公路桥梁常见病害及加固方法

来源：筑龙论坛

今天和大家一起分享一下公路桥梁常见的问题以及它的加固方法。

一、桥梁常见病害

1、伸缩缝： 

（1）伸缩缝病害形式 ：

间隙大；间隙小；护栏错位；取消伸缩缝；构件丢失；锚固混凝土损坏；滑移箱（杆）断裂

△ 缝内垃圾

△ 支座耳板开裂

△ 支座剪断

△ 支座脱落

△ 落梁

△ 梁移位

△ 墩柱开裂

伸缩缝病害形式 ：

△ 滑移箱（杆）断裂

  

△ 构件丢失

2、桥面铺装：

△ 环装网裂

△ 沥青铺装碎裂

△ 水泥铺装碎裂

△ 单板受力

3、桥面线形：

4、桥头搭板

5、支座

△ 老化开裂

△ 剪切变形过大

△ 脱空

△ 缺不锈钢板

△ 开裂

△ 移位

△ 外鼓

△ 钢板脱胶

△ 剪短

△ 支座偏位

△ 偏压

△ 钢盆底面混凝土脱空

△ 偏压引起四氟板挤出

△ 箱梁脱离支座

△ 盆式支座承载力不足

6、混凝土缺陷

△ 蜂窝

△ 麻面

△ 裂缝

△ 剥落

△ 露筋

△ 流膏

△ 风化

7、混凝土裂缝：

8、混凝土崩裂 ：

9、墩柱开裂

10、桩基

11、超载车

二、桥梁加固技术      

     

加固的一般原则：  

(1)尽量减少对原结构的损伤；  

(2)技术可靠，具有长期加固效应，能满足结构耐久性要求；  

(3)施工设备简单，施工操作方便；  

(4)材料用量少，费用低；  

(5)养护工作量少；  

(6)加固施工时尽量不中断交通。  

桥梁加固的常用方法：  

（1）增大构件截面加固技术；  

（2）改变结构体系加固技术；  

（3）增强桥梁整体性加固技术；  

（4）体外预应力加固技术；  

（5）裂缝修补加固技术;  

（6）粘贴（钢板、碳纤维、钢丝等）加固技术；  

（7）支座病害判断及更换；  

（8）拉吊索病害判断及更换。  

(1)增焊主筋：  

 

 

 

(2)增加钢筋混凝土截面：  

 

(3)增设主梁：  

 

 

 

(4)增设拱肋：  

 

 

(5)套拱：
 

 

 

(6)双曲拱肋粘型钢：  

(7)拱桥粘贴钢板、碳纤维  

 

(8)腹拱粘贴型钢  

 

2改变结构体系  

(1)临时支撑—腹拱：  

 

(2)临时支撑——防落梁
 

 

 

(1)临时支撑—防板剪断  

 

(2)简支变连续  

 

 

(3)八字撑架法
 

  

(4)连续梁斜拉加  

(5)连续梁桁架加固

 

 

 

3增强横向联系:  

(1)预制板桥面铺装改造  

 

 

(2)预制板底增强横向联系（增设横梁）  

 

 

(3)粘贴钢板  

 

(4)T梁增设横隔板
 

 

 

 

(5)双曲拱、肋拱、刚架拱增设横系梁
 

 

 

4混凝土裂缝灌胶  

（1）将裂缝表面封闭，形成一密闭腔体。  

（2）空心板底面裂缝，小箱梁底板、腹板裂缝不能灌胶。  

 

 

（1）使断裂的原结构恢复为整体。  

（2）阻止空气中水气和空中介质腐蚀钢筋及钢绞线。  

 

 

（1）低压灌胶—壁可法  

 

（2）中压灌胶—空压机配胶罐    

 

 

（3）高压灌胶—专用设备  

 

（1）原材料检验—抗压试件  

 

 

 

（2）原材料检验—与混凝土粘接
 

 

 

（3）原材料检验——钢—钢粘接  

 

 

（4）现场检验—固化检验  

1）清理封缝胶，检查裂缝表面灌胶饱满情况  

2）注意假灌胶  

（5）现场检验—取芯检查  

1）取芯仅作为验证使用，应尽量少。  

2）钻芯钻杆内径一般为3～5cm，取样位置：裂缝未端、两胶嘴中间、裂缝交叉处，芯样深度宜大于10cm，且达裂缝深度。  

3）取芯前探测钢筋位置，避开钢筋。  

4）取芯孔用环氧树脂砂浆或混凝土封堵。  

 

 

 

△灌胶饱满芯样  

 

 

△取芯钻孔照片  

 

 

△灌胶不饱满芯样
 

 

 

△活动裂缝灌胶后开裂
 

 

 

△活动裂缝缝后开裂
 

5 粘贴钢板加固技术：  

 

 

 

结构胶原材料检验——剪切试件：  

 

（3）现场检验——混凝土凿毛  

 

 

△凿毛合格  

 

△凿毛不合格
 

（4）现场检验——钢板打磨  

 

 

△ 打磨合格  

 

△ 打磨不合格  

 

△打磨后生锈、污染
 

（5）现场检验—脱空检查  

（6）现场检验——拔试验  

 

 

 

（1）质量缺陷——外观检查：未充分凿毛、脱空  

 

(2)质量缺陷—钢板弯曲   

 

 

(3)质量缺陷—钢板局部扭曲   

 

(4)质量缺陷—涂装开裂   

 

(5)质量缺陷—钢板丢失

(6)质量缺陷—钢板撕开

6、粘贴碳纤维加固技术

由于桥梁构件普遍尺寸大、配筋多，粘贴碳纤维增加的抗弯承载力相对较小，一般使用在：

（1）小型构件，如跨径小的板、楼板。

（2）应力复杂部位，如箱梁腹板。

（3）包柱，使受压柱形成约束混凝土。

（2）现场检验——表面平整度

（3）现场检验—外观

（4）现场检验——施工缺陷

（1）质量缺陷—涂装脱落

（2）质量缺陷—碳纤维脱落

案例——某连续箱梁桥建成后不久，腹板、底板即严重开裂，在原施工节段结合处发现很多几乎贯通底板的裂缝。90%以上的裂缝宽度已经达到并超过0.2mm。加固措施：

（1）边腹板内侧及中腹板在中支点两侧距支点10m范围内粘贴钢板条，然后在四分之一跨范围内浇筑10cm厚钢筋混凝土；

（2）主桥箱梁全部顶板、底板底面，部分翼缘板底面和支点一定范围内的边腹板外侧，采用粘贴碳纤维布的加固补强；

（3）重新铺设桥面铺装，更换伸缩缝。加固费用1000多万元。

该桥加固二年后，腹板内表面又发现大量裂缝，又进行了检测和荷载试验。通过检测、荷载试验和计算分析，主桥腹板尺寸不足，整体刚度偏低，加固后其截面抗剪尺寸不够，抗剪承载能力仍不能满足要求。

△碳纤维板加固布置

△预应力钢绞线松弛率

碳纤维板与钢绞线比较：

按强度计算，100mm宽、2mm厚碳纤维板相当于1根钢绞线，

1）碳板约100元/米，无粘结钢绞线约10元/米。

2）碳纤维板锚具约4000元/套，单根钢绞线锚具及齿板不超过1000元/套。

加固效率低，耐久性还需验证。

△ 板端剪切裂缝

7、简支板（梁）桥桥面铺装改造：

（1）简支板桥常见病害：板底纵横向裂缝、渗水、露筋、铰缝开裂、单板受力等。

（2）在这些病害中，单板受力危害最大，已出现桥梁坍塌的严重事故。

（3）单板受力使活载横向分布系数由0.2变为0.5，活载增大一倍以上，引起板底开裂、挠度过大，甚至断板的严重事故。

植筋24小时后，进行拉拔试验,φ16植筋深度7cm时，拉拔力应达到2吨。

开放交通条件：

（1）养生10天后。

（2）混凝土抗压强度达到设计的100%。

8、支座病害判断及更换：

橡胶支座损坏原因:

⑴橡胶支座的老化

⑵橡胶支座产品质量

⑶施工和养护管理不善

⑷支座设计、选型及布置不合理

⑸其它原因

单个橡胶支座失效判定条件：

(1) 内层钢板断裂, 支座被压溃并产生弯曲或扭曲。

(2) 支座表面橡胶剥离掉块, 加劲钢板外露, 支座周边出现外鼓或凹凸不平的现象。

(3) 支座剪切角 tanα≥0.7 (α≥35°以上) 或当活载加载时, 橡胶支座变形≈0。

(4) 支座表面裂纹多于 30～40 条, 宽度>2～3mm,或侧面产生的水平裂纹, 长度超过边长的 50%。

(5) 永久压缩变形超过支座厚度的 15%。

板式橡胶支座更换条件：

(1)按劣化标准判断, 同一盖梁上劣化等级为A 级的支座个数达到梁支座总数的 20%以上, 或相邻两支座劣化等级均为 A 级。

(2)按单个橡胶支座失效条件判断, 同一盖梁上的支座达到以上失效条件的个数超过支座总数的 20%以上, 或相邻两支座均达到以上失效条件。

(3)相邻两支座永久压缩变形差超过支座厚度的5%。

(4)仅表面开裂不应判定为失效。

(5) 一个支座失效, 本跨同排支座需全部更换。

盆式橡胶支座更换条件：

(1)偏压、脱空、上下座板变形、钢盆开裂等为失效，仅锈蚀不应判定为失效。

(2)与板式支座不同, 本跨同排仅更换失效支座；更换后上下座板应水平。

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