桥梁维修加固措施失效原因分析

赵帅 王祎琳

西安市东郊市政设施养护管理有限公司 陕西 西安 712000

摘要：在桥梁网结构得到改善、桥梁里程快速增长的同时，桥梁的数量也在加倍增长，但桥梁“老龄化”现象不断加剧，桥梁病害呈多发和加剧趋势，越来越多的桥梁面临维修加固。

关键词：桥梁维修；加固措施；桥梁病害

1.桥梁病害与产生原因

1.1桥梁常见病害

1.1.1裂缝

裂缝是最常见的桥梁病害类型，其产生原因包括：混凝土浇筑完成后，在强度不断形成时，温度急剧变化，导致内部产生一定拉应力，当此拉应力超过混凝土强度时，混凝土将被拉裂；混凝土浇筑开始前水分大量流失，例如拆模时间过早、模板大量吸水或产生漏浆、混凝土出现明显的泌水现象、水泥在水化反应中大量放热、混凝土凝结速度过快、气候干燥等都有可能引起混凝土裂缝；浇筑完成后，混凝土在不断硬化时发生下沉，当遇到钢筋或预埋件后，将产生裂缝。

1.1.2混凝土碳化与钢筋锈蚀

混凝土碳化是指混凝土中的碱和进入混凝土内的二氧化碳或其他呈酸性的气体反应。通常情况下，混凝土为碱性，会在钢筋表面产生一层碱性薄膜，使钢筋避免受到酸性介质影响，起到良好的保护作用。但混凝土碳化后，将导致碱性大幅降低，破坏保护膜，此时受水分与其他有害介质作用后，将导致钢筋锈蚀。

1.1.3剥蚀

按照产生机理，可将剥蚀现象分为以下几种：冻融剥蚀、冲磨与空蚀、水质剥蚀和风化剥蚀。其中，冻融剥蚀是在水饱和或相对潮湿的条件下，因温度持续变化，导致混凝土中的空隙水因为冻结使体积膨胀，而在溶解时又松弛，反复如此产生一定疲劳应力，使混凝土产生由外至内的剥蚀现象。该现象一旦发生将使墩台和梁板等结构实际截面积明显减少，引起钢筋锈蚀，使老化速度加快，降低结构承载力与稳定性。冲磨侵蚀的面积通常较大，且具有连续性。空蚀主要产生于墩台表面部分位置，其他部位往往完好，蚀坑的深度有时可以达到数厘米。当冲磨剥蚀或空蚀不断发展时，将有可能导致大面积破坏。水质剥蚀主要包括碱类侵蚀、酸类侵蚀与硫酸盐类侵蚀。风化剥蚀属于常见剥蚀现象，一般情况下危害都不大，属于轻微剥蚀，混凝土结构处在大气中，可能发生风化剥蚀。

1.2病害原因分析

1.2.1封缝灌缝失效原因

（1）封缝灌缝有效性与年份长短存在一定关联，当封缝年份超过6～8年时，结构胶普遍老化，环氧失效。（2）环境对封缝灌缝有效性的影响较大，潮湿环境较干燥环境易失效。（3）施工原因影响封缝灌缝有效性，主要有：基面处理、施工时间的选择和原材料控制等。

1.2.2缺陷修复失效原因

（1）从加固部位看，上部结构有效率低，主要受动荷载作用。（2）从加固材料看，水泥砂浆有效率低，其可涂刮性和抗流挂性不及环氧类材料。

1.2.3粘贴钢板失效原因

（1）粘贴钢板有效性与外在环境存在一定关联，存在水迹部位钢板易空鼓失效，与结构胶老化、环氧失效有关。（2）钢板面积越大，厚度越厚，其有效率相对较低。（3）每平方钢板螺栓数量增多，其有效率相对变高。

2.桥梁加固技术

2.1锚喷混凝土加固法

利用锚喷混凝土对桥梁进行加固主要是对构件截面进行增加，内力计算方法与增加构件截面相同，在加固过程中应该遵循以下原则:①由于后喷的混凝土恒载依旧作用在之前的构件之上，因此，无论是前期喷洒的混凝土还是后期喷洒的混凝土，恒载内力的计算都应该按照构件的截面模量进行计算;②新增加的混凝土标号与之前的存在一定的差异，在钢筋上也会有所差异，因此在计算活载内力的过程中应该结合整体的截面模量;③加固设计工作在进行之前需要针对桥梁结构采用级数更高的方法，按照低强度的方式来计算相关数据;④在利用锚喷混凝土进行施工的过程中，混凝土的运输和浇筑等都需要融合为一道工序。在使用锚喷混凝土加固的过程中可以通过输料软管的作用在一些狭小的工作区内完成较为复杂的结构喷射。相对来说，喷射混凝土的设备和工序都相对简单，更加节省劳动力，有着非常广泛的实用性，在施工过程中可以加入外加剂和其他的集料能够极大地提高喷射混凝土的综合性能。

2.2体外预应力加固法

采用体外预应力法对桥梁进行加固能够使桥梁的承载能力得到不断提高，根据其作用机理能够发现，在桥梁外部布置的撑杆和拉杆都能够与桥梁本身进行更好的锚固连接，对其施加预应力的方式能够不断提高桥梁的承载能力，这样就能够将原先的受力情况进行改变，有效地减小了构件的压力，从而使桥梁从整体上提高承载能力。在实际操作的过程中，最常见的加固方法是下撑式加固，下撑式拉杆式加固能够对原先的主梁进行加强处理。不过在使用加固方法的过程中需要注意水平拉杆的张拉作用会带动其下部滑块不断的位移，当水平拉杆的张拉力到一定程度之后，需要对其两端进行固定，从而完成整个加固过程。

2.3裂缝处理技术

裂缝处理技术主要有喷涂法、表面处理法以及注浆法等，其中的注浆法和表面处理法对于桥体表面裂缝处理效果显著，借助于在缝隙部位涂抹防水材料，能够最大程度地提升裂缝的修复效果，同时整个的操作也极为便捷，相对来说可在多种条件下广泛应用。喷涂法对于表面处理较小的情况比较适宜，而当桥体裂缝较大或是表面处理过宽时，一般应采用注浆法或填充法。此类方式主要是在裂缝部位填充化学补强剂，以起到对修复和填补的效果;对于注浆法，其主要是以树脂材料注入桥体裂缝为准实施修复，因注入材料有很强的防水性能且抗氧化功能显著，因此，在处理桥梁裂缝方面往往会将其放在突出位置。

2.4抗洪防治技术

桥梁的抗洪处理一般应侧重在桥墩部位，因此处受到洪水冲刷的程度较深，防撞板是该部位加固处理中经常会采用的一类方式。这样不仅能够减弱洪水以及泥石流等对桥墩部位的冲击，而且能最大程度提升泄洪的能力，这样也就达到了对于桥墩部位的有效保护。而在具体施工的过程中则应与现实的施工环境以及相关要求保持一致，防护区域以及防撞板的结构设置等都应保证科学合理，这样最终所达到的效果才会更为理想。

2.5加固压浆技术

（1）为确保压浆加固技术在实施前各环节的施工质量，必须全面检查各环节的技术实施情况，以避免体外预应力法在桥梁加固中出现问题。

（2）桥梁体外预应力加固施工工艺各不相同，所需压浆密度和时间也各不相同，为保证加固施工质量，需在施工前进行模型试验，以保证其顺利实施。

（3）在保证密实度和均匀性合理的前提下，还应保证强化压浆工艺的稳定性，同时应根据强化压浆工艺的实际情况，合理设置强化压浆压力，以满足工程需要。

结语

总而言之，桥梁的建设对我国经济的发展起到了巨大的促进作用，为保证人们出行的安全，在桥梁的使用过程中，应重视桥梁的养护与加固。桥梁加固施工中，应根据实际情况选择正确的加固方法，确保桥梁的承载力，从而延长其使用寿命。

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