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道路橋梁施工中的結(jié)構(gòu)病害及加固措施分析
為了確保道路橋梁的安全運(yùn)營(yíng)和使用壽命，分析理解道路橋梁病害形成的原因、道路橋梁施工中的常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)病害、道路橋梁加固的流程和加固技術(shù)是十分重要的。
一、道路橋梁病害形成的原因
道路橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度，以承受作用在它上面的重力與附加力；結(jié)構(gòu)的各部位必須有足夠的剛度，以使其在荷載作用下不產(chǎn)生過(guò)大的撓曲和變形；結(jié)構(gòu)各部尺寸必須要具有適當(dāng)?shù)拇笮?，以使其承受軸向壓力時(shí)的構(gòu)件不發(fā)生屈曲，從而喪失穩(wěn)定性。同時(shí)結(jié)構(gòu)也要具有較高的耐久性。由于作用荷載的隨機(jī)性、材料強(qiáng)度的離散性、制造與施工質(zhì)量的分散性致使在長(zhǎng)期使用過(guò)程中道路橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害，它的具體原因如下：
1．原設(shè)計(jì)荷載偏低，交通發(fā)展后車(chē)輛荷載增大，道路橋梁因承載能力不足從而產(chǎn)生病害。
2．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在缺陷，比如采用橋型結(jié)構(gòu)不當(dāng)、設(shè)計(jì)假定不合理。
3．道路橋梁施工的質(zhì)量差，沒(méi)有按照設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)程實(shí)施。
4．不重視橋梁后期的養(yǎng)護(hù)工作，未及時(shí)消除己經(jīng)產(chǎn)生的病害。
5．洪水與地震等自然災(zāi)害使橋梁產(chǎn)生損壞。
6．地質(zhì)條件差，如滑坡、軟基等導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生病害。
二、道路橋梁施工中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)病害
（一）地基不均勻沉降。路橋地基的不均勻沉降是導(dǎo)致路橋病害的主要原因之一，路橋面層會(huì)因?yàn)榈鼗两挡痪鶆驈亩斐墒芰Σ痪?，以至于最終出現(xiàn)裂縫，如果裂縫嚴(yán)重就會(huì)造成道路橋梁面層的塌陷或者橋梁的徹底損毀。
一般來(lái)說(shuō)，路橋地基會(huì)不規(guī)則沉降主要有以下幾個(gè)原因：
1.施工前的地質(zhì)勘探、設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性。一般項(xiàng)目在施工前就會(huì)進(jìn)行實(shí)地勘探，并提供工程地質(zhì)報(bào)告，工程設(shè)計(jì)則是以地質(zhì)報(bào)告為參考作為依據(jù)然后出設(shè)計(jì)圖?？梢哉f(shuō)這兩項(xiàng)工作是整個(gè)施工過(guò)程的基礎(chǔ)條件，二者相輔相成、缺一不可。如果其中一項(xiàng)沒(méi)能做到位，就會(huì)造成施工過(guò)程中出現(xiàn)地基不穩(wěn)或者不均勻沉降等問(wèn)題。
2.施工過(guò)程中的不規(guī)范，很多施工單位由于從工程成本的角度考慮，在施工時(shí)采用和設(shè)計(jì)要求不相符的工料，質(zhì)量管理松懈，甚至背離工程設(shè)計(jì)的初衷，因此造成工程地基的不穩(wěn)固。
3.工程所在環(huán)境因素的影響。因?yàn)橐粋€(gè)地區(qū)可能有若干個(gè)工程同時(shí)進(jìn)行施工，如果附近工程的打樁深挖缺乏合理性，則本工程地基的穩(wěn)固性就可能會(huì)受到影響。
（二）面層出現(xiàn)裂縫。
一般造成道路橋梁面層出現(xiàn)裂縫的原因如下：
1.在施工過(guò)程中，環(huán)境變化造成裂縫的出現(xiàn)?，F(xiàn)在我國(guó)道路橋梁的鋪裝層大部分是半剛性結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以提升鋪裝層的密實(shí)度、壓實(shí)度和強(qiáng)度，但是同時(shí)也會(huì)造成鋪裝層承重面在面臨溫度變化時(shí)太過(guò)敏感，在溫差較大的季節(jié)施工，出現(xiàn)這種裂縫的機(jī)率會(huì)更高。
2.由于承重車(chē)輛的因素，因?yàn)樵谲?chē)輛行駛過(guò)程中，急剎車(chē)的現(xiàn)象是不可能避免的，而且現(xiàn)在道路超載現(xiàn)象也是非常嚴(yán)重的，道路橋梁面層受到擠壓、磨損，久而久之裂縫自然而然會(huì)出現(xiàn)。
（三）梁端頭局部破損
在路橋結(jié)構(gòu)中，最容易出現(xiàn)梁端頭破損這種現(xiàn)象，而且修復(fù)起來(lái)很困難。破損主要是梁端頭伸縮縫損壞和變形。
一般造成梁端頭破損的原因包括以下幾點(diǎn)：
1.設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤，在路橋的設(shè)計(jì)階段梁端伸縮量的設(shè)計(jì)出現(xiàn)失誤，當(dāng)其受到車(chē)輛的反復(fù)碾壓時(shí)就會(huì)破損，并且會(huì)造成伸縮裝置的失靈。
2.施工人員的操作失誤，如果施工過(guò)程中稍微不小心都可以造成后續(xù)出現(xiàn)問(wèn)題。
3.養(yǎng)護(hù)工作未到位，未按規(guī)范要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，伸縮裝置損壞的機(jī)率的機(jī)率就很大，易使橋梁所受沖擊力增大，破壞橋梁整體結(jié)構(gòu)。
三、道路橋梁加固的一般流程
在道路橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生病害之后，需要立即采取措施進(jìn)行加固維修或者是更換。橋梁加固工程一般應(yīng)遵循以下的工作程序：
結(jié)構(gòu)可靠性鑒定―加固方案確定―加固設(shè)計(jì)―施丁組織設(shè)計(jì)―施工―驗(yàn)收。
結(jié)構(gòu)可靠性的鑒定，主要是對(duì)病害結(jié)構(gòu)的病情分析。加固方案是分析后得到的措施，加固設(shè)計(jì)是現(xiàn)行規(guī)范以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加固方案的深化過(guò)程。加固施工是對(duì)被加固結(jié)構(gòu)按照加固設(shè)計(jì)進(jìn)行加固的施工過(guò)程，對(duì)于大型結(jié)構(gòu)加固，為了確保質(zhì)量和安全，施工前應(yīng)該編制施工組織設(shè)計(jì)。
四、加固技術(shù)：裂縫修補(bǔ)技術(shù)和加固增強(qiáng)技術(shù)
道路橋梁的增強(qiáng)改造可以分為裂縫修補(bǔ)和對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的加固增強(qiáng)，下面分別介紹它的特點(diǎn)以及適用的場(chǎng)合。
（一）裂縫修補(bǔ)的技術(shù)
裂縫修補(bǔ)的目的是在于恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的防水性與耐久性，主要技術(shù)有：
1．表面處理法，就是在微裂縫的表面涂抹填料和防水材料，來(lái)提高它的防水性與耐久性。對(duì)于寬度發(fā)生變化的裂縫，要想辦法使用有伸縮性的材料。
2．注漿法，就是在裂縫中注入樹(shù)脂或者水泥類(lèi)的材料，來(lái)提高它的防水性及耐久性。主要注漿材料是環(huán)氧樹(shù)脂，多采用的是低壓低速注入法。環(huán)氧樹(shù)脂注入法和鋼釘并用，這樣就可以增強(qiáng)裂縫部位的整體性，是一種防止裂縫繼續(xù)發(fā)展的很好的辦法。
3．充填法，這是一種適合于修補(bǔ)較寬裂縫的方法，具體做法就是沿裂縫鑿一條深槽，然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種的粘結(jié)材料，比如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹(shù)脂硅、瀝青以及各種化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑等。
4．表面噴涂法，噴漿修補(bǔ)是一種在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實(shí)而粘度高的水泥砂漿保護(hù)層，用來(lái)封閉裂縫的修補(bǔ)方法。噴漿前，需要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去，接著再用水沖洗清潔，并且要在開(kāi)始噴漿之前把基層濕潤(rùn)，然后再開(kāi)始噴漿。
5．粘結(jié)鋼板封閉法，當(dāng)鋼筋?構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫的時(shí)候，可對(duì)裂縫先進(jìn)行處理，然后再在裂縫處粘結(jié)鋼板，并且用膨脹螺栓對(duì)鋼板加壓。鋼板粘結(jié)方向應(yīng)和裂縫方向垂直。
（二）橋梁加固增強(qiáng)技術(shù)
近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)始對(duì)舊橋加固技術(shù)進(jìn)行研究,本文以最常用的混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)加固方法進(jìn)行說(shuō)明。
1、加大截面加固法，是采用增大構(gòu)件的截面面積，根據(jù)荷載大小和凈空條件不同，可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主的兩種加固方案。
2、外部粘貼加固法，是采用型鋼、玻璃鋼等材料通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂等粘合劑粘貼在結(jié)構(gòu)外部，用來(lái)提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。適用于構(gòu)件尺寸受限制但又必須大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的場(chǎng)合，必須保證粘和劑的質(zhì)量。
3、外部預(yù)應(yīng)力加固法，是指運(yùn)用預(yù)應(yīng)力的原理，在增設(shè)的構(gòu)件或原有構(gòu)件上施加一定初始應(yīng)力的一種加固方法。采用對(duì)受拉區(qū)施加預(yù)加壓力，可以抵消部分自重應(yīng)力，起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。
4、改變結(jié)構(gòu)體系加固法，是通過(guò)改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的目的，是一種變被動(dòng)為主動(dòng)的加固方法。實(shí)際加固工程中較多采用的是通過(guò)改變承重構(gòu)件的邊界約束條件來(lái)改變結(jié)構(gòu)的傳力體系,例如把簡(jiǎn)支梁和簡(jiǎn)支梁加以連接,即簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)改變?yōu)檫B續(xù)梁結(jié)構(gòu)等。
5、承重構(gòu)件增減法，是通過(guò)增設(shè)縱梁或者拓寬橋面等辦法分擔(dān)原構(gòu)件的活載,達(dá)到提高承載力的目的。包括新增加主梁、增設(shè)縱梁拓寬橋面等。拓寬的橋面不僅可以有效的減小單個(gè)主梁荷載通行的集度,同時(shí)新增縱梁和原主梁之間還可以通過(guò)增加輔助橫梁來(lái)改善荷載的橫向分布問(wèn)題。
結(jié)束語(yǔ)：道路橋梁在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的地位越來(lái)越重要，認(rèn)識(shí)解決相關(guān)問(wèn)題必須重視。要把一切不安全因素扼殺在搖籃中，運(yùn)用方法對(duì)現(xiàn)有道路橋梁進(jìn)行維修加固，提高承載能力，不僅僅對(duì)技術(shù)部門(mén)提出了更高的要求，同時(shí)也對(duì)監(jiān)督部門(mén)提出了警示。
