橋梁結(jié)構(gòu)在施工和營(yíng)運(yùn)使用過程中，常會(huì)出現(xiàn)不同形式的損傷。其中，由混凝土或鋼材構(gòu)筑而成的橋梁結(jié)構(gòu)物，由于磚石砌體及材料的抗拉能力較弱，稍微受拉就會(huì)產(chǎn)生損傷。因此，混凝土結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生損傷幾乎是不可避免的。這就需要我們對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)損傷及時(shí)進(jìn)行分析并做加固技術(shù)處理?；炷灵_裂的原因很多，歸納起來基本上有以下四個(gè)原因：設(shè)計(jì)考慮不周、材料使用不當(dāng)、施工質(zhì)量達(dá)不到要求、養(yǎng)護(hù)不力及外界環(huán)境的不良影響。

一、橋梁結(jié)構(gòu)常規(guī)損傷機(jī)理分析

1、混凝土結(jié)構(gòu)損傷的認(rèn)識(shí)

混凝土是當(dāng)今橋梁結(jié)構(gòu)中使用廣泛、應(yīng)用量的一種材料。因?yàn)樗梢耘渲瞥刹煌瑥?qiáng)度、不同性能和不同形狀的各種混凝土結(jié)構(gòu)物，且耐久性良好。

大多混凝土都是帶損傷工作的，有的損傷并不影響使用，但將其相應(yīng)部位構(gòu)件的承載力受到一定程度的削弱，同時(shí)還會(huì)引起保護(hù)層剝落、鋼筋銹蝕、混凝土碳化、持久強(qiáng)度低等，甚至危害橋梁的正常運(yùn)行和縮短其使用壽命。

2、混凝土結(jié)構(gòu)損傷的處理原則

工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論分析說明，混凝土結(jié)構(gòu)的損傷不可避免，只是有些損傷是無害的或可控制的。如果對(duì)建筑物的抗裂要求過嚴(yán)，將付出過大經(jīng)濟(jì)代價(jià)，甚至無法實(shí)施。科學(xué)的方法是將損傷的有害程度控制在允許范圍之內(nèi)。

3、混凝土結(jié)構(gòu)的微觀損傷與宏觀損傷

荷載試驗(yàn)表明，當(dāng)混凝土受壓，荷載在30%的極限強(qiáng)度以下時(shí)，微裂幾乎不變動(dòng)，在30%-70%極限強(qiáng)度時(shí)，微裂開始擴(kuò)展并增加，到70%-90%極限強(qiáng)度時(shí)，微裂顯著并迅速增多，其微裂之相互串聯(lián)起來，直至完全損壞?？梢哉f小于0.05mm的不可見損傷為“微觀損傷”，大于等于0.05mm的可見損傷為"宏觀損傷".混凝土損傷是微裂的擴(kuò)展，在建筑結(jié)構(gòu)中對(duì)使用無重大危害。

二、橋梁結(jié)構(gòu)常規(guī)損傷分類

在《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》中，將常用結(jié)構(gòu)的裂縫寬度限制在0.20-0.25mm的范圍內(nèi)。當(dāng)裂縫寬度在限制值以內(nèi)時(shí)，大氣中的濕氣、水分很難大量滲透到鋼筋上，因而鋼筋不會(huì)遭到嚴(yán)重銹蝕，結(jié)構(gòu)的耐久性也不會(huì)因此而受到明顯影響。

梁式橋中可能出現(xiàn)的裂縫很多，下面主要通過鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋，介紹梁式橋常見的裂縫。

1、梁受拉去的豎向裂縫

簡(jiǎn)支梁的豎向裂縫，是由正彎矩引起的，一般在梁的跨中附近，從梁的受拉區(qū)邊緣大致與主筋垂直的方向向上延伸。裂縫寬度一般在0.03-0.2mm之間，裂縫之間的小間距為0.05-0.2mm.

對(duì)于連續(xù)梁，除了跨中附近有自下而上的豎向裂縫外，中間支點(diǎn)附近會(huì)出現(xiàn)自上而下的有負(fù)彎矩引起的豎向裂縫

裂縫是鋼筋混凝土梁式橋中不可避免的。一般認(rèn)為，只要這類裂縫在梁側(cè)面的延伸長(zhǎng)度達(dá)不到計(jì)算截面的中性軸，而其寬度又在0.2mm范圍內(nèi)，當(dāng)屬正常裂縫。對(duì)于負(fù)彎矩裂縫，因易受雨雨水的影響，即使裂縫小于0.2mm,亦應(yīng)采取防水措施，避免因雨水侵蝕而加速鋼筋銹蝕。

2、斜裂縫

梁式橋中的斜裂縫有兩種：一種是由主拉應(yīng)力引起的梁腹板上的斜裂縫；另一種是由于斜截面抗彎能力較弱所引起的斜裂縫。

種斜裂縫多發(fā)生在梁支點(diǎn)附近的腹板上，主要是由于拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生的。裂縫一般從端橫隔板內(nèi)側(cè)開始，沿40度-60度的斜裂縫向上攀升。因?yàn)榱旱纳舷戮壱话愣加休^多的縱向主筋，它有抑制斜裂縫的作用，因而斜裂縫在到達(dá)這些主筋或鋼束之前，一般都會(huì)消失。

造成斜裂縫寬度較大的主要原因是斜筋不足，對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁，則往往是斜向鋼束起彎過早，梁端缺少斜向鋼束所致。在前一個(gè)時(shí)期，有一些預(yù)應(yīng)力，梁端出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的斜裂縫，給修復(fù)加固造成了較大的困難，今后必須給予重視。

第二斜裂縫，又稱彎斜裂縫，是由于斜截面抗彎能力較弱所引起的。它與主拉應(yīng)力產(chǎn)生的斜裂縫有明顯的不同，彎剪斜裂縫與由梁中正彎矩產(chǎn)生的豎向裂縫相似，裂縫是由梁底向腹板延伸，裂縫的寬度是下面大、上面下，而不象主拉力所產(chǎn)生的斜裂縫是中間大、兩頭小。

3.筋銹蝕引起的順筋裂縫

由于混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足，二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到巖土中的氧氣和水分發(fā)生腐蝕反應(yīng)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長(zhǎng)2-4倍，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，其延伸長(zhǎng)度可達(dá)到梁跨度之半，裂縫寬度可達(dá)4mm，危害極大。

三、橋梁加固工作程度

橋梁在使用過程中，隨著使用年限的增加，其結(jié)構(gòu)性能逐漸退化，出現(xiàn)各種損傷，為保證其性，就需要經(jīng)常進(jìn)行維修來滿足其使用功能并延長(zhǎng)其使用壽命。

橋梁結(jié)構(gòu)加固的工作程序?yàn)椋?/p>

橋梁檢定--確定加固方案--施工圖設(shè)計(jì)--施工組織設(shè)計(jì)--施工--工程驗(yàn)收。對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)加固方案的選擇十分重要，方案的優(yōu)劣不僅影響資金的投入，而且將影響橋梁加固的質(zhì)量。合理的加固方案應(yīng)該達(dá)到加固效果好，對(duì)使用性能影響小，技術(shù)可靠，施工簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)合理。

四、橋槊結(jié)構(gòu)損傷加固處理技術(shù)

1、損傷修補(bǔ)技術(shù)

損傷修補(bǔ)的目的在于恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的防水性和耐久性，以及起到修飾美觀的作用。結(jié)構(gòu)有較嚴(yán)重的病害時(shí)，需要在加固前或在實(shí)施加固技術(shù)的過程中進(jìn)行損傷的修補(bǔ)。損傷補(bǔ)的主要技術(shù)有：

面處理法

這是在微損傷的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性為目的的方法。缺點(diǎn)是修補(bǔ)工作無法深入到損傷內(nèi)部，以及對(duì)延伸性損傷難于追蹤其變化。因此，對(duì)于寬度發(fā)生變化的損傷，要設(shè)法使用伸縮性的材料。表面處理方法所用材料視修補(bǔ)目的及其結(jié)構(gòu)物所處環(huán)境不同而異，通常使用彈性涂膜防水材料、聚合物水泥膏及水泥填料等。

注漿法

該方法系在損傷中注入樹脂或水泥類材料，以提高其防水性及耐久性。主要注漿材料是環(huán)氧樹脂，以往均采用手動(dòng)或角踏式輸液泵注入漿液；但存在無法控制注入量。對(duì)于不貫通的損傷難于將漿液注入到內(nèi)部，注入壓力太大有可能使損傷寬度擴(kuò)大等問題。所以，現(xiàn)在多采用低壓低速注入法。此法具有易于控制注入量且可注入到損傷深部的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)灌漿材料采用環(huán)氧樹脂時(shí)，應(yīng)注意環(huán)氧樹脂的粘度不同，有時(shí)漿液無法充分注入損傷，但增加溶劑量又會(huì)降低粘性而達(dá)不到預(yù)期的目的；對(duì)于延伸性損傷，環(huán)氧樹脂的變形性較差，所以對(duì)這類損傷，應(yīng)使用可撓性環(huán)氧樹脂。

充填法

這是一種適合于修補(bǔ)較寬損傷的方法。具體做法是沿?fù)p傷鑿一條深槽，然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種粘結(jié)材料，如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹脂混凝土、瀝青及各種化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑等。對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，這種修補(bǔ)方法視鋼筋是否銹蝕而異。當(dāng)鋼筋未銹蝕時(shí)，沿?fù)p傷處以大約10mm左右的寬度將混凝土鑿成U型或V型，在開槽處填密封材料以修補(bǔ)損傷；當(dāng)鋼筋已經(jīng)銹蝕時(shí)，將混凝土鑿除到能夠充分處置已經(jīng)生銹的鋼筋部分。先對(duì)鋼筋除銹，然后在鋼筋上涂抹銹底涂料，再充填密封材料。

表面噴除法

噴漿修補(bǔ)是一種在經(jīng)鑿毛處理的損傷處理，噴射一層密實(shí)而且轱度高的水泥砂漿保護(hù)層，來封閉損傷修補(bǔ)法。噴漿前，需要把結(jié)構(gòu)表面剝離部分除去。再用水沖洗清潔，并在開始噴漿之前把基層濕潤(rùn)，然后再開始噴漿。

粘結(jié)構(gòu)鋼板封閉法

當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力損傷時(shí)，可對(duì)損傷先進(jìn)行處理后，再在損傷處粘結(jié)鋼板，并用膨脹螺栓對(duì)鋼板加壓。鋼板粘結(jié)合方向應(yīng)和損傷方向垂直。

混凝土因堿骨料而開裂的損傷修補(bǔ)

因堿骨料反應(yīng)產(chǎn)生的損傷，一般為延伸性的，特別是鋼筋用量較少時(shí)，對(duì)膨脹的約束較小，于是損傷寬度顯著變大。對(duì)這種損傷，可以注入環(huán)氧樹脂或涂抹防水材料，防止水分由外部侵入，從而控制堿骨料反應(yīng)。

2、梁式結(jié)構(gòu)加固增強(qiáng)技術(shù)

梁式橋上部加固可采用各種不同的方式。一般采取擴(kuò)大原結(jié)構(gòu)件截面，以提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度：以新的結(jié)構(gòu)代替舊的抗力不足的結(jié)構(gòu)；改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力體系，使3控制截面變矩的峰值減小；對(duì)原結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力圖式，以達(dá)到提高橋梁剛度和強(qiáng)度的目的。梁式橋上部結(jié)構(gòu)加固增強(qiáng)技術(shù)主要有加大截面加固法、外部粘結(jié)加固法、外部預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、增設(shè)縱梁加固等方法。

橋梁的養(yǎng)護(hù)是一個(gè)公共課題。近年來我國地震不斷，橋梁作為重要的公共設(shè)施需要一定的抗震抗災(zāi)能力。我國大部分橋梁建成時(shí)間較早，隨著時(shí)間的推移和使用必定會(huì)有不同程度的損傷和磨損。其中裂縫損傷就是比較突出的損傷類型。

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