沉降引起道路桥梁各结构面的受力不均匀，导致出现裂缝甚至坍塌和损毁，是引发道路桥梁结构病害的主要因素之一。地基不均匀沉降的原因主要有：①.施工前勘探和图纸设计不科学。路桥工程施工前需要先进行地质勘探，然后根据勘探报告进行工程图纸设计，这两项工作是项目施工的基础，如果出现错误，没有根据地质特点做出相应改建，很可能在路桥工程投入使用后出现地基不均匀沉降的现象。②.施工过程不规范。如果各环节没有严格按照工艺流程施工，或者偷工减料，会导致工程质量达不到设计要求，无法保证地基稳固。③.周围环境的影响。整个路桥工程规模较大，另外附近可能存在其他工程，不同工程在同一地区施工，地基变化相互影响，当有工程的打桩深挖环节出现问题时，可能会影响到其他工程，使地基发生不均匀沉降。

1.2裂缝

裂缝是道路桥梁常见的一种病害，原因主要有：①.材料因素。混凝土是最常用的道路桥梁建筑材料，但存在抗拉强度差、脆性大、抗冲击能力低以及抗形变能力差等缺陷。②.工艺因素。混凝土混合物的配料比例不当，材料混合不均匀，或者施工人员对初凝期锯缝时间计算错误，都会导致混凝土裂缝。③.车辆行驶问题。车辆行驶过程中有急刹车和很多大吨位汽车超载的情况，会使路桥面铺装层受到挤压和磨损，引起裂缝。④.后期养护不到位。道路桥梁受环境的侵蚀较严重，热胀冷缩和雨水侵蚀会引起路面的裂缝和破损扩大。

1.3梁端头局部破损

梁端头局部破损主要是指梁端头伸缩缝的变形和损坏，引起桥头搭板和伸缩缝间出现连接不紧密的情况，导致两者阶梯状连接，造成桥头的连接处承载力降低，受车辆行驶的压力导致路桥扭曲、塌陷。原因主要有：①.设计不合理。设计单位对梁端伸缩缝的设计计算错误，梁端在车辆外力作用下非常容易受到破坏，引起伸缩装置失灵。②.技术因素。梁端伸缩缝是施工过程中的重点环节，施工人员技术水平不够或者施工失误都会导致出现问题。③.后期养护不到位。梁端伸缩装置需要重点养护，否则容易损坏，引起伸缩缝跳车的问题，加重了车辆对桥梁的冲击，引起其他的结构病害。

1.4剥蚀

剥蚀主要是指道路桥梁路面出现起皮、坑槽甚至整体性剥落，剥蚀不仅降低了路桥结构的美观性，而且会暴露出内部钢筋等结构，使结构破坏加速。主要原因有：①.人为因素。路面在车辆重力和震动等共同作用下被破坏，导致路面呈现波浪状，容易起皮和剥落。②.环境因素。温度过低导致路面材料黏性不足，容易被磨损碾碎，材料失去连接而出现松散，进一步散失后出现坑槽或剥落。

1.5混凝土钙化

混凝土出现钙化的原因主要是环境因素。混凝土内部存在很多毛细管和气泡。①.毛细管内的水分迁移引起混凝土收缩，产生裂缝。②.空气中的二氧化碳通过毛细管，与混凝土中的氢氧化钙接触后形成碳酸钙，引起混凝土钙化。③.混凝土钙化后pH值会持续降低，对内部的钢筋造成腐蚀，引发重大安全事故。

二 桥梁加固的一般流程

传统之提高钢筋混凝土桥梁承载能力之方法包括桥面铺装补强层加固法、增大截面和配筋加固法、锚喷混凝土加固法、体外张拉预应力加固法、粘贴钢板（钢筋）加固法、改变结构受力体系加固法、增设纵梁加固法、增加横向联系加固法。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：

结构可靠性鉴定―加固方案确定―加固设计―施工组织设计―施工―验收。

结构可靠性鉴定，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。

三 道路桥隧病害的加固施工研究

3.1.地基不均匀沉降的加固施工

3.1.1路桥工程施工前，对相关区域的地质条件进行科学详细的勘探，根据具体的地质情况设计出合适的工程图纸，并且在特殊部位建造沉降缝。

3.1.2根据设计要求选择材料，原材料要符合质量标准，特别是钢筋、混凝土等材料。

3.2.裂缝和剥蚀的加固施工

3.2.1表面处理法，对细小裂缝进行填补后，在表面涂抹防水材料；

3.1.2.红外线技术和就地加热技术，使细小裂缝处的原材料加热融化，进而对裂缝进行修补；

3.1.3灌缝法，对于较大裂缝，先用切割机对裂缝边缘进行清理，再用压缩空气清理裂缝残留，然后用沥青将裂缝灌满和压实；

3.1.4黏结钢板封闭法，如果使用沥青灌缝不能达到要求，需要采用钢板对裂缝进行黏结加固，黏结方向与裂缝延伸方向垂直，并用膨胀螺丝对钢板进行加压。

3.3.梁端头局部破损的加固施工

3.3.1施工时提高对伸缩缝环节的重视程度，提高混凝土的密实度和强度，特别在对锚固钢筋进行焊接时，防止已浇固好的混凝土被烧伤。

3.3.2针对当地的温差等环境条件，选择合适的伸缩缝结构类型，加强伸缩缝的后期养护工作。

3.4.混凝土钙化和钢筋锈蚀的加固施工

3.4.1.混凝土配置过程中加入适量缓蚀剂，缓解空气对混凝土的腐蚀速度；

3.4.2.设计时根据当地条件，采用合适的混凝土加固纤维，目前常见的加固纤维有钢纤维、聚丙烯纤维和复合生态纤维等，减少空气和水分侵蚀的毛细管通道，分散混凝土内部应力；

3.4.3.在混凝土表层涂抹一层涂料，阻止混凝土与空气的接触，但涂料的成本较高。

给语

道路桥梁工程对我国经济文化建设具有非常重要的意义，在设计阶段、施工阶段以及养护阶段，受多种因素影响会产生很多结构病害，需要设计和施工单位将工程质量放在首位，全面分析发生结构病害的原因，实施科学有效的加固施工措施，保证道路桥梁的安全使用。道路建设是经济发展的必经之路，然而桥梁又是道路建设中必不可少的环节，道路、桥梁建设不仅仅关系到国民经济的快速发展，也关系到人们生活质量的提高，而现实生活中很多桥梁都存在各种各样、不同程度的病害，严重威胁着行人的生命财产安全，因此，加强对桥梁建设质量的控制，探讨其中存在的问题，具有十分重要的意义。

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