橋樑病害原因分析與加固策略研究

橋樑病害原因分析

對橋樑進行加固之前，應充分了解橋樑結構發生病害的原因，為加固方案的制定提供必要的依據。除了因荷載驟然作用於橋樑導致橋樑主體結構斷裂的嚴重病害外，普遍存在的橋樑病害還有：鋼筋鏽蝕、沖刷、蜂窩、剝落、撞損、裂縫等。在諸多病害中，橋樑裂縫是最常見的病害之一，也是制約橋樑持久力與承載能力的主要因素。因混凝土裂縫造成橋樑內鋼筋表層保護膜破壞，導致外界空氣侵入後鏽蝕鋼筋，是引起橋樑構建破壞的最主要原因。導致橋樑病害的詳細原因如下：

建設與運營引發的病害

在公路橋樑的建設中，設計存在缺陷、鋼筋配置及截面尺寸不合理、施工技術不達標、材料質量不合格等，都可能使橋樑在使用初期就存在質量問題。混凝土橋樑在運營過程中，混凝土干縮、漸變現象以及預應力構建的損傷是不可規避的問題，這些問題也都可能引發橋樑裂縫的產生及應力構建強度的降低。另外，橋面磨損、車輛碰撞、交通超載等人為損壞也非常普遍。

環境因素造成的病害

寒冬酷暑的洪水、氣候、溫度等因素對橋樑外部結構產生影響。選成混凝土橋樑劣化現象發生。與此同時，周圍環境中腐蝕性物質也會對橋樑結構產生腐蝕作用，造成混凝土結構強度降低，提高鋼筋鏽蝕病害的發生機率。諸多原因交互作用。形成惡性循環。導致橋樑的損傷與劣化。較為普遍的劣化現象有：鋼筋鏽蝕、沖刷、蜂窩、剝落、撞損、裂縫等。裂縫是混凝土橋樑中最為多見的劣化現象，鋼筋鏽蝕是破壞橋樑預應力構建的主要因素。

超載現象引起的病害

車輛超載對橋樑造成的損害十分嚴重，從2006年以來，我國很多幹線的公路橋樑發生了不同程度的損壞與病害，橋樑表面大面積呈現凸凹不平的狀況，並引發鋼筋外露及鏽蝕、斷裂、裂縫狀況。以上病害發生的主要原因都是車輛嚴重超載引起的。超載車輛產生巨大的剪力及彎矩，引起橋樑的剪力破壞及彎曲過大，出現彎曲裂縫，最終造成橋樑支座附近出現剪切裂縫。超額荷載會造成裝配結構橋樑的鉸縫處混凝土被破壞，導致單塊板過大受力，引起橋板折斷，產生安全隱患，嚴重影響橋樑堅固度及行車安全，如果不積極採取補救措施，很可能引發重大交通事故。

橋樑加固策略

裂縫填充技術

對混凝土裂縫填充的目的，是恢復橋樑結構的耐久性及防水性，所用到的技術主要有：

（1）表層修補法。對較小的橋樑裂縫，可採取對裂縫表層塗抹防水物質及填料的方式進行處理，以增強裂縫處的耐久性及防水性。對於較大的裂縫，且裂縫有擴大趨勢的地方，應選用伸縮性強的材料對其進行填補。

（2）注漿法。注漿法是在橋樑裂縫中填充水泥或樹脂類物質，以此來提升橋樑的耐久性及防水能力。通常可選用的主要材料為：環氧樹脂。在注入時，應選擇低速低壓式注入法。鋼釘與環氧樹脂注入法同時使用的話，可大大增強橋樑裂縫位置的整體性，是一種預防裂縫惡化的最佳方法。

（3）填充法。填充法是適合修復大裂縫的方法，在具體操作中應沿著橋樑裂縫開鑿出一條深槽，接著在深槽中填充各種粘性材料。比如瀝青、環氧樹脂。膨脹水泥、水泥砂漿及多種化學加固劑等。

（4）噴塗法。噴漿修復法是一種將橋樑裂縫鑿毛處理後，再在其表層噴射粘度高且密實的水泥砂漿，以保護裂縫的修復方法。需要注意的是，在噴漿之前，應將裂縫表層的剝離物去掉，再用清水洗凈，且在噴漿前一定要將基層洒水濕潤然後再噴漿，這樣就使漿液很容易粘附在裂縫表面，很好地起到保護作用。

（5）粘結鋼板法。當橋樑的鋼筋構建出現應力裂縫時，應先對裂縫進行處理，再用粘結板貼在裂縫處，並利用膨脹螺栓為鋼板加壓，應注意鋼板的粘結方向必須與裂縫保持垂直。

結構加固技術

對橋樑結構的加固技術有：外部粘貼、加大截面、增設縱梁、改變結構以及外部應力等加固法，楚天聯發現在就詳細分析一下這些結構加固技術。

1、加大截面法，是採用擴大橋樑構建截面面積的形式。對橋樑結構進行加固的方法。依據橋樑凈空條件及荷載大小不同。通常可分為兩種方案，即加配鋼筋及加大截面面積。

2、外部粘貼法，是藉助環氧樹脂等粘接劑將玻璃鋼，型鋼等物質粘在橋樑結構外部，從而提升整體結構承載能力的方法。一般用在構建尺寸受限，但又須提升橋樑結構承載力的情況中。在具體操作過程中，應確保粘結劑質量。

3、外部應力法，是利用應力的基本原理，在新增構建或原構建基礎上添加一定的初始應力，以鞏固橋樑結構的加固法，通過對受拉區增加應力，可有效減弱橋樑本身的部分應力，發揮縮減裂縫寬度，減少跨中撓度的作用。

4、改變結構法，是採用增加橋墩或支撐的方式，在橋樑下增加鋼架等疊合梁及勁梁，將簡支變成連續狀態，適當縮小橋樑中控制截面的彎矩。以提升橋樑承載力的加固法。

5、增設縱梁法，是在確保橋樑的台基及橋墩穩定的前提下，增加剛度大及承載力高的新縱梁，使舊梁和新梁共同承載荷載。因為運行中的車輛荷載在新的橋樑結構中會重新分布，使舊梁所承載的荷載減少，最終使橋樑的整體承載力及剛性大幅度提高。該方法多用於橋樑基礎結構較好，但承載力不能滿足需求的情況中。