公路桥梁加固的主要方法及病害

1 引起桥梁病害的原因分析

桥梁结构的病害表现形式多种多样，引 起病害的原因错综复杂。由于河床屡遭洪水 冲刷，河床底部加深，桥梁墩台基础外露、 冲空，产生不均匀沉降，导致桥台、拱圈产 生附加应力而出现开裂，有的甚至出现开合 现象；有的桥梁由于桥台较高，受行车及台 后土压力的作用，桥台出现开裂、凸肚等病 害；桥面混凝土铺装层由于使用时间长加之 重车作用，导致开裂、剥落等病害。从引起 病害的原因来分析，可以将其划分为两大 类：

1．1 由环境作用引起的混凝土结构损 伤与破坏由于混凝土的缺陷(例如裂隙、孔 道、气泡、孔穴等)，环境中的水及侵蚀性 介质就可能渗入混凝土内部，与混凝土中某 些成分发生化学、物理反应，引起混凝土损 伤，影响结构的受力性能和耐久性。

1. 2荷载作用或设计、施工不当造成的 混凝土结构损伤由于超载作用引起的裂缝， 动力冲击作用引起疲劳破坏。构造措施和施 工方法不当引起结构裂缝等。

2 引起结构裂缝原因的分析

实践表明，混凝土结构的任何损伤与破 坏，一般都是首先在混凝土中出现裂缝。所 以，对混凝土结构的损伤检测，首先应从对 结构的裂缝调查、检测与分析人手。混凝土 结构的裂缝是由材料内部的初始缺陷、微裂 缝的扩展而引起的。引起裂缝的原因很多， 但可归纳为两大类：

2．1 由外荷载引起的裂缝 由外荷载引起的裂缝称为结构性裂缝 (又称为受力裂缝)，其裂缝的分布及宽度与 外荷载有关。这种裂缝的出现，预示结构承 载力可能不足或存在（此词被过滤）严重问 题。

2．2 由变形引起的裂缝 由变形引起的裂缝称为非结构性裂缝， 如温度变化、混凝土收缩等因素引起的结构 变形受到限制时，在结构内部就会产生拉应 力，当此应力达到混凝土抗拉强度极限值 时，即会引起混凝土裂缝，裂缝一旦出现， 变形得到释放，拉应力也就消失了。 两类裂缝有明显的区别，危害效果也不 相同，有时两类裂缝融在一起。X,-I"裂缝 原因的分析是裂缝危害性评定，裂缝修补和加固的依据，若对裂缝不经分析研究就盲目 进行处理，不仅达不到预期的效果，还可能 潜藏着突发性事故的危险。

3 公路桥梁加固的主要办法

结合桥梁组成部分，适合这些桥梁的加 固办法如下。

3.1塞缝灌浆 塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥 (砂)浆、环氧树脂(砂)浆，通过喷浆机按一 定压力灌入结构物缝隙内，起到填塞裂缝、 避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。 裂缝在桥梁病害中较为普遍，产生裂缝的原 因很多，也很复杂。结构物一旦出现裂缝， 其受力截面发生应力重分布，也就意味着受 力有效截面变小，结构应力增大，承载能力 降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝 填满，使力的作用、传递尽可能恢复到原状 态。 塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结 构裂缝，灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧 树脂浆、环氧树脂、砂浆等，具体采用哪一 种，应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用 于石砌墩、台和拱圈裂缝，由裂缝的大小来 决定灌浆中是否掺砂，采用水泥(砂)浆造价 低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝 土结构物，因为钢筋混凝土构件产生的裂缝 较小，易灌满，黏结性好；环氧树脂砂浆多 用于桥面裂缝。 塞缝灌浆的通常做法是：先用1：1水泥 砂浆勾缝，勾缝时须预留直径约6～8mm的 灌浆孔，孔距视裂缝宽度而定，缝宽处孔距 为0.6～1.0m，缝小处孔距为0.4～0.6m。 待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋 混凝土梁的裂缝较小，用环氧树脂勾缝，凡 大于0.2mm的裂缝都要留孔灌浆，孔距一 般为0.25～0．30m，灌浆方法与灌水泥浆 大致相同。在公路旧桥加固中，塞缝灌浆是 综合处治的方法之一，用得比较普遍，通过 试载及使用观察，效果较好。

3．2 上部结构改建 在调查研究旧桥的基础上，经过技术、 经济比较，采用充分利用原桥进行拼宽，利 用桥台将拱式结构改为板式结构加固方法，使其满足超限运输要求。

3．2．1 拼宽原桥 对验算不能满足超限运输要求的旧桥， 经技术经济比较后，按实际通过的超限运输 荷载设计拼宽桥梁，以确保超限运输安全。

3．2．2 利用原桥台改拱式结构为板式 结构 对于小跨径石拱桥，由于拱圈厚度不能 满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀 沉降，致使拱圈开裂，降低承载能力，可采 用此办法。

3．3旧桥下部结构加固

桥台特别是高度较大的桥台，受行车荷 载和土压力作用，常见病害有桥台开裂、凸 肚，翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较 小，水流不大的石拱桥，我们采用在桥跨内 加钢筋混凝土框架进行加固。

3．4旧桥基础加固 桥梁基础特别是天然地基上的浅基础， 由于埋置深度较浅，易受河水冲刷而淘空。 受河水改道冲刷桥梁引道，导致桥台基础冲 空，引道被毁。桥梁地基局部软弱，致使桥 台发生不均匀沉降，引起桥台开裂等。针对 以上病害，我们采取对河床用浆砌片石进行 铺砌，上游河床设置丁坝，打木桩扩大桥台 基础等方法进行加固。 对于跨径较小的桥梁，由于河水改道， 洪水直接冲刷桥台基础，导致基础冲空甚至 掉脚，可采取在桥跨范围内满铺15号片石混 凝土的方法进行加固，铺砌厚度为30cm， 铺砌两端设置截水墙，截水墙的深度为 1m，宽度为0.6m。采用该法共加固桥涵8 座。对于桥梁上游河床变迁、水流改道，洪 水直接冲刷桥台基础和桥台引道，导致桥台 基础冲空、引道被毁的桥梁，采取在桥梁上 游适当位置设置丁坝等调治构造物，将河水 导入主河道。

3．5桥面铺装层的加固 桥面铺装层开裂或剥离等病害，对于 钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀，减弱桥 梁的横向整体性；对于石拱桥，由于桥面雨 水下渗，加大了拱上填料的含水量，使拱圈 出现渗水现象等；同时由于桥面铺装层的破 损，引起桥面平整度差，车辆通行时，使桥 梁产生震动，对桥梁产生不利影响，同时又 加重了桥面铺装层的病害。根据桥梁的具体 情况，采用不同的加固方法，对于使用年限 长、破损严重的采用拆除、修复的加固方 案。而对于病害较轻，使用年限短，且混凝 土强度仍符合设计要求的则先处治病害，在 不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥 青碎石层的方案。

4.结语

因为旧桥的维修加固，没有现成的规 范，更没有可供使用的标准图，桥梁的病害 又错综复杂，因此，在调查研究旧桥的基础 上，经过技术经济比较，注意各种加固方法 的综合利用，将加固补强工作量压缩到最 少，使旧桥继续发挥固有的使用功能，以保 证公路交通畅通无阻。

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