桥梁工程结构病害成因与修复方法探讨

桥梁工程是人类在生活和生产活动中，为克服天然障碍而建造的建筑物。在长期的使用中，在自然因素和车辆荷载联合

作用影响下，产生一些结构性病害的问题是相当普遍的。特别是近年来随着我国国民经济的快速发展，一些建造年代较

远，设计荷载标准较低的桥梁工程，均不同程度的出现结构性病害甚至垮塌的现象，对交通运输和经济的可持续发展发

展带来很多不利的影响。因此，调查和评估桥梁工程的实际状况，进而研究和分析桥梁工程结构病害产生的原因，进而

“对症下药”，选择制定技术可行、经济合理、安全可靠的维修养护和加固补强处理措施，显得尤为重要。
1   桥梁工程普遍病害情况调查及评估
桥梁工程一般由上部结构、下部结构和附属构造物三部分组成。上部结构指主要承重结构（桥跨结构、支座系统）和桥

面系。下部结构包括桥台、桥墩和基础。附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。
上部结构是桥梁跨越空间并承受其上面外加作用的结构物，如车辆和人员荷载的作用，通常比较容易受到损害。其常见

的病害情况主要为：桥面系的伸缩缝老化、变形或开裂；桥面铺装层的裂缝、露筋、破损；排水防水系统堵塞、缺失；

栏杆或防撞栏杆破损、露筋以及端柱破损、倾斜； 灯光照明系统失效，破损等。支座系统的老化、断裂、活动支座功

能失效等；桥跨结构的主梁、主拱圈、横向联系构件的缺陷、裂缝、破损等。
下部结构是支承上部结构并将上部结构传来的作用传递到地基上的结构物。下部结构一般存在的主要问题有：盖梁、墩

柱、台身、台帽、耳背翼墙的裂缝、破损、异常变化等。桩基础错位、偏移、河床冲刷严重等。
附属构造物的桥头搭板断裂、下沉引起跳车、行车颠簸；锥形护坡和护岸坍塌、勾缝缺失，渗水。导流工程的淤积、堵

塞失效等。
根据相关技术规范并结合桥梁工程的具体特点，查明原因，综合对桥面系、上部结构、下部结构和全桥的技术状况

（BCI）进行评估，最终确定桥梁的完好状况等级评定。如根据《城市桥梁养护技术规范（CJJ99-2003）》，当BCI属D

类桥梁，即为不合格状态，应对较大的破损进行综合治理，全面恢复和提高技术水平等级标准，需要对工程进行中修或

大修。当属E类桥梁，即为危险状态，应立即限制交通等待处理，对不适应现有的交通量、荷载增长的需要及主体结构

严重破损的桥梁，进行大修，加固或改扩建，恢复和提高技术等级标准，提高其运行能力。
2   桥梁工程结构病害产生的原因
桥梁工程产生的结构病害原因是多方面的。有自然地质条件的原因，有勘测、设计以及施工的原因，还有运营管理的原

因。各个阶段都有可能产生结构病害现象，综合分析其具体产生的原因有以下几种：
1.1勘测原因
(1)桥基工程地质勘测钻孔布设数量不足、布孔位置不符合规范要求等；
(2)钻孔深度不足，对地层结构、基岩埋深、地基承载力，可能的冲刷深度判断失误或错误。
1.2 设计原因
(1)原设计荷载存在偏低的问题，因为后来的交通发展，车辆的荷载增大后，就出现桥梁工程的承载能力不足的现象，

从而产生结构病害。
(2)结构设计中存在缺陷，如选用桥梁结构形式不当，设计计算参数选择不尽合理。 
1.3 施工原因。
(1)施工技术力量薄弱，施工质量达不到或不符合设计和规范标准要求。 
(2)后期的养护工作不够到位，没有及时清除或者及时发现并消除已经产生的病害隐患。
1.4 工程地质原因
　　(1)桥位选择草率马虎，论证不够全面，对桥址周围的工程地质特征了解不足。如将桥墩、台设在滑坡体、岩溶或

孤石上。
(2)工程地质条件复杂，自然灾害多发。例如地震，洪水或泥石流对桥墩、桥台的长期冲刷等。
1.5 运营管理方面原因
(1)交通流量大，超限超载现象严重。
(2)桥梁墩、台受到水运船只的撞击。
(3)日常缺少有效的维修、养护和管理控制。
3   桥梁工程修复加固的基本程序
对已经发生病害的桥梁工程结构进行修复加固，必须按一定的操作程序实施。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序：

 
 
结构可靠性鉴定，主要是对工程结构病害的病情进行检查、会诊，对病害的成因，严重程度进行评估判断。加固方案好

比医生开的“处方”，在论证评估的基础上，对症下药。方法的选择应从实际出发，视工程量情况，有的放矢，尽量采

用标准化、装配化、自动化的施工工艺，提高工程质量，加速施工进度，以取得良好的经济和社会效益。
为确保施工质量和安全，对于大型桥梁工程结构加固，施工前应编制专项施工方案。施工方案必须经过施工单位的技术

负责人和总监理工程师的审批，必要时需要组织专家进行论证确定。
4   桥梁工程的加固补强技术应用
针对不同的结构部位、病害性质以及严重程度，采用相应的维修加固方法。桥梁工程常用的维修加固技术按其作用性质

主要分为裂缝修补和结构补强两个方面。
4.1 裂缝修补施工方法
由于结构裂缝是大气、雨污水渗入的通道，长期作用造成构件及配筋的氧化腐蚀，甚至断裂，对结构的力学性质产生严

重影响，使构件的强度和稳定性大为降低。所以裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性。主要技术方法有以

下几种。
（1）表面处理法，在细微裂缝的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。一般只适用于表层细微裂缝处

理。
（2）注浆法，在裂缝中注入树脂或水泥类材料，以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂，多采用低压低

速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用，可以增强裂缝部位的整体性，是一种防止裂缝继续发展的好办法。
（3）充填法，这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，

如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。
（4）表面喷涂法，喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层，来封闭裂

缝的修补方法。喷浆前，需要把结构表面的剥离部分除去，再用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开

始喷浆。
（5）粘结钢板封闭法，当钢筋硂构件产生主拉应力裂缝时，可对裂缝先进行处理之后，再在裂缝处粘结钢板，并用膨

胀螺栓对钢板加压。同时注意钢板粘结方向应和裂缝方向保持垂直。
4.2 结构补强施工方法
这里以梁式桥桥梁工程结构的上部结构为例进行说明。对于上部结构的加固补强技术，主要有增大截面加固法、外部粘

贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法以及增设纵梁加固法等等。
(1)增大截面加固法。就是增大受力构件的截面面积，依据不同的净空条件和荷载作用力的大小，可以加大混凝土构件

截面面积或者增加配筋率，可以单独选用一种或组合使用。
(2)外部粘贴加固法是指运用粘结剂（例如环氧树脂），将型钢或者玻璃钢等材料粘贴在结构的外部，使结构的承载能

力得到提高。构件尺寸若是有所限制，但同时又要大幅度的提高结构的承载力，这就要求粘合剂材料的质量以及施工质

量必须得到保证。
(3)预应力加固法就是有效运用预应力的原理，在原有的构件或者增设构件上施加一定的初始应力。这种方法是对构件

受拉区施加了一定预加压力，使其抵消部分或全部的自重或外部荷载应力，可以减小桥梁板或主梁的跨中挠度，从而推

迟裂缝的出现，限制裂缝的展开，提高结构的刚度。
(4)改变结构体系加固法，就是指运用增设支撑或桥墩的方法将简支变成连续，并且在梁下设置一些加劲梁、叠合梁，

比如架设钢架等，以此来减小梁内的控制界面的峰值弯矩，使其承载力得到提高。
(5)增设纵梁加固法是指在桥墩或者桥台基础稳定，且其桩基的承载力也满足要求，可以运用增设承载能力较高或者刚

度较大的新纵梁的方法，使新浇筑梁和原先旧梁同时受力。因为增设主梁后，车辆荷载作用会重新在桥梁工程的结构中

进行分布，原来旧梁承受的作用力就会相应减少，桥梁的整体承载能力、刚度都得到提高。这种方法对于桥梁下部结构

效果较好，对上部结构的承载能力不足的情况也比较适合。
4.3 结构加固新技术-锚喷技术
随着当今科技水平的不断进步，新技术、新工艺、新材料也层出不穷，促使工程施工技术也得到快速发展。混凝土喷射

机具和速凝剂的组合，使锚喷技术得到了很大的应用空间。实践证明，这种技术可以用于桥梁工程上部结构的加固补强

的施工过程中。锚喷施工工艺是比较简单的，它将混凝土施工工艺中的运输、浇筑和捣固等工序合而为一。机械化的程

度较高，所以施工的速度和效率也很高。既节省了人力，又兼有适用性强的特点。比如不需要搭设专门支模架以及高大

模板工程，就可在桥梁梁板底或拱腹下进行施喷工作。不但容易满足工程设计所需结构类型，而且更能符合安全施工要

求，同时对于正常交通也没有很大影响。
5   结 语
随着我国交通运输事业和国民经济的快速发展，对于道路桥梁工程的使用需求也越来越频繁，无论是对其结构的安全性

还是耐久性都提出了很高的标准。而随着各类桥梁工程加固补强技术的不断完善发展，其应用的范围也会不断拓宽。针

对桥梁工程结构产生病害的原因具有复杂性、综合性的特点，在保障桥梁工程结构的使用安全方面，我们除了不断完善

对桥梁工程结构的加固补强技术的同时，也要不断研究新技术、新工艺和新材料，注意加强对对桥梁工程的全面的系统

检查、检测和安全评估、加强日常的维修养护和管理，以促进我国交通运输事业的持续健康发展。

参考文献
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文章名称： 桥梁工程结构病害成因与修复方法探讨

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