公路桥梁常见病害及加固措施浅析
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摘 要：公路桥梁在运营使用过程中，难免会出现各种不同的病害。本文就公路桥梁出现的病害进行了概要描述，并就相关的加固措施进行了分析阐述。
关键词：公路桥梁；常见病害；加固；主梁；钢筋
公路桥梁在使用过程中，出现各种病害是不可避免的，这些病害不仅影响桥梁的美观，也影响桥梁的使用。如何采取有效措施对公路桥梁进行有效的维修与加固，以提升桥梁结构的承载能力和使用年限，进而达到节约建设资金的目的值得深入探讨。
一、公路桥梁主要病害
定性地衡量改建前后桥梁病害―即刚度及承载能力提高程度，目前常用“刚度提高度”和“承载能力提高度”两个指标，以及计算方法。两者反映的是全桥状况，前者指全桥刚度提高了的倍数，后者指全桥承载能力提高了的倍数。
（一）主拱圈裂缝
① 主拱圈中波纵向裂缝，检查时常发现各孔中波波顶总存在纵向裂缝；
② 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；
③ 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大概10m范围内；
④ 横系梁裂缝。
（二）主梁裂缝及主梁变形
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。此类裂缝是由于大量重车通过使梁的受拉区开裂，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。
（三）墩台身裂缝
桥墩上存在竖向裂缝，反映了施工时混凝土浇筑及水泥、骨料质量存在一定问题，但裂缝多为早期出现的许多裂缝，因年代较久，沿缝出现了白色晶体析出物。
（四）桥面伸缩缝损坏
造成桥面伸缩缝破坏主要是因为：一者，桥面清理不到位，导致伸缩缝凹槽填入大量硬物，受到大量荷载时，引起伸缩缝破坏；再者，当雨水渗透到伸缩缝中时，在重车反复作用时，积水受到强大的压力产生高压水，容易导致附近沥青混凝土松散、开裂；还有，当伸缩装置混凝土施工先于两端沥青混凝土路面层时，混凝土强度尚低时放张过早，引起伸缩缝处严重跳车导致伸缩缝损坏。这些都会导致整个桥梁主体结构受到损坏，降低了梁板和盖梁的安全性和耐久性，严重者甚至会引起交通事故。
（五）腹拱、立墙病害
腹拱及立墙多为浆砌片石材料，由于防水层质量差，许多腹孔及立墙上常出现渗水痕迹，以致发现不少因长年流水侵溶悬挂着的“石笋”。腹拱圈及立墙上也多发生裂缝。
（六）钢筋锈蚀
这主要是混凝土的密实性不够以及钢筋保护层厚度不足或遭到破坏，而当钢筋发生锈蚀时，锈蚀部分的体积可膨胀至原来体积的10倍以上，从而对周围混凝上形成挤压，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。
（七）桥台后座及桥面变形严重
桥台后座挡墙与桥台连接处沉降缝均增大，且从外部可见内部填料中的空洞。在横向、后座两挡墙均偏出桥台外缘。桥面纵向变形多呈波浪形，但高差尚不是很大。而桥面破碎现象甚为严重，在墩顶附近伸缩缝处裂缝尤其发达，以致破碎露筋。
（八）牛腿裂缝
牛腿裂缝大都发生在悬臂孔的主梁牛腿上，为支座附近竖直裂缝。多为支座钢板外移，钢筋外露，支撑其上挂梁，锈蚀严重。挂梁上牛腿裂缝较少，大多是(嵌固端)转角处斜裂缝或竖向裂缝。
二、加固措施方案
（一）原桥主梁加固增强方案
利用墩顶上两孔梁端空间设置现浇横向悬臂挑梁，其上安装预制的微弯板。
① 在挑梁悬臂部分架设预制的人行道梁。两边桥孔人行道梁比主梁长，一端支承在边墩挑梁上一端支承在路堤上特设的支墩上，以避免加宽桥台。
② 在人行道梁内侧的凸缘与旧桥面板间，用混凝土浇筑桥面加宽部分，桥面铺装层混凝土同时浇筑形成行车道，在桥面铺装层及桥面加宽部分，均设置了钢筋网，使整体性能加强。
③ 桥面伸缩缝设置在挑梁顶中心，将行车道铺装延伸搭架在挑梁上形成。挑梁上桥面铺装层下垫设二层油毡，使其能随温度收缩。伸缩缝中充填聚氨脂材料。
（二）清理桥面
原桥面多缺乏稳定而坚实的基层，整体性差，有必要将原桥面彻底清除，并挖除部分砂砾垫层(如是非砂砾填料，必须挖除，换上沙砾,填料，夯实)，再加铺水泥稳定砂砾基层，其上浇筑钢筋砼桥面。
（三）拓宽加固
① 就地改建方案。为了不中断交通，就地改建就必须搭便桥，但搭便桥费用较高，且改建需拆除原有上、下部结构物，又需一笔可观费用。但改建后，各桥孔跨径标准全部结构都给人美观、耐用、可靠、全然一新的感觉。
② 可不需搭便桥，只需适当控制交通，边通车边拓宽加固。由于可以利用原有墩台，拓宽加固主要在上部构造上进行，因而可节约更多投资，只要拓宽加固方案得当，亦可满足设计荷载要求。
（四）桥台后座加固
采用千斤顶半幅顶升法对老化、脱空和或损坏的支座进行调整和更换。同时将除去桥台后座上路面，改成30#钢筋砼单向简支预制板支承于两侧墙上，再用Φ25mm的锚固钢筋使之与侧墙相接，并铺上一层砼桥面。在后座填料与钢筋砼板之间留下空隙，从而减少荷载作用引起的对侧墙的土压力，并增加基底摩阻力和侧墙抗剪能力。
（五）主拱圈加固
由于主拱圈受力大，原横系梁尺寸偏小，横向联系差，受到荷载；中击时裂缝多，属于薄弱构件，我们可以加大原横系梁截面的尺寸，把拱顶部分横系梁改为横隔板，加大梁的受力面积，使全拱宽共同受力，从而提高其承载力。同时可以在拱肋及拱波部分外面设置一层钢筋网，并喷射砼来加固拱圈截面，提高各孔的整体刚度，发挥更大的受力作用。
（六）悬臂孔主梁及挂梁牛腿的加固
由于牛腿是悬臂梁桥的―个关键部位，它是否牢固可靠是对桥梁能否维持安全通行起决定作用的因素之一。牛腿又是悬臂梁的薄弱环节，牛腿处梁高突变减小，截面凹折转角多，而要传递的集中力数值非常大，且频繁承受车辆冲击力作用，所以是受力非常复杂的部位。现有各种验算方法带有相当的近似性，还不能完全反映受力情况。
对牛腿加固可采取两种方案：
① 凿除原牛腿的低标号砼，改为浇筑钢纤维砼。浇筑钢纤维砼时，在新老砼结合面上涂以环氧砂浆以增进两者粘结。
② 将挂梁从两个支点搁在主梁上改为以多支点搁在端横梁上。此种方案，可使原牛腿上受力减少，但牛腿的砼则因破碎开裂，仍需凿除后重浇新砼。
（七）增大截面和配筋加固
当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时，通常采用增大构件截面：增大配筋、提高配筋率的加固方法，这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸、增配主筋、提高梁的有效高度和抗弯强度，从而提高桥梁的承载力。该法广泛应用于桥梁及拱桥和拱桥拱肋的加固。
（八）粘贴钢板加固法
当交通量增加，主梁出现承载力不足或出现严重腐蚀的情况时，梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。采用粘结剂及锚栓，将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉边缘或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，达到提高桥梁承载力的目的。
（九）伸缩缝的维修
当软性填料老化脱落时，清除伸缩缝中的泥土，重新注入新的填缝物；当钢板与角钢焊接破裂时，应消除污垢后重新焊牢；当梳龄断裂或出现裂缝后，也要采取焊接方法进行修补。伸缩缝的维修，更换应在保证质量的基础上，尽量缩短工期，减少对交通的影响。
公路桥梁采用加固拓宽方法改造，不仅结构更合理，给人以轻巧、优美之感，施工亦安全简便，质量也有保证，社会效益好；在满足公路桥梁设计要求的同时，比起新修桥梁来要节约经费；同时节约了大量的钢筋、水泥、木材等建筑材料，是一项社会，经济效益都很高的技术。
参考文献：
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[2]刘国金.《高速公路桥梁常见病害分析及维修养护建议》[J].山西建筑.2009（9）.
[3]吕海．《公路桥梁维修加固的方法探讨》[J].华东公路2010（4）.
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