桥梁常见病害与加固措施
2015-06-03
在桥梁使用过程中，了解桥梁的病害特征，加强日常养护，通过养护维修消除病害，恢复原设计功能，使桥梁经常处于完好的技术状态，达到安全、耐久、适用的，是保证和延长桥梁使用寿命的一项不容忽视的工作，也是管理养护部门的主要职责。当桥梁结构无法满足承载能力、通行能力的要求时，需要对桥梁进行加固或技术改造[1]。
1.影响桥梁使用性能的病害
1.1桥面不平整，线型不平顺，桥梁振动过大
在车辆轮胎的不断作用下，许多桥梁的桥面铺装层容易破损，特别是使用了数十年以上的旧桥，桥面铺装病害表现为坑凹不平、开裂、破损。例如，一些结构体系如T型刚构、连续梁桥在使用荷载、收缩徐变及预应力损失等综合因素的作用下，跨中桥面下挠，导致桥面线型不平顺；又如在简支梁桥的梁端接头处和悬臂梁挂梁支点处的填缝材料，由于缺乏养护而产生脱落，且易遭受车轮的磨耗，从而出现较大沟槽、引起跳车及临近梁段的振动、加剧构件的疲劳损伤。
1.2桥头跳车
由于桥头引道刚度相对较低，在车辆荷载作用下容易产生沉降，致使桥面与引道连接处不平整、不顺适，从而使车辆驶过桥头时产生跳车。桥头跳车不但影响车速，降低行车质量，而且影响司乘人员的心理状态，同时跳车产生的附加冲击效应也会影响桥梁使用寿命。
1.3桥下过水不畅，桥面排水性能不良
一些桥梁由于养护不当，导致桥孔淤塞严重，在日常维修养护中又没有及时清理疏浚河道，汛前也很少做泄洪准备，因此汛期一到，桥孔泄洪能力不足，可能出现桥梁被洪水冲垮等问题。另一方面，一些桥梁的排水坡度不够、桥面不清洁或泄水管堵塞，导致雨后桥面积水较多、渗漏甚至于冻胀，桥面积水往往导致车辆过桥时泥浆飞溅，影响车辆行人的正常通过，严重时会加大桥梁的负荷，如遇梁体上缘开裂破损，还会使桥面积水渗透到箱梁内部、导致箱梁积水严重，影响到桥梁的安全性与耐久性[2]。
1.4伸缩缝破损，支座脱空
一些桥梁尤其是中小跨度梁桥，由于构造或维护不当，梁桥的伸缩缝容易出现破损、堵塞、顶死现象，如未能及时处理，最终会丧失伸缩功能，导致桥梁在环境温度作用下会产生附加内力。此外，中小跨度梁桥、斜弯桥的支座出现的脱空、移位、拍击、剪切变形过大、活动支座失去活动能力等病害也比较常见。
2.桥梁加固改造的基本技术要求
由于旧桥加固改造涉及的因素很多，通常迫切需要加固改造的桥梁都是地处交通要道，车辆通行密度大、荷载等级高，或修建年代久远，荷载等级偏低，有不同程度缺陷和病害的桥。不少地区还因财力、物力及机械设备而受到种种限制。特别是个别主管部门往往有不正确的观念，认为桥还在行车，可以维持一段时期，对桥梁加固改造的重要性和紧迫性认识不足，重视不够，因而对交通部门提出的加固改造项目不予批准。从某种意义上来说，旧桥加固改造的难度甚至超过新建桥梁。因此，对现有桥梁的加固改造需要提出以下基本要求。（1）费用省，经济效益高。（2）技术可靠，耐久性满足使用要求，不留后患。（3）设备简单，施工方便。（4）尽量不中断或少中断交通。（5）加固改造材料性能良好，养护工作量少。（6）尽量减少对原结构的损伤[3]。
3.目前桥梁加固改造的主要技术途径
3.1加强薄弱构件
对于桥梁上有严重缺陷或因通行重型车辆而不能满足安全承载要求的薄弱构件，通常是采取以新材料（喷射混凝土、混凝土、钢板、玻璃钢、钢筋或碳纤维）增大主梁或主拱圈截面，用高标号水泥砂浆或环氧树脂水泥砂浆封填裂缝，增设外部后张预应力筋，施加外部预应力，或用化学粘结剂粘贴附加构件的方法进行加固。
3.2增加辅助构件
当桥梁承载能力不足或因种种原因使桥梁遭到破损时，可以在原结构上增加新的受力构件，如增设纵梁、横梁或拱肋等；也可以用新的预制构件替换原有结构上有严重缺陷面又不易修复的构件。替换构件时，必须设置足够的临时支撑，采取可靠的技术措施，以保证整个结构在施工中的安全。
3.3改变结构体系
改变结构体系主要是利用梁的连续作用或梁、板组合作用及拱梁组合作用改变结构的受力体系，改善结构的受力状况，以提高桥梁承受活载的能力。如将简支梁变为连续梁，将铰接改为刚接，利用辅助墩、八字撑等将单跨梁变成多跨结构，以及在拱桥桥面上现浇一层钢筋混凝土板，将拱式体系转换为梁式体系等[4]。
3.4减轻恒载
减轻原桥上部构造的恒载，可以改善原桥的受力状况，提高承受活载的能力。特别是在桥梁基础承载力受到限制，不能满足加固上部构造和提高活载所增加的承载力要求时，以减轻桥梁恒载的办法来提高承受活载的能力是一种经济有效的措施。如将实腹式拱桥改建为空腹式拱桥，更换拱上填料等。
3.5加固墩台及基础
有相当一部分桥梁的缺陷和病害是因墩台或基础问题引起的。对这类桥梁通常是采取用钢筋混凝土箍套、用钢筋混凝土拉杆和钢拉杆施加外加预应力、增加桩基及顶推法等措施加固桥梁墩台和基础，改善墩台和基础的受力状况，提高桥梁的承载能力。
4.结论
桥梁加固涉及的内容十分广泛，是一项细致而又极具灵活性的工作，需要考虑的因素和涉及的问题很多，包含了桥梁实际状况的检测鉴定、加固设计计算、加固方案、施工工艺的比较选择与投资效益的优化等方面。在加固改造方案拟定时，无论是加固改造方案比较，还是加固方案的具体实施，都要做到尽可能不损害原结构，使加固补强的部分与原结构形成整体、共同工作，选择可靠简便的施工技术工艺。
