浅谈公路桥梁的加固措施
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摘要:随着我国交通运输业和经济的快速发展，交通运输量正在持续大幅度增长，也大大增加了公路桥梁的负荷程度，本文就公路桥梁在使用过程中的常见病害，简单阐述了公路桥梁加固的紧要性，以及在桥梁加固中可以运用的方法。
关键词:公路桥梁病害 加固 措施
桥梁作为我国交通运输的重要组成部分，桥梁坚固程度直接关系着交通的流速和荷载。近几年来我国的交通运输量不断提高，行车密度和车辆载重也随之增大，各种高架桥和跨河桥梁在交通运输工程中的重要性也越来越明显。但是同时我们也发现桥梁损混凝土剥落、开裂、衰变以及钢筋的锈蚀等桥梁损害问题也随之而来。这需要大量的资金和先进的技术来改建或者维护，已成为我国公路桥梁建设急需解决的问题。因此，当前我们面临的主要任务就是解决桥梁加固中存在的问题，采用合理有效的方法维修加固旧桥，提高桥梁的承载能力，保障交通运输的安全性。
一、公路桥梁常见的主要病害
（1）主拱圈裂缝病害
首先在检查时，我们会发现主拱圈各孔的中波、波顶均存在纵向裂缝；其次是各孔拱波与拱肋的连接处大部分产生裂缝，而且各孔拱肋还有横向裂缝,大部分还是U形裂缝，而且这些裂缝大多数是发生在拱顶前后10米左右范围内；最后我们会经常看到横系梁裂缝。
（2）钢筋锈蚀病害
在钢筋发生锈蚀时，锈蚀部分的体积最大可膨胀至原来体积的十倍以上，从而对锈蚀部分周围的混凝土形成挤压，很容易造成混凝土剥蚀、开裂、进一步减小截面有效尺寸，最终导致桥体结构承载能力下降,剥蚀锈蚀，导致整体结构的承载能力下降。发生锈蚀的直接后果，是使钢筋断面面积减小，严重削减了钢筋作为抗弯主体的抗弯能力。同时锈蚀物外流，不仅降低了混凝土对钢筋的握裹力，也会在桥体表面形成锈迹，影响整体结构美观。
（3）墩台基础病害
桥梁经过常年使用，桥梁墩台基础除了承受桥体自身上部构造的重量外，还必须承受土压力、流水压力、风力、浮力和冰压力等各种外力及自然界中其他各种因素的综合作用。另外，近年来过桥车辆日益重型化，而且超重超载现象仍时有发生，墩台基础会经常承受过重荷载的冲击。因此，桥梁墩台很容易出现不同程度的损毁。
（4）主梁裂缝及变形病害
主梁裂缝大多发生在锚跨中部(正弯矩区)梁下缘，或悬臂梁根部(负弯矩区)上缘。位于上缘的裂缝大都贯穿整个车行道翼板，这种现象比较常见，主要原因是大量重车的通过使梁的受拉区整体开裂。并且，由于负变矩区裂缝多发在桥体上方，雨水极易从裂缝渗入，引起桥梁钢筋锈蚀，降低砼强度。
二、加固公路桥梁的意义
（1）公路桥梁通常属于国家大型工程，耗用资金较大，使用年限很长。在使用期间内,任何桥梁都会由于各种原因逐渐显露问题。特别是早期人们对桥梁铺装的功能性认识不足、病害防患意识欠缺, 修建桥梁时,往往存在选择钢筋直径过细，配筋偏小，承载与铺装构件的界面连接不牢靠等安全隐患。特别是桥梁通常建在不同的户外环境中，要经受自然环境(如大气腐蚀、温度、湿度变化等)和使用环境的双重影响，难以避免产生损坏现象。因此，人们必须关注桥梁的养护、加固、维修、改造等问题。
（2）从经济角度出发, 着重加固已有桥梁，可以避免拆除旧桥和重建新桥的双重工程费用，大量节省投资,有利于促进社会资源的合理配置，取得良好的社会经济效益。而且适当采用桥梁加固技术和桥面拓宽措施，可以实现在对现有交通运输影响很短甚至可以在不中断交通的情况下完成桥梁加固工程。我国早期设计施工的桥梁，从投入使用至今，由于长期大流量、重荷载的运营环境，绝大部分已经出现了不同程度的病害。加强旧桥的维护、加固，在节省开支的同时也恢复和提高了旧桥的通行能力及承载能力,有效延长桥梁的使用年限,满足现代化交通运输的需求。
（3）加强桥梁的改造和加固,可以增强公路桥梁的通行能力和服务水准,但最重要的时，可以在更大程度上消除交通安全隐患。
（4）从发展中综合分析, 加固已有公路桥梁有利于促进桥梁建设行业的可持续发展，可以满足现代人的需求而不损害后代人利益，使资源、环境、经济和社会协调发展。
三、加固公路桥梁的方法
（1）增大截面加固法
增大截面加固法又称为外包混凝土加固法，是通过桥面铺装参与受力，用增大混凝土结构物的截面面积和增加配筋进行加固，以期加强桥梁的稳定性和整体性的一种方法。增大截面加固法通常采用两种方式:一种是加厚桥面板；另一种是加大主梁梁肋的宽度和高度。这种方法工艺简单、适应性强，已具有成熟的设计和施工经验，在实践中适用于较小跨度的T型梁桥或板桥的加固工程。采用此法加固后，桥梁的刚度明显提高，在提高承载能力方面也能取得较好的效果。但不足之处是现场施工的湿作业时间长，加固后建筑物的净空有一定减小。
（2）桥面铺装加固法
1、桥面补强层加固法。
在旧有桥面上，加铺一层混凝土或者钢筋混凝土补强层,该方法既能修补桥面板已出现的裂缝、剥离等损坏,又能提高原有梁板的有效高度,增强梁板的抗弯能力,并且改善铰结梁板的荷载横向分布,进而提高桥梁的承载能力。
2、重新浇筑混凝土面板。
若桥面板的破裂和其他损坏非常严重,混凝土质量或施工水平特别不良,并且没有适用的修补方法，就必须重新浇筑新的混凝土桥面板。施工时,首先拆除原有的全部行车道铺装,再彻底清扫干净行车道表面,如有必要可铺入适量短钢筋,另外配置上1～2层钢筋网, 整体化浇筑混凝土。
3、局部修复凿补法。
凿毛水泥混凝土铺装层的表面,具体深度以使骨料露出为准;随后用清水冲洗干净断面并使其充分润湿,均匀涂刷同标号的水泥砂浆(或者其他粘结材料),在桥梁承载能力容许的范围内,最后铺筑一层1～5厘米厚的水泥混凝土铺装层即可。
4、其他方法。
如聚合物混凝土罩面法，加铺沥青混凝土罚,采用环氧树脂材料或混凝土粘结剂修补法,钢纤维混土修补法等。
（3）粘贴碳纤维增强塑料加固法
可将专门的树脂将碳纤维粘贴在混凝土结构受拉表层,使碳纤维与原结构形成新的受力体,碳纤维与原有钢筋共同承受荷载,可有效降低筋应力,从而使桥梁结构实现了加固和补强效果。此方法几乎不增加桥体结构自重和自身截面尺寸,而且不改变净空高度,施工简单方便,对原结构几乎不造成新的负担,具有很好的的抗疲劳性能、耐久性和耐腐蚀性。而且可以根据受力分析情况进行多层粘贴对桥体进行补强,操作的方向性也可根据实际情况灵活处理。但该方法的缺点也很明显，粘合的主要材料环氧树脂在环境温度高于60℃时会出现软化现象,但是桥梁通常在空旷室外，极易受到阳光直射,在夏季桥面温度很可能高于60℃,这种环境下不利于使用树脂胶作粘和剂。
（4）桥下结构加固法
桥台由于受行车荷载和土压力作用,经常会出现桥台几率更大。而石拱桥跨径较小，水流不大，可以在桥跨内增加钢筋混凝土框架进行加固处理。
（5）灌缝胶灌注法
此方法适用于梁体变形或裂缝严重，桥体整体承载能力下降的情况。若发现梁体存在严重变形和较大裂缝，应尽快加强桥梁观测检测及试验检测，分析具体原因，制定相应的加固处理方法。对承载能力较差、刚度不足的梁体，应首选用灌缝胶处理裂缝，也可采用新浇注混凝土增大梁体截面的加固法、粘贴或种植钢筋加固法、粘贴钢板(粘贴碳纤维加固法、筋加固法、体外预应力加固法)等方法进行桥体结构补强，以提高梁体的抗弯承载力。
四、小结
出于经济、效率特别是安全原因，路桥维修、加固以及养护必将成为一个永久性的课题。路桥加固工程非常的综合繁杂，需要大量人才、技术和设备，这一项目应引起各级公路桥梁主管部门领导的充分重视，主动积极引进国外先进技术和经验，并注重开发路桥加固、改造自有技术，研发新材料和设备，合理定期制定桥梁加固、改造方案，多方实地考察，及时发现需要加固修正的桥梁。力争让有限的资金发挥更大的效益，以使我国的桥梁建设逐渐步入“建养并重”、“可持续发展” 的良性循环。
参考文献：
[1]徐继光,赵莉 高速公路桥梁施工技术 [J]中国高新技术企业2009年第24期.
[2]刘云海.增强公路桥梁的稳固性探讨 [J]科技资讯.2008.12
[3]夏忠民.高速公路桥梁病害分析及加固处理[J]民营科技.2009年第2期
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