道路桥梁工程结构的病害与加固技术
2015-05-29
前言
道路桥梁工程是我国与各个地区相互交流与发展的重要的基础设施，目前飞速发展的交通事业已经成为我国经济增长的主要基础和动力，也一定程度上带动了我国社会经济文化的发展，但是，经过研究发现，我国目前的道路桥梁还存在着一定程度的病害，并且这些病害已经促使我国四分之一的道路桥梁成为危桥，不仅阻碍了社会的发展，也在一定程度上对人们的人身以及财产安全产生了威胁。因此，加强对病害桥梁的加固技术研究是目前我国道路桥梁建设企业的首要任务。
一、道路桥梁中出现病害的主要表现
道路桥梁是交通道路的一种结构形式，其需要具备相当足够的强度和刚度以及抗压能力，而且还要具备一定的稳定性和延续性。目前，在我国，道路桥梁大部分都是以钢筋混凝土的建筑结构进行相应建筑设计的，这是由于混凝土能够满足桥梁技术性能的足够需求。但是钢筋混凝土的道路桥梁结构在一定程度上也容易产生一些常见的病害，它的主要表现是：
（一） 对道路桥梁结构构造的破坏
由于结构的关键部位构造不合理、施工中存在问题或年代久远等而引起的结构构造老化和失稳以及变形过大等，已经在一定程度上对道路桥梁的安全运行产生了影响。
（二）道路桥梁的地基不均匀沉降导致裂缝的产生
因为地基不均匀沉降而导致的破坏对道路桥梁结构的影响也比较大，如翼墙和锥坡的下沉、滑动、开裂，毛石墩台的贯通缝等。
（三） 对混凝土的剥蚀
剥蚀现象是由混凝土的外表破坏形态开始的，对混凝土桥梁结构表面混凝土发生蜂窝麻面、露石、酥松起皮和剥落等病害的统称。
（四） 产生裂缝
裂缝对钢筋混凝土桥梁的危害程度不一，严重的裂缝如贯穿缝、网裂等将会严重危及桥梁的安全运行。另外裂缝往往也会引起其它病害的发生与发展，如钢筋锈蚀、冻融破坏等，这些病害与裂缝形成恶性循环，会对桥梁的耐久性产生很大的危害。
（五）混凝土的碳化以及钢筋的锈蚀
当混凝土炭化和钢筋锈蚀程度日渐严重后，桥梁必然会产生较多的顺筋裂缝，这会造成桥梁使用安全性降低和使用寿命缩短。
二、 道路桥梁出现病害的原因分析
道路桥梁中出现的病害不仅影响了人们正常的出行，也对交通造成了极大的影响。因此，必须要引起相关主管部门的重视。通过详细的调查研究表明，对道路桥梁的病害进行了相应的分析，发现影响道路桥梁产生病害的原因有很多，例如在建筑设计过程中，对桥梁的荷载能力设计相对偏低，施工质量相对较差，结构设计不合理以及后期的养护不科学等都会导致道路桥梁出现一定的病害。下面就来具体分析一下道路桥梁产生病害的主要原因：
（一）剥蚀
根据不同的机理，剥蚀可分为冻融剥蚀、冲磨和空蚀、水质侵蚀、风化剥蚀等。其中冻融剥蚀是指在水饱和或潮湿状态下，由于温度正负变化，结构物的已硬化混凝土空隙水结冻膨胀，融解松弛，产生疲劳应力，造成混凝土由表及里逐渐剥蚀的破坏现象。
（二）裂缝
当混凝土中拉应力大于其抗拉强度或拉应变大于其极限拉应变时，混凝土会产生裂缝。混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发，引起混凝土浇筑时坍落度过低，会使混凝土出现不规则的网状裂缝。混凝土初期养护时方法不得当，出现塑性收缩状态，也会在混凝土表面产生不规则裂缝。
（三）混凝土碳化及钢筋锈蚀
凡裂缝多、混凝土质量差的桥梁，其钢筋锈蚀程度也必然严重，产生的顺筋裂缝也特别多。
随着钢筋锈蚀的发生，混凝土开裂、剥落，钢筋和混凝土的粘结力就不断丧失，钢筋截面积就减少，承载能力下降，从而降低了结构的安全度。
三、 道路桥梁的加固增强技术研究
在对道路桥梁的病害进行分析之后，就要对其进行桥梁加固处理的相应技术进行研究，保证病害不会扩大，以免造成交通事故。
（一） 道路桥梁的裂缝修补技术
裂缝修补技术手段的主要目的是恢复相应结构物的耐久性以及防水性，其主要的技术有：
1、表面裂缝的处理法，在微裂缝的表面进行填料的涂抹以及防水材料的涂抹。对于宽度发生改变的裂缝，要对其使用具备伸缩性的材料。
2、注浆法，在其产生的裂缝中注入一定的树脂或者水泥类的材料，主要的注浆材料为环氧树脂，要对其采用低压低速的注入法。将环氧树脂注入法和钢钉一起使用，不仅可以对裂缝部位的整体性进行增强，也可以防止裂缝继续产生。
3、充填法，此种方法适合于对较宽裂缝的修补，其具体的做法是沿着产生的裂缝凿一条深槽，之后在其槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青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，喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层，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，再用水冲洗清洁，并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时，可对裂缝先进行处理之后，再在其裂缝的地方把钢板粘接，并且采用膨胀的螺栓对其钢板进行相应的加压。其钢板粘接的方向应该与裂缝的方向相互垂直。
（二）桥梁上部结构加固技术
梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法等。
1、 加大截面加固法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两种加固方案。
2、外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部，以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、 外部预应力加固法指运用预应力原理，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通过增设支撑或桥墩，把简支变为连续、在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁，以减小梁内控制截面峰值弯矩，提高承载能力的一种加固方法。
结语：
综上所述，道路桥梁病害的出现是导致交通事故发生的主要原因之一，所以，相关的建设单位以及相关的管理部门要加强对于道路桥梁养护技术的提升以及道路桥梁养护的管理，在第一时间发现道路桥梁的病害，并且分析器产生病害的主要原因，根据其产生的原因采取一定的改善措施，防治道路桥梁病害引起的安全问题。在科学技术迅猛发展的今天，道路桥梁的加固技术也在不断的发展，不断的被应用，这些技术都具备一定的优势，所以，被大多数的道路桥梁施工人员所采用。加强对道路桥梁病害以及其加固技术的研究不仅可以改善我国的交通状况，而且还可以保证我国经济的发展，促进我国建筑行业的发展。
