公路桥梁结构病害与预应力加固技术简析

马明玉

(山西省交通科学研究院，山西太原 030006)

随着我国建筑业的迅猛发展，公路桥梁工程也取得了较大的发展成就，但由于其结构上存在的一些内在和外在因素的影响，使得公路桥梁结构出现了一些病害，这些病害若得不到有效及时的诊治，任其发展，就会对桥梁的安全构成威胁。下面就从公路桥梁结构性病害的产生原因出发进行分析，然后在此基础上提出了一些实践中常用的加固措施，并重点分析预应力加固技术。

1 公路桥梁病害产生的原因

公路桥梁作为交通基础设施中的一个重要组成部分，需要具有足够的强度，以承受作用在其上面的重力与附加力，并且需要具有一定程度的刚度和稳定性，才能使公路桥梁的安全稳定得到保证。所以，一旦公路桥梁结构的刚度和强度没有达到要求，就会导致路桥在运行的过程中发生结构破坏。以下就总结了几点公路桥梁病害的产生原因:1)在路桥的结构设计中本身的技术方面就存在着一些缺陷:a.设计方案的制定工作不尽科学合理;b.制定的设计方案中的公路桥梁工程荷载能力偏低，在实际运行时，就会导致公路桥梁工程的荷载能力小于实际需求，容易引发路桥的结构病害。一旦发生超载现象，后果就更为严重。2)在公路桥梁工程的施工过程中，施工单位出于某种目的，未按照设计方案的要求和施工规范建设，施工人员也未严格地执行相关的施工标准和设计标准，这就会导致施工质量不合格，这也是影响公路桥梁结构产生病害的一个因素。3)在公路桥梁的施工完成后，要对路桥进行养护，由于后期的养护工作不到位或者是处理不当，也会导致路桥的结构性病害，这也是路桥产生病害的一个因素。4)施工地区或周边的地质地貌不利于施工，各种自然灾害的发生以及不可抗力的出现，这些也都是导致公路桥梁工程病害的重要因素。

2 公路桥梁进行加固的重要性

上一部分我们探讨了很多导致路桥结构产生病害的因素，针对这些因素，我们就必须采取措施加以防护，其中最重要的就是对公路桥梁进行加固。加固的重要性主要体现在以下三方面的认识上:1)由于人们的知识认知和建设水平有限，随着时间的流逝，无论什么样的桥梁最终都会变为旧桥。受外界环境的影响及公路桥梁自身结构性能的改变都会引起损坏，故要对其进行加固;2)当今社会讲究经济效益，对比建设新桥和加固旧桥，发现后者的经济效益更好;3)公路桥梁的损坏是影响人民生命财产安全的隐患，必须进行加固处理予以消除。

3 公路桥梁加固的措施及预应力加固技术

3.1 公路桥梁的加固措施

为了避免公路桥梁结构病害的产生，可以从以下几个方面入手:加强维护和加固的施工管理;加强桥梁所在地区的地质情况勘察;制定积极合理可取的维护保养方案;精选加固公路桥梁的材料;加大对公路桥梁养护人才的培养;完善桥梁的施工、加固、保养。

从最后一点桥梁的施工、加固出发，又可采用以下方法:调整桥梁结构、扩大桥梁面积、桥体添加纵梁、外部进行粘结和施加外部应力。

3.2 预应力加固技术

3.2.1 体外预应力加固技术

体外预应力加固在各种加固技术中属于最常用技术，它主要是把有防腐能力的预应力筋放在部件的外部，并对梁施加一定的预应力，它产生的反弯矩就可以抵消一些来自于外荷载的内力，从而提高公路桥梁结构的性能。

体外预应力加固技术的特点有:1)公路桥梁加固时采用体外预应力加固技术可以简化施工，而且可以避免截面力被削减，因为其结构内部可不设置管道，因此对北方天气较冷的地方相当有意义;2)体外预应力加固方法采用的预应力筋是可以不需更换的，但如有需要，也可以设计成可更换的;3)该方法中预应力筋的利用效率是很高的，而且可以减少摩擦阻力，这点可很有效的抵抗疲劳。

3.2.2 有粘结预应力加固技术

有粘结预应力加固技术施工方便，且结构耐久性高，因此受到了土木人员的极大重视。它是锚固预应力筋，对梁体部分施加预加力，再喷注具有相对较高抗拉强度的砂浆，从而使加固构件有预应力筋很好的粘结在一起，这就构成了预应力的加固体系。

有粘结预应力加固技术的特点有:1)喷注的砂浆保护层可以有效的保护钢筋，避免钢筋的锈蚀，提高了构件的耐久性，延长了寿命;2)很大程度上提高了材料的利用效率，可以最大程度的发挥补强材料的性能;3)锚固预应力筋时依靠小型的锚具以及复合砂浆的粘结，这样锚固工作就更为安全可靠。

3.2.3 高强复合纤维预应力加固技术

高强复合纤维预应力加固技术目前已得到了广泛的应用，它是高强复合纤维布条对结构施加一定的预应力(锚固或者是粘贴在构件外部)，在该技术施工过程中要重点把握纤维布的锚固和张拉问题。

高强复合纤维预应力加固技术的特点有:1)该技术采用的施加预应力物品为高强复合纤维布，这与传统加固技术中采用的预应力筋相比，造价低、柔韧性好;2)在保证温度时，纤维布可以和混凝土共同作业;3)采用的复合纤维布质量很小，故采用该技术一般情况下不会增加原构件的重量;4)该技术的使用范围特别广，这是前两种加固方法所不具备的。

3.3 预应力加固技术的优点

预应力加固技术，就是指公路桥梁结构的构件在承受外部荷载之前，预先对其施加一定的应力，以提高构件刚度，使其达到要求的刚度，增强持久性，来实现稳定桥梁的目的。除此之外，公路桥梁预应力加固技术还有许多的优点:1)预应力加固技术在公路桥梁的施工过程中对交通的影响较低;2)采用预应力加固技术，施工方案灵活便捷，施工工期也很短，所需的劳动力和施工机械都比较少，因此其经济性很好;3)预应力加固技术基本上对公路桥梁的下部净空间没有影响，且对公路桥梁结构的损伤也基本可忽略不计;4)采用预应力加固技术，可以对其采用的预应力筋在任意时间更换，有利于对公路桥梁的维护修补。

4 结语

随着经济的快速发展，货车越来越多，其载重也越来越大，这对公路桥梁的设计提出了更高的要求。而公路桥梁在工程施工中和投入使用中都会产生一些结构病害，因此公路桥梁的加固是我国公路桥梁相关部门亟须解决的问题。本文介绍的预应力加固技术对我们以后工作的开展具有一定的指导意义。

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