公路桥梁病害成因及养护管理策略分析.doc

公路桥梁病害成因及养护管理策略分析
据不完全统计，我国大多数桥梁工程出现了不同程度地病害，带来了极大地安全隐患。如何对病害桥梁进行维修加固，成为当前道路建设部门工作中的重点课题。
一、道路桥梁病害常见类型及成因
（一）裂缝
钢筋混凝土桥梁裂缝根据成因可以分为结构裂缝(a)和非结构裂缝(b)两种。结构裂缝产生的主要原因有设计应力超限、配筋不合理、预应力筋锚固不当、基础沉降和意外事故等;非结构裂缝产生的主要原因有混凝土收缩、支架变形、热量变化(早期水化热、温度变化、冰冻、融化)和化学作用(钢筋锈蚀胀裂、碱性骨料反应胀裂)等。
（二）环境因素引起的损伤
桥梁结构长期暴露在自然环境中，受到环境温度、湿度变化影响和大气侵蚀，通常会引起以下几种损坏:(1)钢筋腐蚀和混凝土碳化。这两种病害现象在钢筋混凝土桥梁结构中较为常见。随着此种病害日渐严重，桥梁结构会产生较多沿钢筋方向的裂缝，进而影响结构整体安全性和使用寿命。(2)碱集料反应和氯离子侵蚀。混凝土碱集料反应发生缓慢，要在有水分且需常年累月才能造成破坏，氯离子对混凝土有很强的化学侵蚀作用。(3)冻融病害和渗水作用。在潮湿状态下，由于温度变化，混凝土中孔隙水冻结体积膨胀，融解后松弛，如此反复产生疲劳应力，进而造成混凝土从外到内逐渐被剥蚀。
（三）支座和伸缩缝病害
支座设置在桥墩和桥台顶部，不仅将结构自重和活载引起的力传递下来，还需满足桥梁结构在各种因素的作用下有一定的变位，其是桥梁结构非常重要的组成部分。所以桥梁支座的好坏直接和桥梁结构整体承载性能和安全性能息息相关。支座存在的病害情况通常有:支座位移超限、脱空、变形开裂、混凝土垫石压坏、剥离、钢筋外漏锈蚀;橡胶支座老化;滑动钢盆橡胶支座螺母松动，固定螺栓脱落和剪断破坏;钢板滑动支座和弧形支座滑动面、滚动面锈蚀;球摆式支座各部分受力不均匀等。
对于支座一般病害，其原因主要有以下几方面:(1)温差影响和动力荷载造成梁体发生伸缩，但伸缩量并不均匀，使支座发生整体移动，进而会使位移超限。(2)支座本身质量存在缺陷。(3)施工水平不足引起的病害，例如各个结合部位不平、支座下钢板缺失或厚度不够等。(4)钢板表面防腐层破坏，导致锈蚀。(5)支座受到的作用超过其抗压容许应力时，产生较大变形甚至破坏。
伸缩缝设置在梁体端部，结构薄弱处，由于其反复承受车辆荷载，所以容易遭到损坏，在影响使用性能的同时还会引起桥梁结构的破坏。桥梁伸缩缝装置的破损往往表现为以下几个方面:伸缩缝变形、锚固构件损坏、接头四周填料剥落、凹凸不平、锚固混凝土局部破损、出现麻面和锚固钢筋外露等病害。对于伸缩缝装置一般的损坏，其原因有以下几个方面:(1)伸缩缝装置刚度和桥面板端部刚度不满足要求;铺装用沥青与伸缩缝锚固混凝土之间刚度相差较大，伸缩量计算不准确。(2)施工质量得不到保证，导致伸缩缝安装和设计图纸有差异。(3)车辆超载现象日益严重;伸缩缝内填料不断老化和偶然荷载等。
二、浅析加固道路桥梁的有效措施
（一）裂缝修补技术
裂缝修补技术就是为了恢复结构物的防水性和耐久性，主要包括很多技术细节：表面处理法，在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料。对于宽度发生变化的裂缝，要设法使用有伸缩性的材料；注浆法，在裂缝中注入树脂或水泥类材料，主要注浆材料是环氧树脂，多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用，可以增强裂缝部位的整体性，是一种防止裂缝继续发展的好办法；充填法，这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等；表面喷涂法，喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层，来封闭裂缝的修补方法。喷浆前，需要把结构表面的剥离部分除去，再用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆；粘结钢板封闭法，当钢筋构件产生主拉应力裂缝时，可对裂缝先进行处理之后，再在裂缝处粘结钢板，并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。
（二）桥梁上部结构加固技术
梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法等。加大截面加固法采用增大构件的截面面积，根据荷载大小和净空条件不同，可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案；外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部，以提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合，必须保证粘和剂的质量；外部预应力加固法指运用预应力原理，在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力，可以抵消部分自重应力，起到卸载、减小跨中