桥梁病害及灾害论文

摘要：在将混凝土构件表面破损部位清除干净之后，对外露的钢筋进行除锈处理，并对板底残存的部分进行修复，保证其达到对应的刚度和平整度，确保加固钢板与构件之间达到良好的粘贴效果。对于因为渗水等原因而造成的污垢问题，必须用钢丝刷将表层的浮渣清除，并使用压缩空气将粉尘清理干净，并用酒精对表面进行清洁。

1、引言

桥梁的设计工作是市政工程建设的重要构成部分，是路网建设的关键控制部分，在当前交通发展需求以及使用年限逐年增加，地质灾害以及极端天气等外界因素影响严重的情况下，现役桥梁中已经出现了不同程度的病害，对桥梁的使用性造成了不同程度的影响。为了给桥梁病害的诊断、计算提供对应的参考，有必要对桥梁典型的病害及成因进行分析，并提出对应的设计策略，从而减少桥梁病害的出现。

2、典型的桥梁病害及其成因

2.1沿主梁接缝出现的纵向开裂及其成因 （1） 病害现象

桥梁的桥面铺装处存在着较多的纵向裂缝，这是当前桥梁的一种典型病害。通常，中小跨径的板桥桥面铺装出现纵向裂缝的位置多在主梁腹板、顶板、板梁等纵向接缝位置，且裂缝宽度通常在1～5mm。该种病害的主要危害在于明显削弱桥梁的横向刚度，导致载荷的横向分布不均匀，在长时间的行车载荷作用下将导致单板受力问题出现。在同一级别的荷载等级下，单板所承受的最大载荷将增加40%-70%，

导致桥梁整体承载能力下降。另外，桥面开裂还会造成雨水渗漏、主梁腐蚀等问题，使得桥梁结构的整体耐久性下降。

（2）病害成因

当前针对桥梁铺装层结构设计的研究与其他的主梁结构设计相比较为薄弱。这主要是桥面的铺装层没有相对严格的计算方法，计算过程中没有根据主受力截面进行差异化配筋而造成的，采用的设计方法存在着一定的局限性。同时，随着市政桥梁横向宽度的增加，当不考虑空间上的双向受力时，横向构造设计方法的不合理将会使得铺装层承担过多次数的次应力而导致桥面出现开裂。对于空心板桥而言，空心板的预应力将会造成混凝土变形出现差异，使得铰缝混凝土出现开裂问题，在温度、载荷的持续作用下将会在接缝处形成铺装开裂。

2.2 伸缩缝的病害及成因 （1） 病害现象

伸缩缝装置是桥梁结构的重要构件，其主要作用在于对桥梁建筑材料的温度变化、车辆载荷、物理性能等造成的上部结构位移进行合理调节。从当前桥梁的使用情况来看，当桥龄超过5年时，桥梁的伸缩缝基本被脏污堵塞，部分超载严重的路段甚至出现了伸缩缝完全破坏的问题。这些问题都影响到桥梁主梁的自由伸缩，而且对桥梁的主梁支座产生腐蚀。这时，将会在功能失效的伸缩缝两侧铺装层混凝土会出现相对严重的横向开裂，并伴随有龟裂、破碎以及坑槽等问题。

（2） 病害成因 ① 自然因素

桥面的伸缩缝一般设置在桥梁端部构造最为薄弱的位置，在桥梁使用过程中承受车轮的反复冲击，且在阳光、雨雪的作用下，产生的温度应力以及冲击应力都将对其造成破坏。

② 设计因素

早期部分桥梁设计过程中桥面板的刚度不足，在汽车载荷的连续作用下将出现板变形过大的问题。而且桥梁伸缩装置使用的锚固件与主梁连接部分较少，其主要作用在铺装层中。这种锚固方式使得载荷作用力不均匀，应力传递不够均匀，小变形将会在桥梁处产生大位移。

③ 施工因素

在施工过程中伸缩缝装置两侧处的后浇带混凝土与铺装层材料设置不当，导致漏水，而使得锚固件构建被腐蚀、破坏。

2.3上部结构病害现象

桥梁结构上部病害按照其整体结构的类型、施工方法、横向连接方式、地质条件、桥梁运营情况等差异，使得病害产生的种类、部位以及程度等都有所差异，对桥梁的结构及整体使用性能都会造成危害。对于混凝土梁式桥梁而言，存在的主要缺陷为开裂、剥落、露筋、锈蚀以及麻面等问题。即使一些对桥梁整体结构影响较小的微小裂缝，同样会对结构的耐久性产生持续的影响。因为在使用过程中，在雨水、二氧化碳等的作用下，渗入的物质将会与钢筋、混凝土中的部分成分发生缓慢的化学反应，导致钢筋产生锈蚀、膨胀，裂缝增加后将导致混凝土的材料发生破坏。

3、桥梁病害控制措施

对于桥梁病害的控制，可以从设计、施工以及后期养护加固三个方面对之进行控制，由于所采用的方式较多，在这里仅仅对病害部位加固途径来探讨桥梁病害的控制措施。通过增强桥梁结构的加固处理可以提高整个桥梁结构的稳定性，尤其是对铺装层使用性的提高有积极意义。

3.1结构变更加固方法 3.1.1 局部结构加固法

在主梁（板）的底锚处固定多根平行的预应力钢丝绳，通过张拉之后覆盖对应的预制混凝土，并设置转向托架之后采用折线形的方式进行钢束的布置。其中，设置过程中要将预应力钢丝绳穿过两端板的斜孔，并锚固在铺装层的下端，采用施加预紧力的方式抵消其中存在的外载荷应力，从而提高既有病害桥梁的承载载荷的极限承载能力。

3.1.2 对桥梁结构体系的变更

通过对桥梁结构体系进行变更的方式，例如将那个之前的简支板变更为连续板、小跨径板桥在跨中处设置桥墩或者承载斜撑。但是，在加固的过程中必须注意到支点附近存在的弯矩区域，必须结合对桥面的改造来增加设置承载钢丝绳。上述两种方法对处理跨中下挠具有较好的效果。

3.2 对桥面进行改造

对桥面主要铰缝处存在的明显纵向裂缝必须通过对桥面的改造来予以解决。例如，通过增加桥面处的横向铺装钢筋、铺装钢筋混凝土补强层等方法来对裂缝进行修补。这种方法不但能够对裂缝进行修

补，而且还能够提高梁板的整体抗弯能力，对桥面载荷的横向分布产生更好的效果。

另外，在桥面改造过程中，还可以针对板桥支座出现的脱空现象使用更换、加钢板进行楔紧等方式来进行解决。若桥梁的部分主梁病害过于严重，则必须对主梁进行直接更换。

3.3 对预应力混凝土构件进行加固 3.3.1 加固计算

针对桥梁的预应力混凝土受弯构件出现的病害，在加固的过程中首先需要进行详细的计算，之后才能组织进行施工加固。尤其是对于旧桥的病害处理过程汇总，很难对桥梁的有效预应力进行准确计算，而且长时间的运营产生的病害类型较多，不同病害对预应力产生的影响也不能进行准确的预估。通常，在加固过程中可以根据实际情况，按照《公路桥梁加固设计规范》进行计算，取张拉控制应力的55%作为有效预加力，计算得到加固需要用到的钢板材料和厚度。

3.3.2 加固施工

在将混凝土构件表面破损部位清除干净之后，对外露的钢筋进行除锈处理，并对板底残存的部分进行修复，保证其达到对应的刚度和平整度，确保加固钢板与构件之间达到良好的粘贴效果。对于因为渗水等原因而造成的污垢问题，必须用钢丝刷将表层的浮渣清除，并使用压缩空气将粉尘清理干净，并用酒精对表面进行清洁。使用的钢板必须经过除锈处理，保证钢筋外露出现金属本色，且其表层必须保证一定的粗糙度。当使用粘胶方法是，就要保证胶粘厚度达到2mm，且

必须安装化学高强螺栓。

参考文献：

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[2] 葛胜锦，王学军.山区高速市政桥梁的设计方法与实践[J].市政，2008（9）.

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