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道路桥梁常见结构病害及加固技术研究曹旭

发表时间：2020/11/10 来源：《基层建设》2020年第21期作者：曹旭

[导读] 摘要：在我国快速发展过程中，随着我国经济与科技的不断进步，交通运输业也取得了长足发展。

        身份证号码：34242219870101xxxx
        摘要：在我国快速发展过程中，随着我国经济与科技的不断进步，交通运输业也取得了长足发展。就上世纪或本世纪初设计修建的一些道路桥梁而言，其原本设计规范标准偏低，所以难以支撑现今日益增加的交通量和车辆超限超载现象，加之道路桥梁的设计和施工与当时的社会经济条件、环境问题等密切相关，大部分道路桥梁出现了不同程度的病害。相对于道路桥梁拆除重建，加固再提高结构承载力、增强结构整体性、满足行车平顺性的同时，还能达到节省工期，缩减投资、降低能耗和环境的负担，满足可持续发展要求。本论述通过分析造成道路桥梁出现病害的原因，总结了道路桥梁常见的病害及相应的加固方法。通过工程实例，说明了针对桥体结构和不同部位病害的处理方法及其达到的效果。本论述的研究，对于道路桥梁加固工作的施工与方法选择均具有一定的指导和参考作用。
        关键词：道路桥梁工程；道路桥梁病害；维修与加固；应用
        引言
        市政道路桥梁在城市交通运输中一直占据着极其重要的位置，良好的交通运输条件是一个地区经济迅速发展繁荣的基础保障，既可以丰富城市路网，便捷人们的交通出行，又可以提高整个城市的现代化建设面貌，市政道路桥梁的建设对于城市的对外沟通和发展具有十分重要的意义。随着城市规模不断扩大，市政道路桥梁数量不断增加，道路桥梁结构安全问题也越来越多，如何保证市政道路桥梁的建设质量，避免安全隐患，保障广大市民人身及财产安全，是市政道路桥梁建设过程中需要密切关注的问题，需要进行不断的研究探索，提高设计、施工及维护水平。本文针对市政道路桥梁结构裂缝及加固处理方法进行简单的分析，争取找到裂缝产生原因并对探索更好的解决办法提出有建设性的建议。
        1市政道路桥梁加固的基本原则
        近些年来，随着工程技术水平的提高以及我国整体经济基础的带动下，道路桥梁工程建设也日新月异的变化着。但无论技术水平怎样提高，结构设置怎样变化，我们还是应将道路桥梁结构的稳定与安全作为首要。对此，为了保证整个道路桥梁建设的工程质量，提高道路桥梁使用的整体寿命，我们进行道路桥梁加固这一必要举措。同时严格按照市政道路桥梁加固的基本原则来进行加固。道路桥梁加固原则具体包括以下几个方面。首先无论是任何建筑工程的开始，我们都应该对工程现场进行事先的勘测与了解。道路桥梁加固工程当然也是一样，只有对现场进行了有效的了解，我们才能根据它的基本情况来设计加固方案，切不可省略对现场的勘查工作。在结束勘察工作后，下一原则则是设计加固方案，但我们应注意的是在进行方案设计时一定要考虑各种情况的产生，包括对技术水平和费用的经济性进行考量，在种种问题的考量下选择最优的设计方案。还有一点重要的原则是，我们是对原有道路桥梁工程进行加固，而不是设计改变一个全新的道路桥梁结构。所以我们应该在保证工程质量的前提下少去改变原有的道路桥梁结构，以免影响到原有的工程设计，尽量减少对道路桥梁整体结构的破坏。
        2道路桥梁常见结构病害
        2.1收缩裂缝
        主要涉及塑性、失水、自生、碳化。塑性收缩是在完成浇筑工作的4h～5h左右，水泥出现严重的水化热现象后有泌水，从而导致结构有收缩反应。也可能是在骨料自重的影响下，部分区域下沉，在钢筋结构阻挡的情况下，出现和主筋方向一致的裂缝。失水裂缝内部区域水分蒸发，温度降低，体积迅速减小，属于干性收缩。由于在水分蒸发的过程中，表面区域的蒸发速度很快，内部的蒸发速度慢，导致内部和外部的收缩数量不相同，出现不均匀的收缩现象，受到这些因素的影响，结构内部区域会有拉应力，在强度超出可承受范围的时候出现裂缝。
        2.2道路桥梁因温度差异而引起的裂缝问题
        混凝土在水泥凝固过程中会释放一部分热量，往往在这个过程还会伴随着太阳光的强烈照射，再加上电弧焊接的温度较高，这种剧烈的温度差异往往引发了道路桥梁结构裂缝问题。混凝土所能承受的温度应力变化是有限的，由于温度的变化引发混凝土自身过度收缩膨胀，这就容易导致道路桥梁结构裂缝的出现。

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不仅如此，天气温度每年都不尽相同，但气温高低往往不会发生剧烈的变化，气温通常对道路桥梁纵向位移存在影响。道路桥梁面板、支柱和桥身侧面是受到太阳光直射的主要部位，其温度往往高于桥体的其他部位，对于道路桥梁整体结构而言，被太阳光直接照射的桥体部分由于温度高发生膨胀，导致其他部位承受的拉应力大大增加，进而导致道路桥梁结构裂缝的产生。
        2.3失稳危害
        由于超载运行，道路桥梁局部偏载过大，道路桥梁设计存在缺陷等多种因素的影响之下，单一支撑的桥夸体系容易发生失稳垮塌，所以在道路桥梁设计中，不仅要考虑结构的强度问题，更要考虑稳定问题。而且，道路桥梁失稳危害非常大，失稳之前其变形一般非常小，而失稳发生时，几何形状会迅速改变，结构物快速丧失抵抗能力，道路桥梁即发生坍塌。
        3加固技术
        3.1增大截面加固的方法
        又称外包混凝土加固法，其通过扩大混凝土结构的截面面积并对须要加固的部位配置一定量的钢筋来达到提高结构自身的承载能力并满足正常使用性能的加固方法。该方法工艺简单成熟，有较多相关的成熟经验可供参考借鉴，经常应用到小跨径、T梁桥的病害维修及加固中，该方法施工后可有效提高梁体的刚度，缺点是要经过较长时间的湿作业，且加固后会减小桥下净空。
        3.2灌浆加固技术
        是向裂缝内灌入水泥浆材料、沥青与化学浆液材料等，确保有效完成加固工作任务。此方式适合应用在裂缝范围适中的区域，尤其是小裂缝变成大裂缝的地方，可有效增强加固处理的质量。在采用灌浆加固技术时，施工人员要按照道路桥梁结构的裂缝特点，针对性选择浆液材料，合理设置压力。浇水清理与表面区域相互脱离的部分，保持结构的清洁性与湿润度。然后使用喷浆的方式黏合处理，如果采用石灰浆材料，要按照裂缝的特点，严格控制材料的稀稠程度，保证符合加固处理的要求。如果使用化学浆液，由于其能够有效改善浆液的使用性能，所以只需简单处理裂缝就能达到加固的目的。
        3.3清理杂物，保证路面平整
        在对道路桥梁进行混凝土铺设之前，需及时将桥面上的杂物清理干净，特别是施工时产生的油污，保证道路桥梁路面的平整性。由于施工中的桥面容易出现变形、凹陷的状况，因此应使用专业的工具进行清理。在桥面的坡度设置过程中，需对其进行有效地打磨，同时也需要注意保留一定的粗糙度，避免摩擦力过小的问题出现。当准备工作结束后，按照施工要求和施工顺序进行混凝土铺设，并选择合适的压路机进行压实施工，保证压实质量。
        结语
        道路桥梁加固通过对出现病害或已破损的构件采取适宜的方法进行修补或更换，达到恢复或提高其原有的承载能力并确保道路桥梁结构的耐久性、安全性、适用性的目的。本论述通过分析得出了造成道路桥梁工程病害的五方面原因，包括设计、施工、原材料、养护、运营管理等方面的质量管控，并总结了不同形式的道路桥梁在上部结构、下部结构可能出现的病害，如结构破损、梁体变形、混凝土开裂、钢筋锈蚀等，进而分析了道路桥梁常用的七种加固方法各自的优缺点，最后通过工程实例，说明了针对桥体结构和不同部位病害的处理方法，工程实际结构的加固效果表明，道路桥梁加固在提高结构承载力、增强结构整体性、满足行车平顺性的同时，还能达到节省工期，缩减投资、降低能耗和环境负担，满足可持续发展要求。
        参考文献：
        ［1］万魁.探究道路桥梁维修与加固施工技术［J］.居舍，2019（36）：81.
        ［2］商东洋.道路桥梁养护及维修加固施工技术浅析［J］.科学技术创新，2019（35）：116-117.
        ［3］陈军民.道路桥梁维修加固常见技术的应用［J］.交通世界，2019（32）：113-114.