淺談公路橋梁的加固措施
前言
橋梁是公路的重要組成部分，隨著交通運輸量大幅度提高，行車密度及車輛載重越來越大，跨河橋梁和高架橋梁在交通工程中的重要性與日俱增。我們發(fā)現(xiàn)橋梁的混凝土開裂、剝落、衰變及鋼筋的銹蝕（管道灌漿不飽滿普遍存在）對橋梁的損害問題非常嚴重，已需要大量的資金和技術(shù)來維護或改建，已成為迫切需要解決的問題。解決橋梁加固中存在的問題，運用方法對舊橋進行維修加固，提高承載能力，確保交通運輸安全是目前乃至今后面臨的主要任務(wù)。
一、公路橋梁存在的常見病害
1.主拱圈裂縫病害
a.主拱圈中波縱向裂縫，檢查時常發(fā)現(xiàn)各孔中波波頂均存在縱向裂縫。
b.肋、波連接處裂縫。各孔拱波與拱肋連接處大部分均發(fā)生裂縫。
c.拱肋裂縫。各孔拱肋均有橫向裂縫，有不少是u形裂縫，這些裂縫多發(fā)生在拱頂前后10m左右范圍內(nèi)。
d.橫系梁裂縫
2.鋼筋銹蝕病害
鋼筋發(fā)生銹蝕時，銹蝕部分的體積可膨脹至原來體積的10倍以上，從而對周圍混凝土形成擠壓，造成混凝土開裂、剝蝕、使截面有效尺寸減小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力下降，銹蝕剝蝕，使截面有效尺寸減小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力下降。銹蝕的直接后果是鋼筋斷面面積減小，對于以鋼筋作為抗彎能力。鋼筋銹蝕還會降低混凝土對鋼筋的握裹力，銹蝕物外流，在結(jié)構(gòu)表面形成銹跡，影響結(jié)構(gòu)美觀。
3.墩臺基礎(chǔ)病害
橋梁墩臺基礎(chǔ)在常年使用過程中，除了承受上部構(gòu)造荷載外，還將承受土壓力，風(fēng)力，流水壓力，冰壓力和浮力等等各種力的作用。另外，自然界各種因素的影響作用，以及由于過橋車輛的日益重型化，墩臺基礎(chǔ)經(jīng)常受到過重荷載的作用，因此，橋墩臺將會出現(xiàn)不同程度的損壞。
4.主梁裂縫及主梁變形病害
主梁裂縫多發(fā)生在錨跨中部（正彎矩區(qū)）梁的下緣及懸臂梁根部（負彎矩區(qū)）上緣，后者大都貫穿整個車行道翼板。此類裂縫顯然是由于大量重車通過使梁的受拉區(qū)開裂，屬正常現(xiàn)象。但由于負變矩區(qū)裂縫在上面，雨水易從裂縫滲入梁內(nèi)，引起鋼筋銹蝕及砼強度降低。
二、公路橋梁加固的重要性
1.在公路橋梁使用期間內(nèi)，任何橋梁都會成為舊橋。早期修建的橋梁，由于當時人們對鋪裝功能、病害認識有限，往往存在配筋偏小，鋼筋直徑過細，鋪裝與承載構(gòu)件的界面連續(xù)不牢靠等問題。由于橋梁是建在大地上的特殊產(chǎn)品，不僅受自然環(huán)境的影響（如大氣腐蝕、溫度、濕度變化等），而且還受到使用環(huán)境的影響，難以避免產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。這使橋梁的維修、養(yǎng)護、加固、改造已成為必然。
2.從經(jīng)濟上分析，橋梁加固可以節(jié)省大量投資，收到良好的社會經(jīng)濟效益。采用適當?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施，不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費用；而且對現(xiàn)有交通運輸影響有的甚至可以在不中斷交通的情況下完成，早期設(shè)計施工的高速公的橋梁在長期大交通量、重荷載的運營情況下大部分出現(xiàn)了病害；同時也恢復(fù)和提高了舊橋的承載能力及通行能力，延長橋梁的使用壽命，滿足現(xiàn)代化交通運輸?shù)男枨蟆?br>
3.同時橋梁的改造和加固，不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務(wù)水平，而且在更大程度上能夠消除交通安全隱患。從發(fā)展中分析，舊的公路橋梁加固有利于促進橋梁建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。既滿足現(xiàn)代人的需求以不損害后代人滿足需求的能力，使經(jīng)濟、社會、資源和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展。
三、公路橋梁加固的方法
1、橋面鋪裝加固法
1）局部修復(fù)鑿補法。將水泥混凝土鋪裝層的表面鑿毛，深度以使骨料露出為準；用清水沖洗干凈斷面并充分潤濕，涂刷上同標號的水泥砂漿（或其他粘結(jié)材料），最后在橋梁承載能力容許范圍內(nèi)，鋪筑一層1～5cm厚的水泥混凝土鋪裝層。
2）重新澆筑混凝土面板。橋面板的破裂和其他損壞特別嚴重，混凝土質(zhì)量或施工狀況特別不良，且無適用的修補方法時，就必須采用重新澆筑新的混凝土橋面板的措施，施工時，將原有的行車道鋪裝全部拆除，再將行車道表面清掃干凈，必要時鋪入適量短鋼筋，配置上1～2層鋼筋網(wǎng)，澆筑整體化混凝土。
3）橋面補強層加固法。即在舊有橋面上，重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補強層，此方法既修補已出現(xiàn)裂縫、剝離等損壞的橋面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗彎能力，改善鉸結(jié)梁板的荷載橫向分布，從而提高橋梁的承載能力。
4）其他方法。如加鋪一層瀝青混凝土，采用混凝土粘結(jié)劑或環(huán)氧樹脂材料修補法，鋼纖維混土修補法，聚合物混凝土罩面法等。
2、加大截面加固法
也稱為外包混凝土加固法，是用增大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積和配筋進行加固的一種方法。加大截面加固法一般采用兩種方式：一種是加厚橋面板；另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法工藝簡單、適應(yīng)性強，具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗，適用于較小跨徑的t梁橋或板橋的加固。采用此法加固后橋梁剛度明顯提高，承載能力也能取得較好的效果。但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間較長，加固后的建筑物凈空有一定減小。
3.粘貼碳纖維增強塑料加固法
采用專門的樹脂將碳纖維粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)受拉表面，碳纖維與原結(jié)構(gòu)形成新的受力整體，碳纖維與鋼筋共同承受荷載，降低了鋼筋應(yīng)力，從而使結(jié)構(gòu)達到了加固和補強效果。此法幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重和截面尺寸，不改變凈空高度，施工方便，對原結(jié)構(gòu)幾乎不會造成新的損傷，具有良好的耐腐蝕性、耐久性和抗疲勞性能，根據(jù)受力分析可進行多層粘貼進行補強，其方向性也可以靈活掌握。缺點是環(huán)氧樹脂在溫度高于60℃時會呈現(xiàn)軟化現(xiàn)象，而橋梁一般受到陽光直射，橋面溫度高于60℃的可能性很大，不利于采用樹脂膠作粘貼劑。
4.橋下部結(jié)構(gòu)加固法
橋臺特別是高度較大的橋臺，受行車荷載和土壓力作用，常見病害有橋臺開裂、凸肚，翼墻外崩、開裂、錯位等。對于跨徑較小、水流不大的石拱橋，可采用在橋跨內(nèi)加鋼筋混凝土框架進行加固。
5.灌縫膠灌注法
當梁體變形及裂縫嚴重，承載能力下降。當梁體存在嚴重變形和裂縫，應(yīng)加強橋梁觀測及試驗檢測，分析原因，制定加固處理方對承載能力、剛度不足的梁體，首選用灌縫膠灌注處理裂縫，采用種植或粘貼鋼筋加固法、新澆注混凝土增大梁體截面加固法、粘貼鋼板（筋加固法、粘貼碳纖維加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法等方案進行進行結(jié)構(gòu)補強，提高梁體的抗彎承載力。
四、總結(jié)
路橋加固、維修將是一個永久性的課題，路橋的加固是一項既綜合繁雜，應(yīng)當引起各級公路主管部門的領(lǐng)導(dǎo)充分重視，積極引進和開發(fā)路橋加固、改造的先進技術(shù)、材料和設(shè)備，合理確定加固、改造方案，讓有限資金發(fā)揮更大的效益，使我國橋梁建設(shè)真正步入“建養(yǎng)并重”的可持續(xù)發(fā)展道路。