1、简述公路桥梁的缺陷成因及加固措施摘要：桥梁作为公路的重要组成部分，是交通运输的枢纽，随着交通运输量的提高，行车密度以及车辆载重越来越大，桥梁在交通工程中发挥的重要性与日俱增。当它投入使用一定时间后，往往由于设计的局限和施工的欠缺，使其难以适应日益繁重的交通量，而且随着运输设备的高速发展和车轮负载的不断增长，使桥梁常常处于超负荷运行的状态，从而逐步成为交通运输线上的“瓶颈” 。为此，本文针对桥梁在处于超负荷运行状态时成为交通运输的“瓶颈”这一难题，剖析桥梁缺陷成因，存在问题的部位和主要解决的问题，提出必要的技术方法和相关的新材料。 关键词：公路桥梁 公路 桥梁 枢纽 缺陷 高速 交通运输 混凝土
2、 中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号： 一、公路桥梁的常见缺陷表现 1.桥面铺装缺陷 1.1 常见的桥面铺装病害有沥青混凝土铺装层开裂、推移、坑槽唧浆、车辙、拥包等。 1.2 连续桥面过早损坏：施工不规范、不认真，造成连续桥面有纵向或横向开裂，此类情况比较普遍； 1.3 桥面混凝土纵向裂缝： 1.3.1 梁板安装有关； 1.3.2 支座不密贴、铰缝填贯不密实等； 1.3.3 桥面混凝土质量不好； 1.4 复合桥面沥青混凝土铺装过早损坏； 1.4.1 沥青混凝土质量不好； 1.4.2 桥面排水不畅；沥青混凝土结构层内长期积水； 1.5 桥面伸缩缝不与桥面同宽； 1.6 铰缝施工： 1
3、.6.1 用高标号砂浆填塞缝宽较窄的铰缝下部； 1.6.2 用不低于梁板标号的混凝土填灌铰缝上部，并振捣密实、平整，其高度与梁板齐平； 1.6.3 在尚未浇筑桥面混凝土前，禁止汽车和筑路机械通过。 2.伸缩缝缺陷 在我国，由于伸缩缝的应用时间迟，没有成熟的施工技术及经验，盲目认为水对混凝土没有多大危害，因此以前使用的伸缩缝基本上没有防水性能，由伸缩缝处渗漏下的水往往流到梁端，再流到帽梁，对梁端和帽梁顶部混凝土产生严重的腐蚀。常见的伸缩缝病害有靠背混凝土破坏、抵拢、离骨、型钢断裂等，桥面铺装和伸缩缝破损严重，桥面水渗入梁体，导致梁体纵向钢筋锈蚀膨胀，底板沿纵向开裂；施工阶段张拉预应力过大，横向主
4、拉应力过大所致；施工时空心板预制抽胶管时水没有排净，冬季冻胀造成板底开裂。 3.梁体混凝土裂缝缺陷 我国公路桥梁多采用混凝土结构，而裂缝是混凝土结构土结构最常见的病害。混凝土外观质量是混凝土密实的表观体现,好的外观质量不能依靠事后的装饰获得,而须与追求混凝土的内在质量相统一。混凝土外观质量控制是一个系统工程,须对混凝土施工过程中的每一个环节严格按照设计要求和施工规范进行控制,并根据实际出现的问题不断加以改进。裂缝宽度到达一定程度后会加速该位置的钢筋锈蚀，锈胀作用可能致使混凝土脱落，使更多钢筋外露。同时会降低梁体的刚度，严重的会危及桥梁的使用。纵向裂缝的存在加剧了钢筋的锈蚀，影响混凝土结构的耐久
5、性。 4.上部结构横向联系缺陷 常见的上部结构横向联系病害有板梁铰缝渗水、单梁受力，T 梁横隔板开裂破坏。 二、公路桥梁的缺陷及成因 1.混凝土桥梁结构表层缺陷及成因 1.1 蜂窝：施工不当所致，混凝土灌注中缺乏应有的振捣，分层灌注时违反操作规程，运输时混凝土产生离析，模板缝隙不严，水泥砂浆流失等。 1.2 露筋：施工质量不好，如灌注时钢筋保护层垫块位移，钢筋紧贴模板，保护层处混凝土漏振或振捣不实。 1.3 麻面：施工时采用模板表面不光滑，模板湿润又不够，致使构件表面混凝土内的水份被吸去。 1.4 空洞：结构上钢筋布置过密，施工时混凝土被卡住，又未充分振捣就继续灌注上层混凝土，此外，严重漏浆亦
6、能产生空洞。 1.5 磨损：混凝土强度不足，表层细骨料太多，车轮磨损，高速水流冲刷，水流中又夹杂大量砂石等推移质或冰凌等漂浮物。 1.6 锈蚀、老化、剥落：保护层太薄，结构出现裂缝，雨水浸入，钢筋锈蚀膨胀引起剥落，严寒地区冰冻及干湿交替循环作用，有侵蚀性水的化学侵蚀作用。 1.7 表层成块脱落：外界作用。 1.8 构件变形、接缝不平：施工不善或荷载作用下形成的变形等。 2.混凝土构件裂缝缺陷及成因 2.1 钢筋混凝土简支梁桥常见裂缝有网状裂缝、下缘受拉区的裂缝、腹板上的竖向裂缝、腹板上的斜向裂缝、运梁不当引起的上部裂缝、梁端上部裂缝、梁侧水平裂缝、梁底纵向裂缝。 预应力混凝土梁、悬臂梁和连接梁
7、桥的常见裂缝有先张法梁梁端锚固处的裂缝、后张法梁梁端锚固处的裂缝、腹板收缩裂缝、悬臂梁剪切裂缝、悬臂箱梁锚固后接缝中的裂缝、底板裂缝、箱梁弯曲裂缝、连接梁弯曲裂缝、合拢浇筑段的裂缝、预应力梁下翼缘的纵向裂缝。 2.2 构件裂缝产生的主要原因有四方面：一是与材料性质有关的因素，如水泥的反常凝固，混凝土的离析与泛浆，水泥的反常膨胀，骨料中含有泥土，使用了反应性骨料或风化岩、混凝土干燥收缩。二是与施工有关的因素，如混合料搅拌不均匀，搅拌时间过长，用泵压送时水泥量及用水量的增加，灌注顺序的差错，灌注速度太快，振捣不充分，配筋混乱，保护层厚度不够，施工缝处理不当，模板变形，漏浆，支架下沉，脱模过早，硬化
8、前受振动和荷载作用，初期养生中急剧干燥，养生初期冻害。三是与环境条件有关的因素，如周围环境与湿度的变化，构件内外温度的差异，反复冻融，内部钢筋锈蚀，因火灾而使混凝土表面受高温熏烤，受盐类的化学腐蚀。四是与构造、外力有关的因素，如设计荷载以内的荷载，设计荷载以外的荷载，以地震力为主的荷载，截面尺寸及钢筋用量不足，结构物不均匀下沉。 3.桥梁墩台的常见裂缝缺陷 3.1 墩台网状裂缝（由于混凝土收缩干燥起或混凝土内部水化热和外部气温的温差及日气温变化影响和日照影响而产生的温度拉应力） 。 3.2 从基础向上发展至墩台上部的裂缝（基础松软产生不均匀沉降造成） 。 3.3 墩台身的水平裂缝（多为混凝土贯
9、注不良所引起） 3.4 翼墙和前墙断裂的裂缝（往往由于墙间的填土不良。冻胀或基层承载力不足，引起下沉或外倾而产生开裂） 。 3.5 由支承垫石从下向上发展的裂缝（主要是由于墩台帽在支承垫石下未布置钢筋所致或可能受到较大的冲击力） 。 3.6 桥墩墩帽顺桥轴线横贯墩帽的水平裂缝（主要是局部应力所致，因梁和活载的作用力集中地通过支座传至桥墩，使其周围墩顶其他部位产生拉应力） 。 3.7 双柱式桥墩下承台的竖向裂缝（由于桩基下沉不均匀或局部应力所致） 。 3.8 支承相邻不等高的墩盖梁、雉墙上的竖向裂缝（由于局部应力所致） 。 3.9 墩台盖梁自上而下的垂直裂缝（桩基下沉不均匀而引起盖梁上的不均匀受
10、力） 。 3.10 镶面石突出的裂缝（由于镶面石与墩台连接不良所引起） 。 3.11 悬臂桥墩角隅处的裂缝（由于局部应力引起） 。 4.钢筋混凝土桥面板缺陷及成因 混凝土开裂、混凝土剥离，断面破损、钢筋外露、锈蚀，混凝土质量下降，异常变形等。这些是由于荷载增大（构件承载力不足） ，构造上的缺陷（桥面板端部等） ，支撑结构不完整（主梁等构件刚度不足等） ，施工上缺陷（保护层不够、蜂窝麻面等） ，气象作用（冻融作用、化学作用、盐腐蚀等） ，灾害（地震、火灾、受落下物撞击等） ，徐变及收缩过大等。 三、公路桥梁的加固措施 1.桥面铺装病害维修加固方法 1.1 局部挖补：对于桥面铺装层局部的坑槽唧浆，
11、可以采用局部挖补的维修措施。 1.2 对于铺装层损坏严重的，采用铺装层改造处理：剔除原桥面铺装层至梁顶，并清理干净；加厚水泥混凝土铺装层，一般采用 15cm厚 C40 防水水泥混凝土；布设双层桥面钢筋网。植筋。在梁顶植筋，与钢筋网焊接；增设桥面防水层。在放水层施工前对水泥铺装进行凿毛处理，要保证凿毛质量，以水泥混凝土露出粗骨料为准，之后清理干净；摊铺 45cm 厚 AC-13 改性沥青混凝土。 2.伸缩缝病害维修加固方法 伸缩缝更换与新建桥梁伸缩缝安装方法基本相同，这里主要介绍不同点：剔除原有混凝土要彻底，不能有松散的混凝土，锯缝时应注意要把沥青混凝土路面切透，以免开槽时缝处的沥青混凝土有松动
12、；锚固钢筋的处理。尽量保留原梁体的预埋钢筋，但是维修更换中，能够利用的钢筋较少，这就要通过植筋补齐，植筋一般采用 16 二级钢筋，要保证植筋深度和强度；增设钢筋网。桥面钢筋网伸入到伸缩缝混凝土中，并与伸缩缝锚固环焊接。 3.混凝土梁体裂缝维修加固方法 当裂缝宽度在超限范围以内时，通常采用裂缝封闭方法进行处理，在这里我重点介绍下当裂缝宽度超限时，裂缝的处理方法。 3.1 粘贴钢板法：采用环氧树脂或建筑结构胶，将钢板直接粘贴在被加固的钢筋混凝土结构物的受拉区或抗剪薄弱部位，使之与被加固结构物形成整体共同受力，以提高结构的刚度，改善其受力状态，限制裂缝的开展，提高结构的承载力。 粘贴钢板工艺流程如下
13、：钢板制作基底处理卸荷配胶粘贴固定及加压固化检验防腐处理。其中基底处理十分关键，它关系到钢板与被加固混凝土梁体之间的粘结是否牢靠，两者是否能共同工作。 3.2 粘贴纤维法：它是利用树脂类粘结材料将纤维布（片材）粘贴于混凝土表面，利用其良好的抗拉性能达到结构修补加强的目的。 4.上部结构横向联系病害维修加固方法 横向联系对于装配式梁桥来说至关重要，如果横向联系结构破坏，就会形成单梁受力，加速结构的破坏。 4.1 板梁铰缝：对于板梁铰缝损坏、单梁受力的情况，我们通常采取剔除损坏的铰缝混凝土，在铰缝内加设钢筋，同时在相邻板梁间植筋使之彼此连接，然后重新浇注高标号的混凝土。 4.2 T 梁横隔板：T
14、梁横隔板病害多出现在干接头形式中。 4.2.1 干接头改造。我们通常的做法是将干接头改造成湿接头。做法是首先凿除干接头一定范围内的混凝土（视横隔板尺寸而定） ，然后利用与原横隔板钢筋同规格的钢筋将开焊、断裂的钢筋进行焊接，同时在横隔板下缘再适当增加受力钢筋，然后吊模浇筑水泥混凝土灌浆料（其有免振、快硬、高强的特点） 。 4.2.2 横向预应力。顾名思义，就是在横隔板处，沿横桥向方向施加一定的预应力，以抵抗过大的弯矩。首先在横隔板处的 T 梁腹板下缘打孔，穿过螺纹钢筋或钢绞线，设置钢垫板，利用千斤顶等施加设计的预应力，使用锚具进行固定，最后利用环氧砂浆或聚合物砂浆对外露的钢材进行防腐保护，完成对
15、 T 梁横隔板的加固。 四、结束语 随着我国高速公路事业的继续蓬勃发展以及多数高速公路逐渐进行养护阶段，公路桥梁维修加固施工会变得越发的重要，这不仅关系到交通运输安全，也关系到国家人民的利益，作为一名桥梁施工人员，在进行桥梁维修加固施工过程中，应充分结合桥梁病害情况，选择合理的维修加固措施，确保桥梁使用安全。 公路桥梁的混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀对桥梁的损害问题非常严重，已需要大量的资金和技术来维护或改建，已成为迫切需要解决的问题。而且，路桥加固、维修将是一个永久性的课题，又在不断发展创新、逐步完善的技术，也是当今国际所共同关心的热点问题之一，路桥的加固是一项既综合繁杂，应当引起各级公路主管部门的领导充分重视，积极引进和开发路桥加固、改造的先进技术、材料和设备，合理确定加固、改造方案，让有限资金发挥更大的效益，使我国桥梁建设真正步入“建养并重”的可持续发展道路。
