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摘要：本文阐述了道路桥梁加固的重要性，对常见的道路桥梁结构病害及病害成因进行了分析，进一步探讨了道路桥梁的加固方法。
关键词：道路桥梁；结构病害；成因；加固
中图分类号： U448.14 文献标识码： A 文章编号：
我国桥梁大部分为建国后所建，桥龄一般为40年左右，桥梁病害开始逐渐暴露，不少桥梁己经或正在发生老化、破损、出现裂缝等现象，危桥逐年增多，承载能力逐年下降，桥梁功能的完善和运转的顺利不仅促进相应地区的经济发展，同时也将改善群众的生活品质。
一、道路桥梁加固的重要性
1、从经济上分析，桥梁加固可以节省大量投资，收到良好的社会经济效益。采用适当的加固技术和拓宽措施，不仅可以避免因拆除旧桥与重建新桥而增加工程费用；而且对现有交通运输影响有的甚至可以在不中断交通的情况下完成，早期设计施工的高速公的桥梁在长期大交通量、重荷载的运营情况下大部分出现了病害；同时也恢复和提高了旧桥的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，满足现代化交通运输的需求。
2、 在公路桥梁使用时，任何桥梁都会成为旧桥。早期修建的桥梁，由于当时人们对铺装功能、病害认识有限，往往存在配筋偏小，钢筋直径过细，铺装与承载构件的界面连续不牢靠等问题。由于桥梁是建在大地上的特殊产品，不仅受自然环境的影响（如大气腐蚀、温度、湿度变化等），而且还受到使用环境的影响，难以避免产生损坏现象。这使桥梁的维修、养护、加固、改造已成为必然。
3、 同时桥梁的改造和加固，不仅可以提高公路桥梁的通行能力和服务水平，而且在更大程度上能够消除交通安全隐患。从发展中分析，旧的公路桥梁加固有利于促进桥梁建设的可持续发展。既满足现代人的需求以不损害后代人满足需求的能力，使经济、社会、资源和环境保护协调发展。
二、常见的道路桥梁结构病害
1、路桥地基的不均匀沉降引发的病害
地基不均匀沉降是引发路桥病害的最主要原因之一，地基不均匀沉降会使得路桥面各部位受力不均，从而导致裂缝的出现，严重时甚至会导致桥面的塌陷和桥梁的损毁。
2、桥面铺装层出现裂缝
通常桥面铺装层出现裂缝有三方面的原因：其一是施工中周围温度变化不均导致的裂缝。目前，我国道路桥梁的铺装层多采用半刚性结构，这种结构虽然能够提升铺装层的强度、密实度以及压实度，但也使得铺装层承重面对温度变化过于敏感，南方温差比较小影响不明显，但在北方由于温差较大，路桥面温度不均引发裂缝比较常见。其二是车辆行驶的影响，车辆行驶中往往会有急刹车现象，还有部分汽车存在超载问题，在这两种情况的持续作用下，路桥面长期受到磨损和挤压，最终很可能出现裂缝。其三是施工中混凝土配料的不合理性，因为目前路桥面主要以水泥混凝土为原材料，混凝土的配比必须根据实际施工需要进行配置，因此一旦施工人员没有真实掌握初凝期锯缝时间，混凝土配比失误时就很容易在竣工通车后产生裂缝。以上裂缝在长期作用下会逐步加宽加深，并最终导致路桥面出现凹陷和坑槽。
3、粱端头局部破损
粱端头破损是路桥结构中组容易出现的破损，且比较难修复，其破损主要表现为梁端头伸缩缝的损坏和变形。通常导致梁端头局部破损的原因有以下三个：其一，设计之初计算失误，工程设计师在对路桥进行设计时对于粱端缺乏严谨，对其伸缩量的计算失误，在这样的情况下梁端经过车辆反复碾压极容易破损，并导致伸缩装置的失灵。其二，施工人员施工失误，现实施工中，施工人员应该重点对梁端伸缩缝进行施工，稍微出现闪失都容易导致日后问题的出现。其三，养护工作不足，在养护缺失的前提下很容易导致伸缩装置损坏，特别是容易导致“伸缩缝跳车”，不仅降低了行车人员行车过程中的舒适度，还增加了对桥梁的冲击力，破坏了桥梁整体结构，缩短桥梁的使用寿命。
4、剥蚀
剥蚀是自然力和人为因素共同作用的结果，通常表现为公路桥梁表面出现蜂窝面、起皮甚至整体性剥落。剥蚀不仅影响公路桥梁结构的外观形态和整体美观，还会导致钢筋裸露，加速道路桥梁钢筋的锈蚀速率。
5、混凝土的碳化
混凝土碳化主要是自然因素造成的，因为空气中二氧化碳会与混凝土中的氢氧化钙发生化学反应形成碳酸钙，导致混凝土碳化，碳化的混凝土PH值会不断下降，而包裹在混凝土中的钢筋一般不做表面防腐处理，PH值过低的混凝土不仅起不到保护钢筋的作用，还会对钢筋造成腐蚀，这不仅大大缩短了桥梁的使用寿命，还可能引发安全事故。
三、道路桥梁病害成因
1、桥梁荷载过大。社会调查显示，我国相当一部分桥梁工程是在改革開放初期建设，早期国内车辆数量较少，桥梁需要承担的荷载小。而随着社会经济的发展，很多桥梁承当的荷载超出了初期设计的标准值，超负荷的承载给桥梁结构施加巨大的压力，长时间处于这种状态势必造成桥梁结构受损。
2、设计方案不当。由于桥梁工程建设经验不足，设计单位在设计桥梁结构方案时未能充分考虑其使用性能，投入桥梁施工的设计方案存在缺陷而引起病害。例: 桥型结构不当、设计指标不清、桥墩位置不准等，这些都会给桥梁工程造成一定的损坏，同时也增加了桥梁工程施工的成本造价。
3、施工质量较差。建设单位在桥梁工程招标期间，对中标单位的施工经验未能全面考核。而有的施工单位完全是凭关系才拿到施工权，在实际作业期间的桥梁施工质量较差，如: 桥梁结构不合理、施工材料不达标等，给后期的桥梁正常使用埋下质量隐患，而更有的单位在施工期间私自修改工程方案。
4、养护管理不足。当桥梁工程施工结束后，施工单位应根据桥梁检测状况制定科学的养护管理措施。但不少施工方为了尽早结束工程而未对桥梁实施周密地养护计划，有的尽管养护也未能达到标准期限要求。如: 计划维持30 d的养护仅持续20 d，这些都会给施工道路桥梁结构造成损坏。
5、外在环境变化。自然环境变化是影响桥梁结构性能的突发性因素，这是不可预测的一种自然破坏行为。如:地震、洪水、强风等可对桥梁造成巨大的冲击力; 四季温度变化会引起各种温度裂缝的形成。如: 我国每年因地震而出现的桥梁病害达200 座以上，给地方交通的顺利运行造成了阻碍。
四、道路桥梁的加固方法
1、裂缝修补技术
公路桥梁的裂缝虽然是一种比较不起眼的病害，但是如果长期不进行处理，就会酿成灾难等严重问题。裂缝往往会大大加速桥梁结构钢筋的锈蚀和侵蚀，并致使受力截面发生应力重分布、减小受力有效截面、结构应力增大、承载能力降低等。所以我们应该及时修补裂缝，避免裂缝继续扩大造成更大破坏。裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性。其主要技术有: ( 1) 表面处理法: 对于微裂缝，可以在表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。如果是宽度发生变化的裂缝，则应该设法使用有伸缩性的材料。( 2) 塞缝灌浆法: 是在路面加固中用得比较普遍，通过试载及使用观察，效果较好的一种方法。通过喷浆机在裂缝中注入按一定比例配制的水泥( 砂) 浆、环氧树脂( 砂) 浆，填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。( 3) 表面喷涂法: 指通过凿毛处理的缝隙表面，喷射一层粘度高且密实的水泥砂浆作为保护层，来闭合裂缝的一种修补方法。在喷浆前，需除去结构表面的剥离部分，然后用水将其冲洗干净，最后进行喷浆。( 4)充填法: 这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，将裂缝内部清理干净，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。( 5)加铺新型材料: 近年来公路桥梁加铺新型路面材料层，已经成为越来越普遍的现象。在进行施工时应注意以下几点: 一是必须对桥梁的原有路面进行合理的处理，当路面结构有缺陷时应先做好修补; 二是加铺层的施工增加了桥梁的荷载，应该对桥梁的荷载及其承载力进行重新验算; 三是应按照相应的施工工艺和规范要求进行施工。
2、上部结构的加固
在实行桥梁上部结构的加固增强时我们可以使用锚喷这一新技术。喷射与锚杆、钢筋网等结合起来使用，促进了锚喷技术的完善。喷射硅在与普通现浇硅相比时有许多优点，比如在工艺材料、结构等方面。再加上在施工中需加入了速凝剂，使其又增加了快凝、早期强度高的特点; 锚喷技术因不用或只用侧向模板，所以它又具有了施工机械化程度高、可设计性强、速度快、效率高、不中断交通等优点。
3、桥梁下部结构加固
桥梁下部结构由桥墩、桥台及其下部的基础构成，起着支承桥梁的作用，是桥梁的重要组成部分。其中墩台容易受到上部的结构荷载增大及基础部分出现缺陷的直接影响，所以它易出现裂缝、锈蚀、老化、钢筋外露、空洞、结构的变形移位等问题。由于自然或人为等因素基础会沉降和滑移、不均匀沉降和倾斜。在进行桥梁下部结构加固时应根据墩台基础不同的损坏程度，不同的结构情况进行，以延长桥梁使用寿命。( 1) 针对桥梁墩台出現贯通裂缝时我们可以用钢筋混凝土墩台结构套箍或护套加固法。( 2) 对于地基不稳出现地基松软情况，我们可以人工加固地基。砂桩法、树根桩法、高压喷射注浆法和灌浆法都是很好的方法。( 3) 我们可以选择增补桩基，在桩式基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩，与此同时还应扩大原承台，注意保证新增承台结构与原承台结构之间的连接和新增承台结构与新增桩基之间的连接。从而提高基础承载力、增加基础稳定性。( 4) 在墩台地基稳定性能良好、承载能力足够的情况下，我们可以运用增设主梁加固法。新桥梁应该具有荷载等级高、刚度大等特征，与旧梁连接要合理，共同受力，来提高桥梁的承载能力。由于荷载已经在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，那么原有主梁所受荷载就会得以减少。由此，增设主梁后的桥梁在整体刚度和荷载能力提高的同时通行能力也得到了提高。( 5) 结构体系调整。这一方法可以减少桥梁的拉应力，提高承载能力。主要采用增加桥梁跨数、减少跨度及将简支梁改成连续梁等方法，结构体系的新支点可以是增设的新桥墩。此方法应运前应对方案的设计进行科学的分析和验算，切不可凭经验主义进行决断。采用此方法应当保证桥梁在加固改造完成后仍能满足车辆通行的要求。
道路桥梁是一种暴露于大气之中的结构物，从其交付到运营，或多或少的会有病害的存在，如果不及时处理这些病害，将会加剧病害，从而影响到桥梁的安全。应定期检测、维护和维修桥梁，提高混凝土桥梁结构的耐久性和使用寿命，保证其使用的安全性。
参考文献：
[1] 靳飞. 铁路桥承台病害分析及加固设计[J]. 铁道标准设计. 2012(07)
[2] 贾桂玲. 连续刚构梁裂纹分析与加固措施[J]. 都市快轨交通. 2012(04)
[3] 季凤飞,戚春海,卢春雷. 公路桥梁维修加固技术的探讨[J]. 山西建筑. 2012(26)
[4] 刘金川. 公路旧桥的加固与管理对策[J]. 科技风. 2012(09)
[5] 姚锐. 预应力混凝土连续箱梁裂缝修补探讨[J]. 科技与企业. 2012(15)
关键词：道路桥梁；结构病害；成因；加固
中图分类号： U448.14 文献标识码： A 文章编号：
我国桥梁大部分为建国后所建，桥龄一般为40年左右，桥梁病害开始逐渐暴露，不少桥梁己经或正在发生老化、破损、出现裂缝等现象，危桥逐年增多，承载能力逐年下降，桥梁功能的完善和运转的顺利不仅促进相应地区的经济发展，同时也将改善群众的生活品质。
一、道路桥梁加固的重要性
1、从经济上分析，桥梁加固可以节省大量投资，收到良好的社会经济效益。采用适当的加固技术和拓宽措施，不仅可以避免因拆除旧桥与重建新桥而增加工程费用；而且对现有交通运输影响有的甚至可以在不中断交通的情况下完成，早期设计施工的高速公的桥梁在长期大交通量、重荷载的运营情况下大部分出现了病害；同时也恢复和提高了旧桥的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，满足现代化交通运输的需求。
2、 在公路桥梁使用时，任何桥梁都会成为旧桥。早期修建的桥梁，由于当时人们对铺装功能、病害认识有限，往往存在配筋偏小，钢筋直径过细，铺装与承载构件的界面连续不牢靠等问题。由于桥梁是建在大地上的特殊产品，不仅受自然环境的影响（如大气腐蚀、温度、湿度变化等），而且还受到使用环境的影响，难以避免产生损坏现象。这使桥梁的维修、养护、加固、改造已成为必然。
3、 同时桥梁的改造和加固，不仅可以提高公路桥梁的通行能力和服务水平，而且在更大程度上能够消除交通安全隐患。从发展中分析，旧的公路桥梁加固有利于促进桥梁建设的可持续发展。既满足现代人的需求以不损害后代人满足需求的能力，使经济、社会、资源和环境保护协调发展。
二、常见的道路桥梁结构病害
1、路桥地基的不均匀沉降引发的病害
地基不均匀沉降是引发路桥病害的最主要原因之一，地基不均匀沉降会使得路桥面各部位受力不均，从而导致裂缝的出现，严重时甚至会导致桥面的塌陷和桥梁的损毁。
2、桥面铺装层出现裂缝
通常桥面铺装层出现裂缝有三方面的原因：其一是施工中周围温度变化不均导致的裂缝。目前，我国道路桥梁的铺装层多采用半刚性结构，这种结构虽然能够提升铺装层的强度、密实度以及压实度，但也使得铺装层承重面对温度变化过于敏感，南方温差比较小影响不明显，但在北方由于温差较大，路桥面温度不均引发裂缝比较常见。其二是车辆行驶的影响，车辆行驶中往往会有急刹车现象，还有部分汽车存在超载问题，在这两种情况的持续作用下，路桥面长期受到磨损和挤压，最终很可能出现裂缝。其三是施工中混凝土配料的不合理性，因为目前路桥面主要以水泥混凝土为原材料，混凝土的配比必须根据实际施工需要进行配置，因此一旦施工人员没有真实掌握初凝期锯缝时间，混凝土配比失误时就很容易在竣工通车后产生裂缝。以上裂缝在长期作用下会逐步加宽加深，并最终导致路桥面出现凹陷和坑槽。
3、粱端头局部破损
粱端头破损是路桥结构中组容易出现的破损，且比较难修复，其破损主要表现为梁端头伸缩缝的损坏和变形。通常导致梁端头局部破损的原因有以下三个：其一，设计之初计算失误，工程设计师在对路桥进行设计时对于粱端缺乏严谨，对其伸缩量的计算失误，在这样的情况下梁端经过车辆反复碾压极容易破损，并导致伸缩装置的失灵。其二，施工人员施工失误，现实施工中，施工人员应该重点对梁端伸缩缝进行施工，稍微出现闪失都容易导致日后问题的出现。其三，养护工作不足，在养护缺失的前提下很容易导致伸缩装置损坏，特别是容易导致“伸缩缝跳车”，不仅降低了行车人员行车过程中的舒适度，还增加了对桥梁的冲击力，破坏了桥梁整体结构，缩短桥梁的使用寿命。
4、剥蚀
剥蚀是自然力和人为因素共同作用的结果，通常表现为公路桥梁表面出现蜂窝面、起皮甚至整体性剥落。剥蚀不仅影响公路桥梁结构的外观形态和整体美观，还会导致钢筋裸露，加速道路桥梁钢筋的锈蚀速率。
5、混凝土的碳化
混凝土碳化主要是自然因素造成的，因为空气中二氧化碳会与混凝土中的氢氧化钙发生化学反应形成碳酸钙，导致混凝土碳化，碳化的混凝土PH值会不断下降，而包裹在混凝土中的钢筋一般不做表面防腐处理，PH值过低的混凝土不仅起不到保护钢筋的作用，还会对钢筋造成腐蚀，这不仅大大缩短了桥梁的使用寿命，还可能引发安全事故。
三、道路桥梁病害成因
1、桥梁荷载过大。社会调查显示，我国相当一部分桥梁工程是在改革開放初期建设，早期国内车辆数量较少，桥梁需要承担的荷载小。而随着社会经济的发展，很多桥梁承当的荷载超出了初期设计的标准值，超负荷的承载给桥梁结构施加巨大的压力，长时间处于这种状态势必造成桥梁结构受损。
2、设计方案不当。由于桥梁工程建设经验不足，设计单位在设计桥梁结构方案时未能充分考虑其使用性能，投入桥梁施工的设计方案存在缺陷而引起病害。例: 桥型结构不当、设计指标不清、桥墩位置不准等，这些都会给桥梁工程造成一定的损坏，同时也增加了桥梁工程施工的成本造价。
3、施工质量较差。建设单位在桥梁工程招标期间，对中标单位的施工经验未能全面考核。而有的施工单位完全是凭关系才拿到施工权，在实际作业期间的桥梁施工质量较差，如: 桥梁结构不合理、施工材料不达标等，给后期的桥梁正常使用埋下质量隐患，而更有的单位在施工期间私自修改工程方案。
4、养护管理不足。当桥梁工程施工结束后，施工单位应根据桥梁检测状况制定科学的养护管理措施。但不少施工方为了尽早结束工程而未对桥梁实施周密地养护计划，有的尽管养护也未能达到标准期限要求。如: 计划维持30 d的养护仅持续20 d，这些都会给施工道路桥梁结构造成损坏。
5、外在环境变化。自然环境变化是影响桥梁结构性能的突发性因素，这是不可预测的一种自然破坏行为。如:地震、洪水、强风等可对桥梁造成巨大的冲击力; 四季温度变化会引起各种温度裂缝的形成。如: 我国每年因地震而出现的桥梁病害达200 座以上，给地方交通的顺利运行造成了阻碍。
四、道路桥梁的加固方法
1、裂缝修补技术
公路桥梁的裂缝虽然是一种比较不起眼的病害，但是如果长期不进行处理，就会酿成灾难等严重问题。裂缝往往会大大加速桥梁结构钢筋的锈蚀和侵蚀，并致使受力截面发生应力重分布、减小受力有效截面、结构应力增大、承载能力降低等。所以我们应该及时修补裂缝，避免裂缝继续扩大造成更大破坏。裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性。其主要技术有: ( 1) 表面处理法: 对于微裂缝，可以在表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。如果是宽度发生变化的裂缝，则应该设法使用有伸缩性的材料。( 2) 塞缝灌浆法: 是在路面加固中用得比较普遍，通过试载及使用观察，效果较好的一种方法。通过喷浆机在裂缝中注入按一定比例配制的水泥( 砂) 浆、环氧树脂( 砂) 浆，填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。( 3) 表面喷涂法: 指通过凿毛处理的缝隙表面，喷射一层粘度高且密实的水泥砂浆作为保护层，来闭合裂缝的一种修补方法。在喷浆前，需除去结构表面的剥离部分，然后用水将其冲洗干净，最后进行喷浆。( 4)充填法: 这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，将裂缝内部清理干净，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。( 5)加铺新型材料: 近年来公路桥梁加铺新型路面材料层，已经成为越来越普遍的现象。在进行施工时应注意以下几点: 一是必须对桥梁的原有路面进行合理的处理，当路面结构有缺陷时应先做好修补; 二是加铺层的施工增加了桥梁的荷载，应该对桥梁的荷载及其承载力进行重新验算; 三是应按照相应的施工工艺和规范要求进行施工。
2、上部结构的加固
在实行桥梁上部结构的加固增强时我们可以使用锚喷这一新技术。喷射与锚杆、钢筋网等结合起来使用，促进了锚喷技术的完善。喷射硅在与普通现浇硅相比时有许多优点，比如在工艺材料、结构等方面。再加上在施工中需加入了速凝剂，使其又增加了快凝、早期强度高的特点; 锚喷技术因不用或只用侧向模板，所以它又具有了施工机械化程度高、可设计性强、速度快、效率高、不中断交通等优点。
3、桥梁下部结构加固
桥梁下部结构由桥墩、桥台及其下部的基础构成，起着支承桥梁的作用，是桥梁的重要组成部分。其中墩台容易受到上部的结构荷载增大及基础部分出现缺陷的直接影响，所以它易出现裂缝、锈蚀、老化、钢筋外露、空洞、结构的变形移位等问题。由于自然或人为等因素基础会沉降和滑移、不均匀沉降和倾斜。在进行桥梁下部结构加固时应根据墩台基础不同的损坏程度，不同的结构情况进行，以延长桥梁使用寿命。( 1) 针对桥梁墩台出現贯通裂缝时我们可以用钢筋混凝土墩台结构套箍或护套加固法。( 2) 对于地基不稳出现地基松软情况，我们可以人工加固地基。砂桩法、树根桩法、高压喷射注浆法和灌浆法都是很好的方法。( 3) 我们可以选择增补桩基，在桩式基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩，与此同时还应扩大原承台，注意保证新增承台结构与原承台结构之间的连接和新增承台结构与新增桩基之间的连接。从而提高基础承载力、增加基础稳定性。( 4) 在墩台地基稳定性能良好、承载能力足够的情况下，我们可以运用增设主梁加固法。新桥梁应该具有荷载等级高、刚度大等特征，与旧梁连接要合理，共同受力，来提高桥梁的承载能力。由于荷载已经在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，那么原有主梁所受荷载就会得以减少。由此，增设主梁后的桥梁在整体刚度和荷载能力提高的同时通行能力也得到了提高。( 5) 结构体系调整。这一方法可以减少桥梁的拉应力，提高承载能力。主要采用增加桥梁跨数、减少跨度及将简支梁改成连续梁等方法，结构体系的新支点可以是增设的新桥墩。此方法应运前应对方案的设计进行科学的分析和验算，切不可凭经验主义进行决断。采用此方法应当保证桥梁在加固改造完成后仍能满足车辆通行的要求。
道路桥梁是一种暴露于大气之中的结构物，从其交付到运营，或多或少的会有病害的存在，如果不及时处理这些病害，将会加剧病害，从而影响到桥梁的安全。应定期检测、维护和维修桥梁，提高混凝土桥梁结构的耐久性和使用寿命，保证其使用的安全性。
参考文献：
[1] 靳飞. 铁路桥承台病害分析及加固设计[J]. 铁道标准设计. 2012(07)
[2] 贾桂玲. 连续刚构梁裂纹分析与加固措施[J]. 都市快轨交通. 2012(04)
[3] 季凤飞,戚春海,卢春雷. 公路桥梁维修加固技术的探讨[J]. 山西建筑. 2012(26)
[4] 刘金川. 公路旧桥的加固与管理对策[J]. 科技风. 2012(09)
[5] 姚锐. 预应力混凝土连续箱梁裂缝修补探讨[J]. 科技与企业. 2012(15)