引言

如今，中国许多城市面临着越来越大的交通压力，严重影响了人们日常出行的便利性。同时，市政路桥的设计、施工、维护等水平也不断威胁着人们的安全出行。除了车辆超载和自然灾害和人为灾害带来的不可预测的风险外，市政路桥的质量应得到最有效的保证，无论是在早期设计还是在中期施工过程中，特别是在后期维护阶段。

1、市政路桥常见病害问题

1.1、混凝土碳化和钢筋锈蚀

混凝土碳化和钢筋腐蚀是市政道路和桥梁中最常见的问题之一。一般来说，在施工过程中，空气中的二氧化碳渗入混凝土，与碱性物质发生化学反应，从而降低混凝土中的碱性，甚至碳化。同时，混凝土结构中的钢筋生锈，导致有效面积和体积减小，使混凝土膨胀剥落。此外，钢筋和混凝土的承载力及其握力和包裹力将大大降低，导致市政道路裂缝甚至桥梁断裂，不仅影响道路和桥梁的正常交通，而且导致交通系统瘫痪，造成严重的经济损失和社会谴责。

1.2、裂缝问题

由于超载运行、环境温度变化大、混凝土收缩缓慢、年久失修等原因，大多数市政路桥项目存在不同程度的裂缝，影响其承载能力甚至服务寿命，给交通带来严重的安全风险，对经济造成不可估量的破坏。因此，要正确对待市政路桥的裂缝，定期检查。一旦发现裂缝，要及时分析原因，对症下药，采取有效有针对性的补救措施，防止裂缝进一步发展，保证市政路桥的承载能力，延长其使用寿命[1]（如下图1所示）

图1桥梁裂缝示意图

2、加固改造设计原则

一般来说，市政路桥的加固改造设计方案是在病害表象的基础上，对头痛和脚痛进行应对。负责任、负责任的方案设计师应从整体角度充分考虑各种影响因素，对现有甚至潜在的疾病问题进行深入分析和准确评价。不同病害的表现形式不同，危害程度不同，治疗方案也不同。市政路桥加固改造设计方案的总体思路是：在保证原有功能的基础上，尽量不改变原有的结构类型，不影响原有的整体美观，本着安全经济的原则。具体表现为：（1）如果市政路桥在某一方面有足够的潜力，可以在其他方面采取合理的加固措施，提高其整体承载能力，提高服务功能，实现更大的价值。(2)加固城市立交桥时，首先要保证桥下原有的净空高度不能变小，所以跨中腹板下方不能采取加固措施。其次，不能占据原有的道路宽度，因此不能在其斜腿处采取加固措施。（3）充分考虑钢筋改造材料的重量是否超过原路桥基础的承载能力，充分考虑钢筋改造材料的质量是否与原结构相匹配。

3、市政路桥加固改造措施

3.1、加固桥面加固层

在大多数情况下，旧桥的桥面通常会出现许多裂缝、剥落和其他损坏。此时，不仅不能接受局部处理，而且不能大范围简单地浇筑原桥面。

采取桥面加固层的加固措施是最有效的。首先，对原桥面进行凿毛处理，清洗新旧接头表面，必要时涂环氧胶粘剂；其次，在原桥面钻孔，注入植物胶或化学锚固胶，埋入膨胀螺栓以抵抗剪力；然后根据裂缝要求放置合理直径的钢网，与埋入的膨胀螺栓焊接；最后，浇筑合理标志的干硬或钢纤维混凝土，形成原桥面的加固层[2]。

3.2、增加构件截面积的钢筋

当旧桥承载能力不足以满足当前交通配重要求时，首选增加构件截面积和钢筋加固方案，是一种常见的结构加固方案。通常有两种方法可以实现，第一种是增加桥面板的厚度，与上述桥面加固层的加固措施相同，原则是增加T型梁上翼缘的厚度，提高承载力，一般适用于桥下净空有限的工程；然后增加T型梁腹板的高度或宽度，效果相对明显，但受桥下净空的限制，一般使用机会不多。该加固方案原理简单，设计施工方便，通常用于跨度较小的场合。需要指出的是，在加固方案时，必须检查承重平台和桥墩的承载能力，以避免增加构件截面面积，导致桥梁本身的自重增加，导致超过承重平台和桥墩的原承载能力，产生更大的安全风险[3]。

3.3、预应力加固

预应力加固改造设计是通过原构件外加（即体外）预应力钢拉杆或型钢支撑进行加固的方案。其原理是通过施加预应力迫使体外预应力构件受力，从而改变原结构的受力状态，降低其应力水平，消除其应力应变的滞后，从而达到提高承载力和抗裂性的目的。体外预应力技术因施工简单、更换方便、经济可靠等原因广泛应用于旧桥和危险桥的加固方案中，一般适用于大跨度结构的加固和传统加固方法无法实施或效果差的情况，而不适用于高湿度环境和混凝土收缩徐变较大的情况。

3.4、局部修复加固

局部修复是市政路桥日常养护中最常见的加固方案。当路面或桥面损坏轻微时，用工具清除路面或桥面上松散的混凝土层，然后用水泥标签相同的材料进行修复；当路面或桥面损坏轻微但不严重时，用工具凿除路面或桥面上松散的混凝土层，直至钢筋暴露，然后用水泥标签相同的材料进行修复；当路面或桥面损坏较严重时，应采用松动结构清除松动的混凝土层，直至钢筋暴露，然后用水泥标签相同的材料进行修复。

3.5、粘贴纤维复合材料加固

随着交通流量的不断增加和超载的不时发生，现有市政路桥的承载能力随时受到挑战。纤维复合材料（如碳纤维复合材料等）被粘贴在其主要受力部位、节点和薄弱部位，以增强其整体稳定性和承载能力。与传统的加固方法相比，碳纤维加固具有重量轻、强度高、弹性模具高、耐腐蚀性好、耐冲击性好、工期短、施工方便、无大型机械、加固成本低等优点。但由于钢筋材料的强度往往受到原构件变形的影响，无法释放原设计强度。因此，在钢筋设计过程中，应充分考虑这种影响，不得过分依赖钢筋材料的作用[5]。

3.6、加固化学植筋

化学植筋是指在基材上钻孔，然后注入高强度植筋胶，再插入钢筋。高强度植筋胶固化后，将基材与钢筋或型材牢固粘接，通过胶剂将作用在钢筋或型材上的力传递给基材，使新旧结构形成一个整体，共同受力，从而提高整体稳定性。该技术所需设备简单，操作方便，效果可靠。广泛应用于旧桥改造、旧桥加固、桥梁加宽等领域，取得了良好的经济效益和社会效益。相信随着锚固钻孔理论的不断完善和施工技术和管理水平的不断提高，化学植筋技术的应用将越来越广泛。

此外，市政路桥加固设计方案还涉及防水设计、抗震设计等方面。在实际工作中，本着科学合理、经济环保的原则，科学评价原路桥的实际承载能力，根据项目实际情况提出合理的加固方案。

结束语

市政路桥的各种病害对交通安全和城市发展极为不利。从加固改造设计的角度，有效遏制市政路桥风险，是保障其质量安全和居民生命财产安全的必要前提；也是提高路桥使用寿命、促进技术发展、提高经济效益的有利保障。