论文部分内容阅读
桥梁病害的防治是一项重要且复杂的工程，因为任何对病害结构的补强都属于治标的加固措施，都存在一定的局限性。一项不好的防治方案很可能既花了钱又于事无补，因此，发现问题并找出其成因，从设计、施工、运营养护各阶段着手尽早采取预防控制措施是桥梁建设及日后维护过程中的重要工作。
1混凝土桥梁病害
混凝土桥梁病害主要表现为两类，一类是混凝土表层损坏，一类是裂缝。表层损坏会使保护层减薄或钢筋外露，导致钢筋锈蚀，严重时就会削弱结构的强度和刚度。有些表层损坏还会向构件内部发展，造成混凝土强度降低，危及结构的安全使用，从而缩短桥梁结构的使用寿命。表层破坏进一步扩大，会危害到车辆的正常通行。
1.1桥梁病害
T梁、工字钢梁与混凝土叠合梁，病害基本较少，部分桥有横向裂缝，但混凝土强度与全桥质量基本完好，工字钢梁个别有连接螺栓松动，钢支座大部分锈蚀；连续梁1/4点挂梁牛腿处竖向裂缝。其中钢筋混凝土梁桥已经具有近百年的历史，其具有钢筋混凝土结构的所有特点，即混凝土集料可以就地取材，因而成本低；耐久性好，维修费用少；材料可塑性强，可以按照设计意图做成各种形状的结构；整体性好，结构刚度大，变形小；噪音小等。钢筋混凝土梁桥，也有一些明显的不足之处，混凝土材料抗拉强度不高、耐久性差、容重大等。再加上自然环境以及使用环境的作用，随着服役时间的增加，结构性能会逐步下降，出现各类病害。
钢筋混凝土梁式桥出现病害的主要部位有上部结构的主梁、横隔梁、支座等，下部结构的墩台身，墩台基础等，桥面系的桥面铺装、桥面板、伸缩缝等。
1.2混凝土桥病害成因
钢筋混凝土结构的一个相当普遍的质量问题是混凝土的裂缝问题。裂缝是混凝土桥最普遍的病害，细小的裂缝会成为水分和有害气体进入混凝土内部的通道，诱发其它病害的发生。深大的裂缝会改变结构应力的分布，贯通的裂缝会使结构失去承载能力。
混凝土产生病害的原因有各种各样，比如设计、施工、使用、养护、材料本身、环境、外力等，一种病害现象是由多种原因共同作用产生的，而且这些病害因素相互联系，相互影响的，很难分清先后和主次，比如混凝土发生裂缝，就会导致空气中水汽和其余有害物质的侵入，导致钢筋锈蚀，钢筋锈蚀体积膨胀，反过来造成裂缝加剧、混凝土剥落等其他病害。而混凝土裂缝产生的原因更是复杂，按照不同的角度，就有多种分类。
混凝土桥梁从设计到最终使用寿命终结，任何一个环节出现问题，都有可能造成下面环节出现病害。作为桥梁设计工程师，首先在设计时保证结构受力一定合理，否则在后期的施工和使用阶段会由于配筋不合理，截面强度不够等原因产生各类结构裂缝。施工人员要保证施工质量，操作规范、严格按照流程，比如混凝土粗骨料粒径不能太大、坍落度不能过小、保护层不能太薄、振捣一定得充分，避免在后面阶段加上环境等各种因素共同作用下产生病害。在使用阶段，不出现超载现象。再者混凝土桥梁的养护也极其重要，据统计，国内外大量的混凝土桥梁退化很大一部分原因是由于养护没有得到重视造成的。
2混凝土桥梁预防措施
2.1桥梁上部结构加固技术
桥梁上部结构的常用加固方法有以下几种：
1）加大截面加固法，也称为外包混凝土加固法，是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。这种加固方法要求被加固的桥梁下部结构能够承受更多的自重，能够提供更高的承载力。通常情况下，以加厚桥面板或者加大主梁的梁肋宽度为主。该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，适用于较小跨径的T梁桥或者板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高，承载能力也取得较好的效果。但现场施工的湿作用时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2）喷混凝土加固法，该法是在原有结构上喷涂一层高品质的混凝土，以恢复对钢筋的保护，提高己剥离或变质的混凝土的强度，提供美观表面的功能，是目前常用的维修加固方法，但只能用于结构破坏非常轻微的桥梁构件中。
3）置换混凝土加固法，该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑的净空，但同样存在施工的湿作用时间长的缺点。适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
4）有粘结外包型钢加固法，该法也称湿式外包钢加固法，特点是受力可靠，施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于60℃以上的高温场所。适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
5）增设纵梁加固法，在墩台地基安全性能好，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁，新梁与旧梁相连接，共同受力。由于荷载在新增纵梁后的桥梁结构中重新分布，使原有梁中所受荷载得以减小，由此使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。
2.2桥梁下部结构加固技术
桥梁下部结构的常用加固方法有以下几种：
1）扩大基础加固法，即扩大桥梁基础底面积。此法适用于基础承载力不足或埋深太浅，而墩台又是砖石或混凝土刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度检算确定。当地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不均匀沉降变形过大时，采用扩大基础底面积的加固，主要由地基变形计算加以选定。
2）增补桩基加固法，即在桩式基础的周围补加钻孔桩，或打入钢筋混凝土预制桩，扩大原承台，以此提供基础的承载力，增强基础的稳定性，主要用于当桥梁墩台基底下有软卧层，或墩台基础未下至坚硬层时，墩台发生沉陷以及桩的深度不足，或由于水流冲刷等原因使桩发生倾斜的情况。
3）钢筋混凝土套箍或护套加固法。当桥梁墩台由于基础埋置深度不够，或因施工质量控制不严等原因，导致墩台开裂破损时，有时会出现贯通裂缝，可采用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。加固时一般在墩身上、中、下分设三道围带，其间距应大致相当于桥墩侧面的宽度。
4）桥台新建辅助挡土墙加固法。由于桥台台背水平土压力过大，引起桥台倾斜，应设法采取平衡桥台壁的土压力处理，在台背之后加建一挡土墙，以抵抗过大的压力。
5）墩台拓宽方法。利用旧桥基础，靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分，以便安装加宽的上部结构。此种情况为只加宽墩台上部的盖梁，墩台身和基础则不需予以加固。采用此法加宽墩台时，旧桥墩台基础必须完好、稳定，且需经过承载力验算后才能采用。否则，应在老桥的墩台旁，另新浇筑拓宽部分的墩台及基础。
参考文献
[1]蒙云,卢波.桥梁加固与改造.北京:人民交通出版社,2005.
[2]JTGH11-2004公路桥涵养护规范.
[3]李凤求,杨莉.桥梁加固技术探讨.湖南交通科技,2005,6:85.
1混凝土桥梁病害
混凝土桥梁病害主要表现为两类，一类是混凝土表层损坏，一类是裂缝。表层损坏会使保护层减薄或钢筋外露，导致钢筋锈蚀，严重时就会削弱结构的强度和刚度。有些表层损坏还会向构件内部发展，造成混凝土强度降低，危及结构的安全使用，从而缩短桥梁结构的使用寿命。表层破坏进一步扩大，会危害到车辆的正常通行。
1.1桥梁病害
T梁、工字钢梁与混凝土叠合梁，病害基本较少，部分桥有横向裂缝，但混凝土强度与全桥质量基本完好，工字钢梁个别有连接螺栓松动，钢支座大部分锈蚀；连续梁1/4点挂梁牛腿处竖向裂缝。其中钢筋混凝土梁桥已经具有近百年的历史，其具有钢筋混凝土结构的所有特点，即混凝土集料可以就地取材，因而成本低；耐久性好，维修费用少；材料可塑性强，可以按照设计意图做成各种形状的结构；整体性好，结构刚度大，变形小；噪音小等。钢筋混凝土梁桥，也有一些明显的不足之处，混凝土材料抗拉强度不高、耐久性差、容重大等。再加上自然环境以及使用环境的作用，随着服役时间的增加，结构性能会逐步下降，出现各类病害。
钢筋混凝土梁式桥出现病害的主要部位有上部结构的主梁、横隔梁、支座等，下部结构的墩台身，墩台基础等，桥面系的桥面铺装、桥面板、伸缩缝等。
1.2混凝土桥病害成因
钢筋混凝土结构的一个相当普遍的质量问题是混凝土的裂缝问题。裂缝是混凝土桥最普遍的病害，细小的裂缝会成为水分和有害气体进入混凝土内部的通道，诱发其它病害的发生。深大的裂缝会改变结构应力的分布，贯通的裂缝会使结构失去承载能力。
混凝土产生病害的原因有各种各样，比如设计、施工、使用、养护、材料本身、环境、外力等，一种病害现象是由多种原因共同作用产生的，而且这些病害因素相互联系，相互影响的，很难分清先后和主次，比如混凝土发生裂缝，就会导致空气中水汽和其余有害物质的侵入，导致钢筋锈蚀，钢筋锈蚀体积膨胀，反过来造成裂缝加剧、混凝土剥落等其他病害。而混凝土裂缝产生的原因更是复杂，按照不同的角度，就有多种分类。
混凝土桥梁从设计到最终使用寿命终结，任何一个环节出现问题，都有可能造成下面环节出现病害。作为桥梁设计工程师，首先在设计时保证结构受力一定合理，否则在后期的施工和使用阶段会由于配筋不合理，截面强度不够等原因产生各类结构裂缝。施工人员要保证施工质量，操作规范、严格按照流程，比如混凝土粗骨料粒径不能太大、坍落度不能过小、保护层不能太薄、振捣一定得充分，避免在后面阶段加上环境等各种因素共同作用下产生病害。在使用阶段，不出现超载现象。再者混凝土桥梁的养护也极其重要，据统计，国内外大量的混凝土桥梁退化很大一部分原因是由于养护没有得到重视造成的。
2混凝土桥梁预防措施
2.1桥梁上部结构加固技术
桥梁上部结构的常用加固方法有以下几种：
1）加大截面加固法，也称为外包混凝土加固法，是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。这种加固方法要求被加固的桥梁下部结构能够承受更多的自重，能够提供更高的承载力。通常情况下，以加厚桥面板或者加大主梁的梁肋宽度为主。该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，适用于较小跨径的T梁桥或者板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高，承载能力也取得较好的效果。但现场施工的湿作用时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2）喷混凝土加固法，该法是在原有结构上喷涂一层高品质的混凝土，以恢复对钢筋的保护，提高己剥离或变质的混凝土的强度，提供美观表面的功能，是目前常用的维修加固方法，但只能用于结构破坏非常轻微的桥梁构件中。
3）置换混凝土加固法，该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑的净空，但同样存在施工的湿作用时间长的缺点。适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
4）有粘结外包型钢加固法，该法也称湿式外包钢加固法，特点是受力可靠，施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于60℃以上的高温场所。适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
5）增设纵梁加固法，在墩台地基安全性能好，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁，新梁与旧梁相连接，共同受力。由于荷载在新增纵梁后的桥梁结构中重新分布，使原有梁中所受荷载得以减小，由此使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。
2.2桥梁下部结构加固技术
桥梁下部结构的常用加固方法有以下几种：
1）扩大基础加固法，即扩大桥梁基础底面积。此法适用于基础承载力不足或埋深太浅，而墩台又是砖石或混凝土刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度检算确定。当地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不均匀沉降变形过大时，采用扩大基础底面积的加固，主要由地基变形计算加以选定。
2）增补桩基加固法，即在桩式基础的周围补加钻孔桩，或打入钢筋混凝土预制桩，扩大原承台，以此提供基础的承载力，增强基础的稳定性，主要用于当桥梁墩台基底下有软卧层，或墩台基础未下至坚硬层时，墩台发生沉陷以及桩的深度不足，或由于水流冲刷等原因使桩发生倾斜的情况。
3）钢筋混凝土套箍或护套加固法。当桥梁墩台由于基础埋置深度不够，或因施工质量控制不严等原因，导致墩台开裂破损时，有时会出现贯通裂缝，可采用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。加固时一般在墩身上、中、下分设三道围带，其间距应大致相当于桥墩侧面的宽度。
4）桥台新建辅助挡土墙加固法。由于桥台台背水平土压力过大，引起桥台倾斜，应设法采取平衡桥台壁的土压力处理，在台背之后加建一挡土墙，以抵抗过大的压力。
5）墩台拓宽方法。利用旧桥基础，靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分，以便安装加宽的上部结构。此种情况为只加宽墩台上部的盖梁，墩台身和基础则不需予以加固。采用此法加宽墩台时，旧桥墩台基础必须完好、稳定，且需经过承载力验算后才能采用。否则，应在老桥的墩台旁，另新浇筑拓宽部分的墩台及基础。
参考文献
[1]蒙云,卢波.桥梁加固与改造.北京:人民交通出版社,2005.
[2]JTGH11-2004公路桥涵养护规范.
[3]李凤求,杨莉.桥梁加固技术探讨.湖南交通科技,2005,6:85.