道路桥梁工程常见结构性病害与加固技术

中图分类号：U445 文献标识码：A

引言

在道路桥梁工程的长期使用过程中，多种内外因素常常导致结构出现不同程度的损伤。这些损伤不仅会缩短桥梁的使用寿命，还可能引发安全事故，影响交通运输的正常运行。因此，对这些结构损伤进行及时的检测与加固，对于保障桥梁的安全性和延长其使用寿命具有至关重要的意义。

1 病害成因分析

1.1 设计与施工缺陷

在设计阶段，若未充分考量结构安全系数、材料耐久性及使用环境等关键因素，可能导致结构强度不足或应力集中现象，进而引发裂缝和腐蚀等结构病害。施工阶段若质量控制不严，诸如混凝土浇筑不均、钢筋布局不合理、接缝处理不当等问题，亦会削弱结构承载力与耐久性，提升病害发生之风险。例如，钢筋腐蚀现象通常与施工过程中保护层厚度不足及混凝土密实度不足紧密相关。

1.2 环境因素

温度变化、湿度波动、酸雨侵蚀等自然现象，都会对桥梁结构产生不同程度的损害。例如，温度的反复升降会使桥梁结构产生热胀冷缩现象，这种长期的物理作用容易导致结构疲劳，进而出现裂缝。此外，湿度较大的环境会加速金属材料的腐蚀，降低结构的强度，使得桥梁的安全性受到威胁。而酸雨含有多种酸性物质，这些物质会与桥梁结构中的混凝土、钢筋等材料发生化学反应，破坏其结构，削弱其性能，从而影响桥梁的使用寿命。此外，地质条件的变化，如地震、地面沉降等，也会对桥梁结构造成严重影响，可能导致桥梁倾斜、断裂等严重病害，对交通安全构成巨大威胁。

1.3 墩台开裂与墩柱位移

墩台出现开裂现象，通常是由多种因素共同作用的结果。这些因素包括但不限于基础的不均匀沉降、温度应力的变化以及材料本身的质量问题。当基础发生不均匀沉降时，墩台会承受不均匀的荷载，这种不均匀的荷载分布会导致墩台结构出现裂缝。此外，温度应力的变化也是一个重要的因素，特别是在日夜温差较大或季节交替的时期，墩台内部会因为温度变化而产生拉应力和压应力。如果这些应力超过了墩台材料本身的抗拉强度，那么墩台就有可能发生开裂[1]。至于墩柱的位移问题，它可能是由于地震、洪水等自然灾害的直接影响，或者是由于周围土体施加的侧向压力过大。地震带来的强烈震动会破坏墩柱的平衡状态，导致其发生位移；而洪水的冲击力以及土体的侧向压力过大，同样可能推动墩柱发生偏移。如果这些潜在的病害问题没有得到及时和恰当的处理，它们将对道路桥梁的稳定性和安全性造成严重影响。

2 地基加固技术

2.1 路面沉降处理技术

针对路面沉降问题，有多种处理技术可供选择。其中，注浆加固法是较为常用的一种。这种方法通过向路基中注入特殊的浆液，使得浆液能够在土壤孔隙中扩散并凝固，从而有效地提高路基的强度和稳定性，减少路面的进一步沉降。此外，注浆加固法还具有施工简便、成本相对较低等优点，因此在实际工程中得到了广泛的应用。另外，强夯法也是一种有效的处理手段。它利用重锤从高处自由落下产生的强大冲击力，对路基进行夯实，使土体更加密实，从而增强路基的承载能力，改善路面沉降状况。强夯法特别适用于处理大面积的路基，尤其在土质较为松软的情况下，效果尤为显著[2]。还有换填法，当路基的软土层较薄时，可将软土挖除，换填为强度较高、压缩性较低的材料，如砂石、灰土等，以保证路面的稳定性，解决沉降问题。换填法是一种比较传统的方法，它通过直接替换不良土层，从根本上改善了路基的承载条件，从而有效地防止了路面的沉降。

2.2 粘贴碳纤维加固

碳纤维加固技术是一种创新的结构加固方法，它涉及将高强度的碳纤维材料粘贴在道路桥梁结构的表面。这种材料利用了碳纤维的高强度和高弹性模量特性，从而显著增强了结构的承载能力和抗变形能力。采用这种加固方法具有多项显著优点，包括施工过程简便快捷、不会增加结构自身的重量、并且不会影响到结构的外观美观。碳纤维材料本身具备出色的耐腐蚀性和耐久性，这使得它能够有效地抵御各种环境因素对结构的侵蚀作用，进而延长结构的使用寿命。在实施碳纤维加固的过程中，首先需要对结构表面进行彻底的处理，确保表面平整且无污物，然后涂抹专用的粘结剂。接下来，将碳纤维布或板精确地粘贴在预定的位置，并施加适当的压强以及进行必要的养护，以确保粘结剂的效果达到最佳。这种碳纤维加固技术适用于多种道路桥梁的病害加固，例如梁体裂缝、梁体强度不足等问题。通过应用这种技术，可以显著提高道路桥梁的安全性和可靠性，确保交通的顺畅和人民的生命财产安全。

2.3 路桥裂缝加固技术

针对不同种类的裂缝，必须采取与之相适应的加固技术。对于那些尺寸较小、仅限于表面的裂缝，可以运用压力注浆法进行处理。这种方法涉及将具备优秀粘结性能和长期耐久性的注浆材料注入裂缝内部，以实现缝隙的填充，并且通过这种方式来加强结构的整体稳定性。另一方面，对于那些宽度较大且深入结构内部的裂缝，可以考虑采用灌缝胶与碳纤维布相结合的加固策略。首先，使用灌缝胶对裂缝进行填充，然后在裂缝表面粘贴碳纤维布，以此来进一步提升结构的抗裂性能。在开始加固工作之前，必须对裂缝的成因、所在位置、裂缝宽度以及深度等关键信息进行彻底的检测和分析，以便制定出最恰当的加固方案。此外，在加固工程的执行过程中，必须严格控制施工质量，确保加固措施能够达到预期的效果，从而有效地提升道路桥梁的使用寿命和安全性。

2.4 更换桥面钢筋混凝土铺装层

当桥面钢筋混凝土铺装层出现严重损坏，如大面积裂缝、坑洼、磨损等情况，影响到行车安全和舒适性时，就需要考虑进行更换。在更换前，要对桥面的损坏程度进行全面评估，确定拆除范围和深度。拆除旧的铺装层时，要采用合适的机械设备，避免对桥梁结构造成额外损伤。拆除完成后，对基层进行清理和平整，确保基层的平整度和强度符合要求。然后，按照设计要求绑扎钢筋，注意钢筋的间距、规格和连接方式。在浇筑新的钢筋混凝土铺装层时，要严格控制混凝土的配合比、坍落度和浇筑工艺，确保混凝土的质量和密实性。浇筑完成后，及时进行养护，保证混凝土的强度正常增长，从而使更换后的桥面钢筋混凝土铺装层能够满足道路桥梁的使用要求，提升整体性能。

结束语

道路桥梁工程中的结构性病害会对桥梁的安全性和耐久性产生严重影响。在病害成因方面，设计与施工缺陷、环境因素以及墩台开裂与墩柱位移等问题不容忽视。而地基加固技术作为保障桥梁稳定的关键手段，涵盖了路面沉降处理、粘贴碳纤维加固、路桥裂缝加固以及更换桥面钢筋混凝土铺装层等多种方法。通过对这些病害的深入分析和采取有效的加固措施，能够提高道路桥梁的承载能力和使用寿命，保障交通的安全与畅通。

参考文献

[1]吴强.浅谈道路桥梁的常见结构病害与加固技术[J].绿色环保建材，2020(7):120+122.

[2]沈李荔.对道路桥梁结构病害及加固措施的分析[J].决策探索(中)，2021(12):60-61.