道路桥梁施工中的结构病害及加固措施分析
2015-12-03
引言：为了确保道路桥梁的安全运营和使用寿命，分析理解道路桥梁病害形成的原因、道路桥梁施工中的常见的结构病害、道路桥梁加固的流程和加固技术是十分重要的。
一、道路桥梁病害形成的原因
道路桥梁的结构应该具有足够的强度，以承受作用在它上面的重力与附加力；结构的各部位必须有足够的刚度，以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形；结构各部尺寸必须要具有适当的大小，以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲，从而丧失稳定性。同时结构也要具有较高的耐久性。由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性致使在长期使用过程中道路桥梁结构产生病害，它的具体原因如下：
1．原设计荷载偏低，交通发展后车辆荷载增大，道路桥梁因承载能力不足从而产生病害。
2．结构设计中存在缺陷，比如采用桥型结构不当、设计假定不合理。
3．道路桥梁施工的质量差，没有按照设计要求和施工规程实施。
4．不重视桥梁后期的养护工作，未及时消除己经产生的病害。
5．洪水与地震等自然灾害使桥梁产生损坏。
6．地质条件差，如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。
二、道路桥梁施工中常见的结构病害
（一）地基不均匀沉降。 路桥地基的不均匀沉降是导致路桥病害的主要原因之一，路桥面层会因为地基沉降不均匀从而造成受力不均，以至于最终出现裂缝，如果裂缝严重就会造成道路桥梁面层的塌陷或者桥梁的彻底损毁。
一般来说，路桥地基会不规则沉降主要有以下几个原因：
1.施工前的地质勘探、设计缺乏科学性。一般项目在施工前就会进行实地勘探，并提供工程地质报告，工程设计则是以地质报告为参考作为依据然后出设计图。可以说这两项工作是整个施工过程的基础条件，二者相辅相成、缺一不可。如果其中一项没能做到位，就会造成施工过程中出现地基不稳或者不均匀沉降等问题。
2.施工过程中的不规范，很多施工单位由于从工程成本的角度考虑，在施工时采用和设计要求不相符的工料，质量管理松懈，甚至背离工程设计的初衷，因此造成工程地基的不稳固。
3.工程所在环境因素的影响。因为一个地区可能有若干个工程同时进行施工，如果附近工程的打桩深挖缺乏合理性，则本工程地基的稳固性就可能会受到影响。
（二）面层出现裂缝。
一般造成道路桥梁面层出现裂缝的原因如下：
1.在施工过程中，环境变化造成裂缝的出现。现在我国道路桥梁的铺装层大部分是半刚性结构，这种结构可以提升铺装层的密实度、压实度和强度，但是同时也会造成铺装层承重面在面临温度变化时太过敏感，在温差较大的季节施工，出现这种裂缝的机率会更高。
2.由于承重车辆的因素，因为在车辆行驶过程中，急刹车的现象是不可能避免的，而且现在道路超载现象也是非常严重的，道路桥梁面层受到挤压、磨损，久而久之裂缝自然而然会出现。
（三）梁端头局部破损
在路桥结构中，最容易出现梁端头破损这种现象，而且修复起来很困难。破损主要是梁端头伸缩缝损坏和变形。
一般造成梁端头破损的原因包括以下几点：
1.设计计算错误，在路桥的设计阶段梁端伸缩量的设计出现失误，当其受到车辆的反复碾压时就会破损，并且会造成伸缩装置的失灵。
2.施工人员的操作失误，如果施工过程中稍微不小心都可以造成后续出现问题。
3.养护工作未到位，未按规范要求进行养护，伸缩装置损坏的机率的机率就很大 ，易使桥梁所受冲击力增大，破坏桥梁整体结构。
三、道路桥梁加固的一般流程
在道路桥梁结构发生病害之后，需要立即采取措施进行加固维修或者是更换。桥梁加固工程一般应遵循以下的工作程序：
结构可靠性鉴定―加固方案确定―加固设计―施丁组织设计―施工―验收。
结构可靠性的鉴定，主要是对病害结构的病情分析。加固方案是分析后得到的措施，加固设计是现行规范以及相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照加固设计进行加固的施工过程，对于大型结构加固，为了确保质量和安全，施工前应该编制施工组织设计。
四、加固技术：裂缝修补技术和加固增强技术
道路桥梁的增强改造可以分为裂缝修补和对桥梁结构的加固增强，下面分别介绍它的特点以及适用的场合。
（一）裂缝修补的技术
裂缝修补的目的是在于恢复结构物的防水性与耐久性，主要技术有：
1．表面处理法，就是在微裂缝的表面涂抹填料和防水材料，来提高它的防水性与耐久性。对于宽度发生变化的裂缝，要想办法使用有伸缩性的材料。
2．注浆法，就是在裂缝中注入树脂或者水泥类的材料，来提高它的防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂，多采用的是低压低速注入法。环氧树脂注入法和钢钉并用，这样就可以增强裂缝部位的整体性，是一种防止裂缝继续发展的很好的办法。
3．充填法，这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法就是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种的粘结材料，比如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青以及各种化学补强剂等。
4．表面喷涂法，喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而粘度高的水泥砂浆保护层，用来封闭裂缝的修补方法。喷浆前，需要把结构表面的剥离部分除去，接着再用水冲洗清洁，并且要在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆。
5．粘结钢板封闭法，当钢筋�构件产生主拉应力裂缝的时候，可对裂缝先进行处理，然后再在裂缝处粘结钢板，并且用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。
（二）桥梁加固增强技术
近年来，我国开始对旧桥加固技术进行研究,本文以最常用的混凝土桥梁上部结构加固方法进行说明。
1、加大截面加固法，是采用增大构件的截面面积，根据荷载大小和净空条件不同，可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主的两种加固方案。
2、外部粘贴加固法，是采用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部，用来提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合，必须保证粘和剂的质量。
3、外部预应力加固法，是指运用预应力的原理，在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力，可以抵消部分自重应力，起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。
4、改变结构体系加固法，是通过改变桥梁结构受力体系以达到提高结构整体承载能力的目的，是一种变被动为主动的加固方法。实际加固工程中较多采用的是通过改变承重构件的边界约束条件来改变结构的传力体系,例如把简支梁和简支梁加以连接,即简支梁结构改变为连续梁结构等。
5、承重构件增减法，是通过增设纵梁或者拓宽桥面等办法分担原构件的活载,达到提高承载力的目的。包括新增加主梁、增设纵梁拓宽桥面等。拓宽的桥面不仅可以有效的减小单个主梁荷载通行的集度,同时新增纵梁和原主梁之间还可以通过增加辅助横梁来改善荷载的横向分布问题。
结束语：道路桥梁在城市基础设施建设中的地位越来越重要，认识解决相关问题必须重视。要把一切不安全因素扼杀在摇篮中，运用方法对现有道路桥梁进行维修加固，提高承载能力，不仅仅对技术部门提出了更高的要求，同时也对监督部门提出了警示。
