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摘要：随着交通的发展和桥梁使用寿命的增加，公路桥梁病害越来越严重。桥梁加固改造任务非常繁重。一般来说，如果施工中可以严格施工，在施工过程中仔细检查和维护，及早发现问题并及时加固，可以延长桥梁的使用寿命。研究发现，在管道填料中常见的钢筋混凝土开裂、剥落、锈蚀等混凝土损伤十分严重。它需要大量的资金和技术来维护或重建。这已成为亟待解决的问题。因此，如何采取有效措施，加固道路和桥梁，避免缺陷，已成为公路桥梁工程技术人员面临的问题。本文结合公路桥梁的施工和加固经验，介绍了几种常用的公路桥梁加固措施。
关键词：公路桥梁；病害原因；加固技术；加固措施
前言：我国桥梁的历史源远流长。随着时间的推移，出现了许多桥梁，还有许多桥梁需要维修加固。随着中国经济的快速发展，尤其是公路建设的发展，修建了大量的桥梁，大量超载车辆的碾压对桥梁损伤比较严重，这增加了桥梁的危险系数，这就需要我们在确保安全的前提下，解决这一问题，加强和维护桥梁至关重要。桥是公路的重要组成部分。桥梁的质量直接影响行车安全和道路畅通。随着我国经济的快速发展，各种重型车辆不断出现，公路桥梁的负荷更为严重，还有相当数量的扩展操作影响桥梁的状态，加之桥梁结构老化、损坏、严重开裂，桥梁结构的安全性、适用性和耐久性有很大的不同程度的降低，使桥梁安全运行造成严重危害。桥梁是公路的重要组成部分。随着交通量的增加，交通密度和车辆荷载越来越大。跨江大桥和高架桥在交通工程中的重要性日益突出。
1市政道路桥梁建设特征。
1.1施工周期短，工期紧
城市道路与桥梁工程通常由政府出资建设，建设干扰日常城市的生活，建设期是非常严格的，不允许项目提前推后。
1.2建设难以控制影响市民生活
城市道路桥梁工程在城市建设中一般都是拆除旧的街道和后巷，狭窄的空间，往往影响到道路环境的建设，给公众的生活和生产带来了不便，也增加了道路工程的进度控制、质量控制的难度。
1.3地下管线复杂。
市政道路工程的建设实施，经常遇到的供暖、供水、燃气、电力、电信管线问题，如果盲目施工挖断管线可能导致重大经济损失和严重的社会影响。同时，也对公路工程的发展产生了负面影响，增加了投资成本。
2、桥梁常见病害及成因
作为空间载体，保护人民的生命和财产安全的桥梁，伴随着在使用功能上的转变，其结构总是面临加固问题，原因不一定是相同的：一些桥梁在没有完成的时候，由于施工质量的缺陷需要加固，例如桥梁结构的合理设计不当；或因地质原因，如滑坡、软基等桥梁病害原因；虽然有些已经建成，但由于老龄化设计变更需要进行结构的加固，如车辆荷载的增加，桥梁病害引起的轴承的不足；一些自然灾害（如洪水，地震，等等）和钢筋问题必须采取措施。此外，桥梁结构应具有足够的强度来承受重力和附加力；结构尺寸也应有适当的大小，轴向压力下使其不扭曲，避免结构失稳；各部结构必须具备足够的刚度让它在荷载作用下不产生过大的挠度和变形。面对这一系列问题，路桥加固改造工程越来越多。因此，结构设计人员不仅要掌握桥梁结构设计的细节，而且要根据桥梁工程的新发展趋势，理解和应用桥梁的加固设计。
一般来说，桥梁在使用过程中，受到各种车辆的荷载压力，而在长期的自然环境中暴露于空气中，因此不可避免地受到不同程度的破坏。
桥梁的裂缝可分为以下几个主拱裂缝（纵向裂缝，主拱肋、波连接裂缝；肋骨骨折；横向梁列峰）；裂纹和主梁墩梁的变形：物理裂纹；后甲板桥台变形严重；变形破坏；桥梁伸缩缝和裂缝。
2.1市政桥梁裂缝
市政桥梁一般需要工程设计、施工、竣工验收、管理等方面的措施，如果市政桥梁设计出现问题，施工质量监督不到位，这些都有可能造成市政桥梁裂缝；有许多种类的桥梁裂缝，如悬臂梁根部的边缘裂缝和中央锚跨梁桥的下边缘裂缝，在横梁及拱处的裂缝，主拱圈横向裂缝、网状裂缝桥墩裂缝、双柱墩竖向裂缝、垂直裂缝、盖直对桥墩墩帽梁沿横向裂纹等。
2.2市政桥梁伸缩缝损伤
市政桥梁伸缩缝的损坏在实践中较为常见，其损坏原因一般如下：
（1）路桥形状不合适，导致伸缩缝损坏。
（2）市政桥梁设计存在漏洞，导致伸缩缝损坏。
（3）道路和桥梁在实际使用过程中的膨胀，导致伸缩缝的损坏。
（4）市政桥梁预制梁板预制时，由于尺寸与设计值的偏差，梁与板之间的距离小于设计值，进而导致伸缩缝的损坏。
（5）在桥梁伸缩缝安装时，板式橡胶伸缩缝存在一定的误差。在桥的运行过程中，橡胶板损坏，造成车辆跳动现象。
（6）在桥梁施工过程中，经常出现安装伸缩缝，铺设沥青混合料层后表面粗糙度很难控制，容易导致伸缩缝出现跳车现象。
2.3市政桥梁的钢筋锈蚀
桥梁钢筋锈蚀的原因是混凝土保护层厚度和混凝土密度不同，如果钢筋梁、板和柱出现锈蚀，钢筋的锈蚀量会膨胀，而挤压对周围混凝土的影响，会引起混凝土裂缝，使整个桥梁承载力降低。如果钢筋出现锈蚀，有效使用面积将减少。如果钢筋主要起抗弯作用，这将导致混凝土钢筋程度不够，钢筋与混凝土之间的滑移的可能会严重影响结构的受力。另外，暴露在结构上的钢筋锈蚀会影响桥梁的美观。
2.4桥梁基础不均匀沉降引起的病害
桥梁基础在一定的力作用下会引起不均匀沉降，使桥面整体不均匀，造成裂缝，破坏桥梁结构。如果严重，就会导致桥面板甚至整个桥的倒塌。作为桥梁病害中较大的病害，地基沉降不均匀主要有三大原因。
2.4.1勘探设计不合理。
地质勘查是工程建设前的重要准备工作之一。编制实际反应区地质条件的工程地质报告，为工程规划设计提供依据。如果在地质勘察和规划设计中存在问题，地基不稳定引起的不均匀沉降在以后的施工和桥梁施工中是不可避免的。
2.4.2施工工艺不规范
工程施工是工程建设的主要过程，在施工过程中我们必须控制每个环节，避免粗制滥造，以次充好、管理不善等现象，这些现象会导致偏离原来的设计，工程施工严重影响工程质量，不能保证基础。
2.4.3不良地质条件
桥梁的地质问题将在设计和施工中加以考虑。通常它不会造成太大的损害，但是一旦问题发生，它往往是致命的。如果同一地区同时修建多个工程，由于其他工程的不合理开挖，可能影响地基的稳定性，引起地基的不均匀沉降。
2.5市政桥梁的其他病害
市政桥梁可能出现除了上面提到的三种病害，也可能是轴承损坏，基础破坏，桥面损坏，防振块损伤减小，主拱轴断栏杆，桥梁变形、混凝土碳化深度超过钢筋保护层厚度等，这些问题直接影响桥梁的正常使用和安全使用，严重的还可能危及桥梁。
3、桥梁加固措施
为确保桥梁的稳定和安全，应及时发现病害，采取有效措施加固桥梁。由于不同部位病害的原因不同，加固的技术方法和加固方案也不同。本文以主梁、桥面、桥台背座、主拱圈、吊杆为例，探讨了桥梁的具体加固措施。
3.1原桥主梁加固
加强钢筋的方法有很多种。例如，采用锚喷或现浇混凝土的方法，在桥梁的张拉区增加钢筋，增加截面，加固钢板，外加预应力加固。结合经验，认为该方案应采用体外预应力加固，然后用喷射混凝土覆盖。该方案既解决了预应力钢的防腐问题，又避免了对大气温度的直接影响。同时，喷射混凝土后梁的抗剪强度也有所提高。
采用墩顶两孔梁，设置现浇横向悬臂梁，预制板安装在微悬臂梁悬臂部分。两边的人行道上安装大跨度梁，在墩梁的一端桥墩支承在路堤上，本系统为了避免在人行道上的拓宽，梁翼缘和旧桥面板铺装混凝土成型网不断扩大，桥面加宽部分设置钢筋网，以便加强桥梁伸缩缝安装，提高前梁中心的整体性能，在悬臂梁形成行车道路面延伸架。在悬臂梁的桥面下面铺一层双层油毡，以使其随着温度收缩。膨胀节用聚氨酯材料填充。
3.2加固甲板
原桥桥面缺乏稳固基础，整体性差。要彻底拆除原有桥面，挖出一些碎石垫层，并在桥面上面浇上钢筋混凝土。
3.3桥台后座钢筋
桥台后座的路面改为钢筋混凝土单向简支预制板，支持在墙的两侧。在桥面铺装混凝土，钢筋混凝土板后填补空白，因此提高抗剪承载力基底摩擦。
3.4主拱圈加固
原横梁体积小，横向连接不良。针对这种现象，将原有横梁的截面尺寸加大，将拱顶的横截面改为横隔板，以提高横向完整性，使拱宽增大。由于主拱圈具有较大的受力导致裂缝，拱波部分用钢筋网和喷射混凝土包裹，加强拱圈截面，以提高整体钢的承载能力和各孔的承载能力。工作载荷下主拱圈较大，而横向线截面积较小，导致缺乏有效的横向连接，当受到冲击会导致裂缝，应该加大尺寸的梁截面，可以用来取代以往的隔膜，从而增加跨梁有效承载面积，提高宽拱桥能承受的负荷，提高市政桥梁的承载能力；增加拱环大小的截面，从而提高桥梁的刚度，促进钢筋的作用。
3.5悬臂梁的加固
由于悬臂梁是关键部位，是决定该桥安全通行的决定性因素之一。悬臂梁是薄弱环节。降低梁高的突变，部分凹角的集中力的传递值是非常大的，它经常受到车辆的冲击力，所以它是一个非常复杂的力量。现有的检测方法很相似，不能完全反映受力情况。因此，低标混凝土可以用钢纤维混凝土代替。当钢纤维混凝土浇注时，新表面涂上环氧砂浆，以加强粘结。或者将悬臂梁从主梁上的两个枢轴点改为在端横梁上的多个枢轴点。这种方法可以减少原有受力，但混凝土破碎，还需要再浇凿新混凝土。
3.6碳纤维加固技术
也被称为碳纤维复合材料技术，碳纤维布缠绕或附着于混凝土表面，从而达到加固的目的；碳纤维是由胶结后树脂和碳纤维粘结拉成型的树脂；该胶具有一定的强度，用胶水粘合胶将制作成混凝土，然后结合树脂混凝土，从而提高混凝土自身的强度，碳纤维复合材料的形成能有效承受剪应力，提高混凝土碳纤维轴向抗压强度；还可以增加混凝土和钢筋的变形协调能力，产生两个联合作用，提高混凝土的抗剪强度，并对市政桥梁实现加固。
3.7外贴钢板加固
通过地脚螺栓与环氧树脂胶粘剂的使用，解决钢板连接的桥梁病害部位，形成钢板、粘合剂和混凝土的应力系统，提高钢筋混凝土的承载力；加固方法在工程中得到广泛的应用，在很短的时间完成，加固效果好，桥梁结构的横截面积小，这些优点使其广泛应用于桥梁加固。当市政桥梁裂缝、地基承载力不足时，结构变形过大，可以用环氧树脂板沿横向加入钢筋的混凝土，从而提高混凝土结构的承载能力；如果混凝土结构表面的粗糙度不够，会降低混凝土和钢板的有效粘结面积，从而影响桥梁结构的加固效果，所以应保证表面的平整度，不符合要求的，应采取适当的措施来处理使其平整。
3.8体外预应力加固
通过表面加入市政桥梁用预应力材料，引起桥梁预应力张拉荷载，预应力桥梁结构本身可以抵消重力，降低其自身重力结构的影响，并减少桥梁结构裂缝和变形，提高了桥梁结构的整体承载能力；加固措施可以显著提高结构的承载力，减少内部应力，加固施工期间，加固效果好，可广泛用于重型建筑、道路桥梁加固。
3.9市政桥梁伸缩缝加固修复
如果市政桥梁的填充材料伸缩缝因老化而脱落，可以移开，然后填充填充材料；如果损伤后出现角钢板的焊缝，应先清理焊缝，然后再进行焊缝加固和维修加固；市政桥梁伸缩应保证维修加固的质量，减少加固措施周期，以减少公路大桥上的交通的影响。
4、中小型桥梁常见病害的处理方法
4.1单板受力问题的解决方法
单板应力问题主要在设计阶段，解决这一问题应从根本上解决，避免再出现问题。在设计阶段，利用梁板铰节点的力学特性，充分计算应力能力，采取拉杆或其他措施，使病害在萌芽状态被消除。当然，施工阶段要加强施工质量控制，严格要求施工，防止差错。正式运行后，有必要对超载车辆进行控制。
4.2钢筋锈蚀的解决方案
钢筋的锈蚀是很难避免的。为了解决钢筋锈蚀问题，必须及时养护桥梁，保持桥梁的正常运营。锈区的修复工作应分为三个步骤。第一种方法是从腐蚀的区域移除混凝土。其次，用超高压水枪对钢筋进行喷砂或喷锈喷涂，第三是高强度混凝土的浇注。如果钢筋锈蚀严重，应在检查后再加上钢筋，以保证钢筋的配筋率。
4.3解决支持问题的方法。
承重的空隙容易引起桥面应力不平衡、桥梁裂缝、变形破坏、抗震能力等“并发症”，如果能有效地解决这一问题，就能使桥的外观和使用效果大大提高。在进行施工设计时，承包商应充分考虑当地的经济发展、交通量和地震条件，根据桥梁的结构型式选择最佳的支护形式。施工队应采用全现浇楼板。如果没有，则必须进行高程控制。安装标高时应重视测量和观测工作。如果有空隙，应该用薄钢板或其他硬材料做塞子。
4.4桥面铺装的病害的处理方法
为处理桥面铺装病害，在施工前，要对梁板进行彻底的清洗；在施工中，可在浇筑混凝土桥面前先将钢筋网牢固地支撑好，避免混凝土浇筑钢板网过于靠近桥面。此外，有关指导可参照《技术导则》和《混凝土施工混凝土质量验收标准》，通过加入纤维材料等方法，生产特种混凝土，比如抗裂混凝土，进一步解决松散问题。
4.5膨胀节损伤问题的解决
目前，鼓励桥梁建设设计设置无缝桥梁，或尽量减少接缝数量。它将侧重于桥梁结构的有机结合，使桥梁形成一个固定的整体。如果无缝桥的施工条件还不成熟，就必须保证梁伸缩缝在桥梁施工中的先进性和可靠性。采用后装法，先进行桥面铺装，安装伸缩缝，控制混凝土和伸缩缝的平整度和标高。为了使伸缩缝具有更好的承载能力和抗震能力，可以采用低成本、易于安装的伸缩缝。但目前埋扩缝仍存在许多技术问题。减少桥梁接缝或设置无缝桥梁是中小桥梁改革的总趋势。
5.6桥梁基础不均匀沉降的加固措施。
4.6.1桩加固
当平台下桥台基础层或硬岩及软基沉降，桥墩基础遭到严重侵蚀时，可在周边及桥台桩基、沉井基础上灌注桩，或在下游桩上进行墩台加固。常用的加桩方法有旋喷桩加固、钻孔桩加固、预制桩加固和钢管桩加固。
4.6.2消除桥台位移
出现桥台水平位移的混凝土桥，通过推法消除桥台位移引起的病害。最后，用钢筋混凝土箍筋：当墩台桩施工质量出现问题，很可能的受到水侵蚀、风化侵蚀、排水不畅等因素的影响，如地震、火灾、船舶和漂浮物撞击损伤、变形、侧向位移等因素，可以采取在外围加固墩台基础和钢筋混凝土套箍的方法。
5、结束语
随着现代交通的飞速发展，我国桥梁越来越多，桥梁的维修工作将越来越重要。桥梁加固后，必须充分考虑加固措施的可行性、经济性和实用性。在施工设计中，应充分考虑如何提高桥梁的耐久性。在桥梁的施工和施工中，必须严格遵守有关规定，精心设计，保证桥梁的稳定。基于旧桥加固，不仅可以避免桥梁改造重建，而且使交通的影响降到最低；目前市政桥梁常见病害通过结构和非结构强化方法，可显著提高承载能力耐用的结构，使得市政桥梁可以继续发挥其应有的作用。
参考文献：
[1]蒙云，卢渡.桥梁加固与改造[M].人民交通出版社，2005.
[2]刘云海.增强公路桥梁的稳固性探讨[J].科技资讯，2009，（O1）.
[3]杨辉煜.浅谈公路桥梁常见的几种加固措施[J].民营科技，2010，（12）.
[4]刘小虎.略论公路桥梁常见问题及其加固方法[J].科技创新导报，2010，（34）.
[5]曾令宏，尚守平等.高性能复合砂浆钢筋网加固某桥梁[J].公路工程，2011，（02）.
[6]谭炳梁，杨修志.套拱肋加锚喷法在桥梁加固中的应用[J].山东交通科技，2011，（02）.
论文作者:江显昶
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：桥梁论文; 混凝土论文; 伸缩缝论文; 钢筋论文; 裂缝论文; 病害论文; 桥面论文; 《基层建设》2018年第5期论文;