橋梁常見病害與加固措施
2015-06-03
在橋梁使用過程中，了解橋梁的病害特征，加強日常養(yǎng)護，通過養(yǎng)護維修消除病害，恢復原設計功能，使橋梁經常處于完好的技術狀態(tài)，達到安全、耐久、適用的，是保證和延長橋梁使用壽命的一項不容忽視的工作，也是管理養(yǎng)護部門的主要職責。當橋梁結構無法滿足承載能力、通行能力的要求時，需要對橋梁進行加固或技術改造[1]。
1.影響橋梁使用性能的病害
1.1橋面不平整，線型不平順，橋梁振動過大
在車輛輪胎的不斷作用下，許多橋梁的橋面鋪裝層容易破損，特別是使用了數(shù)十年以上的舊橋，橋面鋪裝病害表現(xiàn)為坑凹不平、開裂、破損。例如，一些結構體系如T型剛構、連續(xù)梁橋在使用荷載、收縮徐變及預應力損失等綜合因素的作用下，跨中橋面下?lián)?，導致橋面線型不平順；又如在簡支梁橋的梁端接頭處和懸臂梁掛梁支點處的填縫材料，由于缺乏養(yǎng)護而產生脫落，且易遭受車輪的磨耗，從而出現(xiàn)較大溝槽、引起跳車及臨近梁段的振動、加劇構件的疲勞損傷。
1.2橋頭跳車
由于橋頭引道剛度相對較低，在車輛荷載作用下容易產生沉降，致使橋面與引道連接處不平整、不順適，從而使車輛駛過橋頭時產生跳車。橋頭跳車不但影響車速，降低行車質量，而且影響司乘人員的心理狀態(tài)，同時跳車產生的附加沖擊效應也會影響橋梁使用壽命。
1.3橋下過水不暢，橋面排水性能不良
一些橋梁由于養(yǎng)護不當，導致橋孔淤塞嚴重，在日常維修養(yǎng)護中又沒有及時清理疏浚河道，汛前也很少做泄洪準備，因此汛期一到，橋孔泄洪能力不足，可能出現(xiàn)橋梁被洪水沖垮等問題。另一方面，一些橋梁的排水坡度不夠、橋面不清潔或泄水管堵塞，導致雨后橋面積水較多、滲漏甚至于凍脹，橋面積水往往導致車輛過橋時泥漿飛濺，影響車輛行人的正常通過，嚴重時會加大橋梁的負荷，如遇梁體上緣開裂破損，還會使橋面積水滲透到箱梁內部、導致箱梁積水嚴重，影響到橋梁的安全性與耐久性[2]。
1.4伸縮縫破損，支座脫空
一些橋梁尤其是中小跨度梁橋，由于構造或維護不當，梁橋的伸縮縫容易出現(xiàn)破損、堵塞、頂死現(xiàn)象，如未能及時處理，最終會喪失伸縮功能，導致橋梁在環(huán)境溫度作用下會產生附加內力。此外，中小跨度梁橋、斜彎橋的支座出現(xiàn)的脫空、移位、拍擊、剪切變形過大、活動支座失去活動能力等病害也比較常見。
2.橋梁加固改造的基本技術要求
由于舊橋加固改造涉及的因素很多，通常迫切需要加固改造的橋梁都是地處交通要道，車輛通行密度大、荷載等級高，或修建年代久遠，荷載等級偏低，有不同程度缺陷和病害的橋。不少地區(qū)還因財力、物力及機械設備而受到種種限制。特別是個別主管部門往往有不正確的觀念，認為橋還在行車，可以維持一段時期，對橋梁加固改造的重要性和緊迫性認識不足，重視不夠，因而對交通部門提出的加固改造項目不予批準。從某種意義上來說，舊橋加固改造的難度甚至超過新建橋梁。因此，對現(xiàn)有橋梁的加固改造需要提出以下基本要求。（1）費用省，經濟效益高。（2）技術可靠，耐久性滿足使用要求，不留后患。（3）設備簡單，施工方便。（4）盡量不中斷或少中斷交通。（5）加固改造材料性能良好，養(yǎng)護工作量少。（6）盡量減少對原結構的損傷[3]。
3.目前橋梁加固改造的主要技術途徑
3.1加強薄弱構件
對于橋梁上有嚴重缺陷或因通行重型車輛而不能滿足安全承載要求的薄弱構件，通常是采取以新材料（噴射混凝土、混凝土、鋼板、玻璃鋼、鋼筋或碳纖維）增大主梁或主拱圈截面，用高標號水泥砂漿或環(huán)氧樹脂水泥砂漿封填裂縫，增設外部后張預應力筋，施加外部預應力，或用化學粘結劑粘貼附加構件的方法進行加固。
3.2增加輔助構件
當橋梁承載能力不足或因種種原因使橋梁遭到破損時，可以在原結構上增加新的受力構件，如增設縱梁、橫梁或拱肋等；也可以用新的預制構件替換原有結構上有嚴重缺陷面又不易修復的構件。替換構件時，必須設置足夠的臨時支撐，采取可靠的技術措施，以保證整個結構在施工中的安全。
3.3改變結構體系
改變結構體系主要是利用梁的連續(xù)作用或梁、板組合作用及拱梁組合作用改變結構的受力體系，改善結構的受力狀況，以提高橋梁承受活載的能力。如將簡支梁變?yōu)檫B續(xù)梁，將鉸接改為剛接，利用輔助墩、八字撐等將單跨梁變成多跨結構，以及在拱橋橋面上現(xiàn)澆一層鋼筋混凝土板，將拱式體系轉換為梁式體系等[4]。
3.4減輕恒載
減輕原橋上部構造的恒載，可以改善原橋的受力狀況，提高承受活載的能力。特別是在橋梁基礎承載力受到限制，不能滿足加固上部構造和提高活載所增加的承載力要求時，以減輕橋梁恒載的辦法來提高承受活載的能力是一種經濟有效的措施。如將實腹式拱橋改建為空腹式拱橋，更換拱上填料等。
3.5加固墩臺及基礎
有相當一部分橋梁的缺陷和病害是因墩臺或基礎問題引起的。對這類橋梁通常是采取用鋼筋混凝土箍套、用鋼筋混凝土拉桿和鋼拉桿施加外加預應力、增加樁基及頂推法等措施加固橋梁墩臺和基礎，改善墩臺和基礎的受力狀況，提高橋梁的承載能力。
4.結論
橋梁加固涉及的內容十分廣泛，是一項細致而又極具靈活性的工作，需要考慮的因素和涉及的問題很多，包含了橋梁實際狀況的檢測鑒定、加固設計計算、加固方案、施工工藝的比較選擇與投資效益的優(yōu)化等方面。在加固改造方案擬定時，無論是加固改造方案比較，還是加固方案的具體實施，都要做到盡可能不損害原結構，使加固補強的部分與原結構形成整體、共同工作，選擇可靠簡便的施工技術工藝。
