桥梁施工质量风险点及通病防治，你要偷偷学然后惊艳所有人
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桥梁施工应包括选择施工方法 , 进行必要的施工验算 , 选择或设计、制作施工机具设备 , 选购与运输建筑材料 , 安排水、电、动力、生活设施以及施工计划 , 组织与管理等方面的事务。施工是一项复杂而涉及面很广的工作 , 上至天文、气象；下至工程地质、水文、地貌、机械、电器、电子、管理等各领域；同时与人的因素 , 与地方政府的关系密切。因此 , 现代的大型工程施工 , 应由多种行业的技术人员和工人协力完成。桥梁施工与以下五个方面直接相关：
1、桥梁施工与设计的关系
2、桥梁施工与工程环境和条件的关系
3、桥梁施工与施工方案的关系
4、桥梁施工与施工组织的关系
5、桥梁施工与施工预算的关系
6、桥梁施工方法的选择
2.1 桥梁施工与设计的关系
2.1.1关系原则
（1）桥梁设计必须具备施工的可行性。要求设计人员在进行桥梁设计时，要预先拟订施工方法，并在设计上考虑施工过程中产生的全部应力应变状态。
（2）桥梁施工必须忠实于设计，要求施工人员理解设计图，掌握设计计算内容和各施工阶段的应力状态等。
（3）通过施工验证设计，促进设计进步，推动施工发展。
2.1.2与施工有关的文件与图纸
（1）设计文件（包括经发包单位认可的设计图、材料数量表、分项工程预算等等）、说明书和施工计划。
（2）设计计算书。施工人员在开工前应仔细阅读，掌握桥梁建立在如何设计的基础上，应对施工中可能发生的各种变化情况。
2.1.3施工前必要的设计计算
（1）有关构件变形的计算：构件的伸缩和挠度。
（2）有关施加预应力的计算：材料的张拉力计算与伸长值计算。
（3）有关架设时安全的验算。
2.2 桥梁施工与工程环境和条件的关系
对现场条件的考虑和调查：
预先应详细调查了解桥梁即将施工现场的地理、环境、地形、地质条件以及气象条件。
作为施工地点 , 要考虑市内、平地、山区、河流、海岸等 , 但条件差别很大 , 所以应当详细调查了解 , 以兔给施工带来障碍。作为地理条件 , 施工现场运输路线情况也是重要条件之一。与其他相邻工程的关系 , 也应作为施工现场的一项重要条件 .
此外 , 在正式开始施工之前 , 必须确认道路中心线、跨径长度、 斜交角及支座位置等测量结果。这些施工基本数据若有错误 , 就会对将要施工的桥梁竣工精度、安全性等产生极大的影响。特别是上、下部构造分别发包的时候 , 应当慎重研究下部构造的测量文件， 在现场需要重新确认跨径长度和支座位置等重要基本敷据。
2.3 桥梁施工与施工方案的关系
桥梁施工方案主要是指桥梁的施工技术。在进行桥梁初步设计时就应确定工程的基本施工方法；在工程施工中 , 结合已有的机具设备和施工能力 , 制定各施工阶段的施工程序和施工方案。
选择确定桥梁施工方案，需要充分考虑桥位的地形、环境，施工方法的安全性、经济性、施工速度等等。一般很难将桥梁结构形式和施工方法分开考虑，也就是说，在进行桥梁设计时, 要预先假定施工方法 , 并须在设计上考虑施工过程中产生的全部应力应变状态。
例如，混凝土桥梁常采用以下三种施工方案：第一种：现场浇注混凝土施工法；第二种：预制混凝土施工法；第三种：将第一种和第二种方法组合起来的混合施工法。更深入一步涉及到采用什么手段实现这些方法，也就是架设方法问题。对于第一种方法常采用固定支架式施工法；对于第二种方法常采用有预制梁架设施工法，如吊车、导梁之类安装预制梁；对于第三种方法，有如顶推法等，预制梁上现浇混凝土桥面板也属这种方法。
2.4 桥梁施工与施工组织的关系
组织管理是制定周密的施工计划 , 确保在规定的工期内优质、安全地完成设计图纸所要求的工程内容。
（1）确认工程项目 , 进行现场布置和施工准备。
（2）制定工程进度计划。
（3）安排人事劳务计划。
（4）临时设施计划。
（5）机具设备使用计划。
（6）材料及运输计划。
（7）工程财务管理。
（8）安全、质量与卫生管理。
桥梁的施工技术与组织管理在内容上是有区别的 , 但在实际工作中关系是密切的。施工技术是保证工程能按设计进行施工 , 而只有严格的组织管理才能圆满地按照承包合同完成工程任务。
2.5 桥梁施工与施工预算的关系
概、预算是工程设计文件的重要组成部分。它通过一系列表格计算，确定工程造价、劳动力、机械台班及材料消耗等的数量 , 因此也又是工程施工组织管理工作的必不可少的基础资料。
初步设计阶段编制概算，技术设计阶段编制修正概算，在施工图阶段编制预算。预算是施工图设计文件的重要组成部分。《编制办法》规定“预算经审定后，按预算承发包的工程，预算是确定工程造价，签订建筑安费工程合同、实行建设单位和施工单位投资包干和办理工程结算、实行经济核算和考核工程成本的依据。”
“以施工图设计进行施工招标的工程，施工图预算经审定后是编制工程标底的依据”.
“施工图预算是考核施工图设计经济合理性的依据、施工图设计应控制在批准向初步设计及其概算范围内。如果单位工程预算突破相应慨算时，应分析原因，对施工图设计中不合理部分进行修改，对其合理部分应在总概算投资范围内调整解决”
影响桥梁施工费用的主要因素是构件制作的费用、 架设费用和工期。
缩短工期、尽早通车所带来的经济效益和社会效益越来越受到重视。
2.6 桥梁施工方法的选择
2.6.1 桥梁基础施工
桥梁基础的施工无法采用统一的模式。但是根据桥梁基础工程的形式大致可以归纳为扩大基础、桩和管柱基础、沉井基础、地下连续墙基础和组合基础等几大类。
总之,桥梁基础工程发展到今天 , 已经不受水文、地质条件的控制 , 所重视的是工程结构本身和经济效益。目前国内已经拥有了合乎我国国情的一整套施工工艺及相应的设备 , 而特大桥梁基础已经向“组合基础”发展。扩大基础、桩基和沉井在各自的发展中又彼此“联合” 。这种联合就是根据不同的水文、地质来发挥各类型式的特点而组成的一个整体 , 故出现了很多基础形式。
2.6.2 桥梁墩台施工
桥梁墩台施工方法通常分为两大类：一类是现场就地浇筑与砌筑；一类是拼装预制的混凝土砌块、钢筋混凝土或预应力混凝土构件。多数工程是采用前者 , 优点是工序简便 , 机具较少 , 技术操作难度较小；但是施工期限较长 , 需耗费较多的劳力与物力。近年来 , 交通建设迅速发展 , 施工机械(起重机械、混凝土泵送机械及运输机械)也随之有了很大进步 , 采用预制装配构件建造桥梁墩台的施工方法有新的进展 , 其特点是既可确保施工质量、减轻工人劳动强度 , 又可加快工程进度、提高工程效益 。特别是现在爬升摸板和滑动摸板的应用,配合墩台全方位预应力混凝土工艺,使桥梁墩台施工即满足设计上各种造型要求,又保证了施工质量要求。
2.6.3 桥梁上部结构的施工
随着桥梁结构设计方法的进步、桥梁类型增多与跨径增大 , 构件生产的预制化 , 以及材料和机械设备的发展 , 由此而引起施工方法的进步和发展 , 形成了多种多样的施工方法。
（1）就地浇注法
（2）预制安装法
（3）悬臂施工法
（4）转体施工法
（5）顶推施工法
（6）移动模架逐孔施工法
（7）横移法施工
（8）提升与浮运施工法
等等，只要设计水平和材料性能能达到，桥梁施工无所不能。
2.6.4 施工方法选择
在选择施工方法时 , 桥梁的类型、跨径、施工的技术水平、机具设备条件是相当重要的因素。还需要充分考虑桥位的地形、环境、安装方法的安全性、经济性、 施工速度等因素。
（1）使用条件：桥梁的类型、使用跨径、墩高、梁下空间的限制、平面场地的限制、桥墩的形状等。
（2）施工条件：工期要求、起重能力和机具设备要求、架设时是否封闭交通、架设时所需的临时设施、材料可供情况、架设施工的经济核算等。
（3）自然环境条件：山区或平原、地质条件及软弱层状况、对河道的影响、运输线路的限制等。
（4）社会环境影响：对施工现场环境的影响 , 包括公害、景观、污染、架设孔下的障碍、道路交通的阻碍、公共道路的使用及建筑限界等。
3.1国内外桥梁质量现状
3.1.1国内桥梁质量现状
至2014年底,全国公路总里程达450万km,全国高速公路达11.145万km,全国公路桥梁达71.34万座。其中,特大桥梁2688座/ 468.86万延米、大桥61735座/ 1518.16万延米。
然而，我国公路既有桥梁中危桥占有相当比例，早期桥梁大多表现为承载力不足；属于三类、四类不良状况或承载力不足的桥有占总数的近25％，这些数据充分说明，在大交通量及大吨位超限车辆的作用下，如果这些技术状况不佳的桥梁得不到及时的维修和加固，不仅会造成整条线路的局部瓶颈，而且还会对通行的车辆造成极大的隐患。因此，桥梁施工质量风险点的认识和通病防治就显得尤为重要。
3.1.2 国外桥梁质量现状
美国桥梁总数约为60万座，其中约20万座被美国联邦公路总局(FHWA)化为不符合要求，12.5万座被列为具有结构缺陷，每年需替换5千至8千座。FHWA规划的桥梁修复与替换方案估计耗资＄455亿；英国运输部曾在1990年抽样调查过两百座混凝土公路桥，约30％的桥梁的运营条件不良。预计英国运输部拥有的6千座桥的10年修复费用为6200万；在前南斯拉夫，大约有19％的桥梁的运营条件不良；这种情况在西欧和北欧国家也相当严重，如：德国在近2年内，对一个州的1500多座混凝土和预应力混凝土公路桥作了全面检查，发现桥梁在上世纪下半叶建造的一批钢筋混凝土桥中，有27％的桥梁上部结构至少有一处严重损伤，64％至少有一处重要损伤，77％至少有一处中等损伤。这些情况在发展中国家更为严重。
3.2 桥梁承载能力不足
经过大量的调查和研究表明，造成桥梁的承载能力不足的原因多种
多样，归纳起来有以下几个方面:
1）桥梁设计荷载偏低
桥梁设计荷载偏低主要集中在旧桥，旧桥设计荷载偏低，其原因如下:
（1）历史的局限性
在我国公路事业的发展过程中，大量的桥梁是在当时的经济环境下建设的，已不适应当今国民经济快速发展的需要。当年，在修建公路的时候，对于仅作为人行桥或马车使用的古代和近代的桥梁，未作任何改造就加以利用，以及2004年以前设计的桥梁，有许多桥梁的荷载标准对比现行规范要求有一定的差距。尽管大都有一定的潜力可挖，对于当时荷载等级要求不高，行车密度较稀的交通状况是能够适应的。但是随着交通事业的发展，相当一部分老桥面临着荷载等级偏低、承载能力不足的状况，导致病害日益严重，成为危桥。
2）设计原因
设计上存在的问题，主要是:结构不合理、计算错误、施工图不完善。
（1） 结构不合理
桥梁设计方案的选择，是由当地的水文地质条件、施工技术和方法、经济指标和使用要求等诸多因素所就决定的。如果这些结构选择或布局不合理，都会使桥梁在运营过程中出现这样那样的缺陷。
（2）计算错误
在桥梁设计计算中，由于计算错误等原因，可能给桥梁带来先天不足的问题；如：二次应力、干燥收缩、徐变、拱桥卸载问题等计算错误，都会给桥梁日后运营中埋下隐患。
（3）施工图纸不完善
施工图不完善，主要表现在一些结构的细致部位，如：施工中出现把接头安置在弯矩最大处的不正确做法;支座钢筋预埋深度不足等，这些都会成为日后发生缺陷的因素。
3）施工原因
在桥梁建设中，尽管设计正确，但施工方法不当，施工质量控制不严，施工过程中遇到一些非预见性灾害，如洪水、地震等，常常导致桥梁承载能力降低，不能达到设计的预期目的。
4）外界因素
车流量加大、重车增多、超载严重、交通碰撞事故；地震、洪水的破坏；环境恶劣、化学腐蚀；周边出现不均匀沉降等，都会使桥梁产生损坏。承载能力下降。
3.3 混凝土桥梁结构的缺陷
混凝土桥梁结构的各种缺陷一般分为表层缺陷和内部缺陷两类，这是基于其使用条件、构造形式、结构类型、缺陷发生部位和形式的不同来考虑的。
在混凝土表层形成缺陷主要有：蜂窝、孔洞、剥落、老化、露筋、麻面、层隙、磨损、掉角、表面裂缝、表面腐蚀、构件变形、接缝不平、模板走样等。
在混凝土内部形成缺陷有：在混凝土内部形成空洞和蜂窝，施工时钢筋类型、数量的选用以及放置位置不对，钢筋接头处焊接绑扎质量较差，混凝土保护层较薄造成钢筋外露引起钢筋锈蚀，混凝土的强度、抗渗、抗冻标号不足等。
1）混凝土桥梁结构缺陷的产生原因
混凝土桥梁结构缺陷多数是由于使用过程中各种外部因素和设计、施工不当造成的。桥梁在多年的使用过程中多受到风、雨、水流等自然界的侵蚀，温度、湿度的变化也会对桥梁结构产生影响，还可能遭受地震、洪水等特大自然灾害而受到严重损坏。一些人为地原因如质量事故、意外的撞击也会使桥梁产生缺陷；设计不当包括选用的结构形式不合理、计算错误和取值偏差以及图纸标示不正确、不完善等几个方面，由此而造成结构承载力要求没有达到预期目标，裂缝、挠度过大；施工质量不好，施工中采用的材料规格与性能不满足规范要求，施工时未能按操作规程进行施工，施工马虎大意等。
2）混凝土桥梁结构产生缺陷的危害
混凝土桥梁结构的表层缺陷虽不会引起桥梁断裂等严重后果，但其危害性还是应当引起足够的重视。混凝土桥梁由于长期受外界因素的影响，加之各种车辆荷载、人群荷载等活荷载的作用，往往使原本不大的缺陷逐渐扩大，最终影响整个桥梁的安全性。混凝土表面的破损，会影响结构内部的钢筋，往往造成钢筋外露锈蚀的后果，如果任由其发展下去结构的承载能力与抗变形能力会逐渐减弱，最终混凝土结构物有可能出现不安全状态，减少桥梁结构的正常通行使用期限。因此，对于混凝土表面的破损应及时发现、及时维护，避免损坏向深层次发展，带来无可挽回的严重后果。
结构内部缺陷对桥梁结构带来的危害比表层缺陷的危害危害更大。混凝土强度等级不按照设计要求标准、钢筋的类型、数量、放置位置没达到规范要求、浇筑混凝土时没及时振捣，模板漏浆等使混凝土结构产生空洞等，都会降低桥梁的使用标准，缩短其使用年限。对内部缺陷应当查出一处，处理一处，处理部位要进行加固补强
3）桥梁墩台缺陷及病害
墩台位于桥梁上部结构和基础之间，墩台结构将上部结构的荷载传递给基础；桥台使桥梁与路堤相联接，并承受桥头填土的水平土压力，起着挡土墙的作用；桥墩则将相邻两孔的桥跨结构连接起来。因此，桥梁的上部结构的变化和影响，基础以下结构的变化与影响，都将会对它产生的影响和损坏。由于车辆荷载温度和其它环境因素的作用，以及材料本身某些特性随时间变化的影响。桥梁结构受力状态，承载能力，耐久性能和桥梁整体性能—般都在逐渐退化而桥粱水中墩柱及桩基础由于所处的工作环境更为复杂(河床冲刷、污水侵蚀、漂流物及船舶撞击，墩柱及桩基的先天不足，潮汐及汛期水位变化引起的干湿交替作用等)，使得水中桥梁墩柱的结构劣化程度及速度较陆地的墩柱及桥梁上部结构更为严重。
主要表现为：①基础不均匀沉陷，包括基础的滑移和倾斜以及基底局部冲空、基础结构物的异常应力和开裂等；②墩台结构的水平、竖向或网状裂缝，剥落、空洞或老化，钢筋外露、锈蚀，结构变形、移位等；③水下桩基础病害，出现倾斜、下沉或冻拔现象：桩身混凝土出现冲蚀、磨损、破损、露筋、锈蚀、夹泥、冻胀和开裂现象；桩身出现缩径情况。
砖石墩台结构损坏：
砖石墩台的表面损坏，主要表现为抹灰层、勾缝脱落，砌体表面麻面、起皮、起鼓、粉化、剥落等，逐渐向深处发展，也可造成内部材料质量变质、酥化，使强度降低；砖石砌体由于构件受力不均、基础沉降不均，受热不均造成开裂；外界因素的影响，是造成砌缝脱落主要因素。
砖石砌体或钢筋混凝土墩台，常年受到干燥、潮湿、寒暑、冻结冰融等气候条件的影响，还受到水、海水、工业废水、废气、酸、碱、火热等作用，这是产生裂缝、砌体剥落、钢筋锈蚀等病害的主要因素，从而使材料随时间逐渐老化。
总之，桥梁墩(台)身的主要缺陷主要有：裂缝、剥落、空洞、钢筋外露和锈蚀、材料老化、结构变形或位移，久而久之，若不及时维修或加固，小病害酿成天病害，逐步失去使用功能。
4）桥梁墩台病害的危害
桥梁墩台的强度和稳定性在很大程度上也决定了桥梁的耐久性。墩台承载能力不足，或出现沉降、倾斜、位移及转动，将引起上部结构的损坏，严重时会导致整座桥梁的坍塌；多数桥梁的墩台是由砖石砌体、混凝土和钢筋混凝土构件组成，它的缺陷与病害主要由承载能力不足、沉降、倾斜、易动、转动及开裂等。
5）引起墩台基础病害的问题
桥梁基础分为浅基础和深基础两类。浅基础又分为刚性扩大基础、单独和联合基础、条形基础、筏板和箱形基础；深基础可分为桩基础、沉井基础、混合基础。
（1）基础沉降和不均匀沉降
对桥梁墩台深基础，一般来说，除地震、滑坡等作用外，其强度、变形和稳定性都能满足工程要求。对于浅基础的沉降，特别是不均匀沉降，是极其危险的，做好设防工作。
（2）基础滑移和倾斜原因分析
①由于冲刷，墩台基础时常发生滑移病害，因此，应当重点防治桥下河床冲刷；
②由于软弱地基，也会因为主动土压力，导致桥台前倾，或土体下层向前滑移，使台顶后仰、倾斜；
（3）基础滑移或倾斜造成桥台破坏形式
①支座和墩台支承面被破坏;
②梁体从支承面上滑落;拱桥的拱圈开裂，跨顶下陷，甚至倒塌;
③伸缩缝装置破坏，或使接缝减小、伸缩机能受损。
④滑移量过大，梁端与胸墙紧贴，甚至导致胸墙破坏或梁局部压屈。
（4）结构物基础应力异常和开裂病害
刚性基础在中心荷载作用下，基地压力呈马鞍型分布，基础应力会发生异常，出现开裂病害，表明基础进入剪切破坏阶段。
6）病害和成因分析
（1）设计荷载标准偏低，承载能力不足。
（2）人为及自然因素引起结构的破坏，如洪水、泥石流、浮冰、冰冻、地震、强风、船舶撞击等作用，河道不恰当开挖，桥梁基础下存在岩溶、矿山坑道等，引起桥粱结构的局部损坏。
（3）自然老化，其承载力、刚度、延性和稳定性不断下降，这是一个不可改变的客观规律。
（4）超期服役。
（5）桥粱长期处于超重荷载作用下运营，加速了桥梁的损坏。
（6）设计、施工的先天不足，桥粱由于受施工质量、施工技术、施工手段等的限制和影响，存在一定的技术缺陷，随着运营时问的增加。其病害也逐渐显露、发展。
（7）养护维修及加固措施不当。如支座维修不当，改变了整个结构的受力状态等。有些桥梁则是加固不当引起的。如加固施加的预应力大小或者位置不恰当，引起结构的二次病害：又如结构体系改变不合理，致使结构的关键部位应力超限等。
道路的预防性养护早期由美国美国国家公路与运输协会提出到目前为止，在全世界范围内，还没有真正意义上的桥梁预防性养护概念。
通过我的研究，借鉴道路预防性养护概念，我们定义桥梁预防性养护定义为：在桥梁寿命期内，为了保证桥况桥梁状况良好的情况下采取的对现有桥梁系统进行有计划的、基于费用—效益的养护策略，延迟桥梁的损坏，维持或改善桥梁现有的通车条件，通过延长桥梁的使用寿命来推迟昂贵的大修和重建活动。
主要有两个观点：（1）让状态良好的桥梁系统保持更长时间，延缓未来的破坏，改善桥梁的功能状况；(2) 在适当的时间、将适用的措施、应用在适宜的桥梁构件和部位上。预防性养护的核心是要求采用最佳成本效益的养护措施，强调养护管理的计划性。
我们对桥梁预防性养护的突破点是：裂缝防治研究。
4.1 桥梁预防性养护技术初步
（1）变形与裂缝关系研究
要研究桥梁预防性养护技术就必须要研究裂缝。首先我们研究了桥梁结构的变形与裂缝的关系，变形指的是结构尺寸变化，用符号δ表示。变形一般可分为两种形式：
1）自然变形：指的是物体在自然条件下产生凝缩、温度和湿度的膨缩和其他因素所引起结构本身的收缩和膨胀现象，用Ⅰ表示。自变形有两种形式：
①结构不受约束，则形变等于自变，δ=Ⅰ；
②结构受约束，则在某个方向形变小于自变，δ＜Ⅰ；
2）强迫变形，构件在受约束条件下，自然变形受到一定阻力，由其所产生的形变，叫强迫变形，用ε表示，ε=Ⅰ-δ
①Ⅰ-δ≥0，但是ε与δ比为相反符号；
②荷载迫变使材料产生应力，引发材料产生应变，记为：ε=σ/E；
③自然迫变和荷载迫变同样有方向性，自然迫变在不受阻力的方向上，垂直于截面；对于荷载应力方向，也产生在垂直截面的方向上。显然，一般Ⅰ-δ≠σ/E，只是在没有自变，Ⅰ不存在时，ε=δ=σ/E。
（2）裂缝产生的理论分析
经过对结构裂缝分析可以得知，只有当“迫变（ε）足够大”时，才引起结构裂缝，与自变大小无直接关系，这样就可以简化问题的分析。
1）迫变来自外力（或者阻力），裂缝发生于垂直于外力的作用面上。当张拉迫变足够大时，在该作用面上就发生裂缝；
2）迫变有严格的方向性，因此根据发生裂缝的时间和裂缝的形式，可以反过来求迫变的大小和方向；
3）某一构件的张力迫变极限为[ε]，自然裂缝的必要条件是ε=Ⅰ-δ≥[ε]，当某方向有约束时，此方向为δ→0，ε→-Ⅰ，所以只要-Ⅰ＞[ε]，才产生裂缝，这种裂缝叫自然裂缝；
4）由荷载直接引起的裂缝称为荷载裂缝；根据以上分析我们可以认为，当迫变（ε）超过材料的张拉迫变极限[ε]时，结构就会出现裂缝，裂缝产生之后，可能出现两种结果：在外因的作用下，只有迫变才能产生裂缝，只要根据结构的变形解决迫变现象，裂缝就不会发展而且还会愈合；如果迫变作用还存在， 虽然裂缝已修补，裂缝还会继续发展。
（3）裂缝类型及成因
三种类型：表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。
1）混凝土自身应力产生的裂缝主要有以下几种：①收缩裂缝，②温度裂缝
2）荷载作用下产生的裂缝主要有以下几种：①弯曲裂缝（又称垂直裂缝），②剪切裂缝（又称斜裂缝），③断开裂缝，④扭曲裂缝，⑤局部应力引起的裂缝。
3）表面裂缝原因：①混凝土配合比选配不当：混凝土的砂率过大， 细骨料的细度模数偏小、 水泥用量多、混凝土泌水严重浮浆多、混凝土设计强度达不到要求。②混凝土养护不到位。③恶劣的气候条件。④工序操作的原因。
4）深层裂缝（已对结构整体产生了危害）原因：①设计原因：混凝土强度设计偏低、混凝土受拉区配筋率低、预应力体系设置不合理、保护层设计不合理、未合理设置后浇带或沉降缝；②施工原因：对承重结构，拆模太早，混凝土还不能承受自身荷载；模板排架刚度不够，浇筑过程中混凝土变形；混凝土浇筑次序不合理；预应力张拉张拉力控制不严格，造成超张拉或欠张拉；地基处理不均匀等等。③意外原因：混凝土施工尤其是浇筑过程中遭遇地震、暴雨、大风、及不正常的冲击荷载。
）贯通裂缝（对结构造成严重危害）原因：与深层裂缝产生的原因基本一致，只是裂缝的严重程度不一样，有的是深层裂缝不采取措施阻止其继续发展，在一定条件下就可能转化为贯通裂缝。
4.2 预防性养护标准（既裂缝处理标准判别）
（1）裂缝深度 h 与结构厚度 H 的关系如下：h≤0.1H 表面裂缝；0.1H＜h＜0.5H 浅层裂缝；0.5H≤h ＜1.0H 纵深裂缝；h=H 贯穿裂缝。
（2）裂缝有害程度的标准：从桥梁结构预防性养护要求，以及结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求，最严格的允许裂缝宽度为 0.1mm。一般，当结构所处的环境正常，保护层厚度满足设计要求，无侵蚀介质，钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至 0.4mm；在湿气及土中为 0.3mm；在海水及干湿交替中为 0.15mm。沿钢筋的顺筋裂缝害程度高，0.1mm以下都必须处理。预应力结构裂缝允许宽度是严格的， 预应力筋腐蚀属“应力腐蚀”并有可能脆性断裂，预兆性较小，裂缝扩展速度快，只要当裂缝出现就必须处理。
（3）应当尽量避免贯穿性及纵深裂缝，如出现该种裂缝应采取化学灌浆处理来保证强度， 即贯缝抗拉强度必须超过混凝土抗拉强度。在修补裂缝前应全面考虑与之相关的各种影响因素，仔细研究产生裂缝的原因，裂缝是否已经稳定，若仍处于发展过程，要估计该裂缝发展的最终状态。调查的原则、普查、详查方法主要有：裂缝的现状调查（裂缝类型和宽度）；有无病害（漏水、钢筋锈蚀）；产生裂缝的经过（发生时间和过程）；设计书的检查；施工记录的检查；根据混凝土钻芯检查构件的强度、厚度；荷载调查；中性化试验；钢筋调查（钢筋位置、细筋数量及有无锈蚀） ；地基调查；混凝土分析；荷载试验；振动试验。
现代化高科技手段，尤其是声测法可以使我们比较准确的判定混凝土裂缝的严重程度，如测量裂缝的宽度、深度，为我们决策提供准确依据。
（1）表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法。涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏。
（2）填充法：用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。宽度小于 0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理。
（3）灌浆法：此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。
（4）结构补强法：因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力 等法。
桥梁加固技术
桥梁上部构造常规加固维修方法：①增大梁截面加固方法，包括：a.增焊主筋加固方法（焊接主筋、增设箍筋、部分卸载、保护层恢复），b.增大梁肋，c.加厚桥面板，d.锚喷混凝土，e.外包混凝土；②黏贴加固方法，包括：a.黏贴钢板，b.黏贴碳纤维布，等；③体外预应力加固方法；④增加辅助构件加固方法；⑤改变结构体系加固方法，等等。
桥梁下部构造常规加固维修方法：①抬桩；②钢筋混凝土套箍；③外包钢板；④增设拉杆。
桥梁基础结构常规加固维修方法：①钢围堰直接加固方法；②抛填河床结合加桩加固方法；③钢套管结合纤维筋网格加固方法；④加桩加固方法；⑤旋喷地基处理加固方法；⑥台后加孔处理加固方法，等等。
5.1 增大梁截面加固方法与技术
增大构件截面的途径有：增大受力钢筋主筋截面、加大主梁混凝土截面、加厚桥面板和喷锚四种方法。
（1）增焊主筋加固法
①焊接主筋。
②增设箍筋。
③卸除部分恒载。
④恢复保护层。
（2）增大梁肋加固法
T型截面的桥,通常是将梁的下缘加宽加强扩大截面，并在新混凝土截面中增设受力主筋。在靠近支座处，主筋上弯，与原结构主筋相焊接。
（3）加厚桥面板加固法
当原桥的墩台及基础较好，承载能力较大，可在桥面上浇筑一层新的钢筋混凝土补强层，用来提高桥梁的抗弯度，这种加固补强方法称为“加厚法”。
（4）喷射混凝土加固法
当原桥桥面面积过小，下缘主拉应力超过容许值出现裂缝，而桥下净空又容许时采用喷射加固法进行加固。
①采用灌浆法修补裂缝。
②布设钢筋网。
③喷射混凝土。
（5）受压区外包混凝土加固法
一般对于刚架拱、桁架拱的斜腿、斜撑或轩杆可采用钢筋混凝土柱环包加固。
5.2 粘贴钢板补强加固法
板粘贴补强加固梁式桥就是采用环氧树脂系列胶粘剂将钢板粘贴在梁式桥结构的受拉缘或薄弱部位，使之与结构形成整体，用以代替需增设的补强钢筋，提高梁的承载力达到补强效果的一种加固方法。粘贴钢板的目的在于补强原结构构件的强度不足，提高构件的抗弯、抗剪能力，提高原结构的刚度，限制裂缝的开展，改善钢筋和混凝土的应力状态。其加固形式有：
（1）梁底粘贴纵向钢板加固
（2）梁腹粘贴斜向钢板加固
（3）牛腿处或靠近支座主梁梁腹粘贴钢板加固
（4）桥面板底部粘贴钢板加固
①钢板的前期处理。
②混凝土表面的前期处理。
③在混凝土表面按照设计图要求用电锤打孔，装上钢板定位膨胀螺栓。
④待凹处胶泥固化后，将钢板抬起放在相应的定位膨胀螺栓上，用记号笔在其余钢板孔位对应的混凝土表面上做记号。
⑤将钢板卸下，用电锤在相应的混凝土表面记号处钻孔，若碰到钢筋则需根据现场的实际情况变动一下钢板的位置（在加固设计中必须考虑孔位避开钢筋的问题），重新定位钻孔，在重复上述操作，然后安装膨胀螺栓；若钻孔没碰到钢筋，就将多有混凝土表面的孔位钻完，再装上膨胀螺栓。
⑥除去混凝土表面和钢板粘贴面的灰尘，用丙酮溶液将钢板粘贴面和混凝土表面清洗干净。
⑦配制环氧树脂纯浆液，将少许浆液涂抹在需粘贴钢板的混凝土表面和磨光的钢板表面。
⑧用纯浆液配制浆泥，将浆泥均匀地涂抹在钢板的粘贴面上是中间厚两边薄；然后将钢板抬起来放在膨胀螺栓上，拧紧膨胀螺栓，拧紧的顺序是由中间向周边、逐步拧紧；也可以用锤子边敲击边拧。
⑨质量检查。
粘贴钢板加固补强的缺点在于钢板容易锈蚀，为了防止粘贴钢板锈蚀，钢板的外露面亦应清除油污，并用钢丝刷除去锈斑（若用螺栓加压，螺栓亦同样处理）并涂一层环氧树脂薄浆罩面，再涂两层防锈漆予以保护，以后每隔1-2年应检查一次防护层，若发现脱漆现象应及时修补。
5.3 粘贴碳纤维布补强加固法
碳纤维片（CFRP）是用抗拉强度极高的碳纤维璟环氧树脂预浸而形成的结构增强复合片材。将它用环氧树脂作为粘结剂，沿受力方向或垂直于裂缝方向粘贴在受损伤构件上，粘结剂作为它们之间的连接媒介，形成新的复合体使增强贴片与原有的钢筋共同受力，增大了结构抗拉和抗剪能力，能有效地提高强度、刚度、抗裂性和延性，控制裂缝和挠度的继续发展。
粘贴碳纤维加固技术的主要特点是：几乎不增加结构的自重和截面尺寸；不改变桥下净空高度；施工方便；对原有结构几乎不会造成新的损伤；具有良好的耐腐蚀性和耐久性，具有良好的抗疲劳性；良好的力学性能，可有效应用于桥梁结构的加固补强中。并且根据受力分析可以进行多层粘贴进行补强，其方向性也可以灵活掌握。
5.4 体外预应力加固方法与技术
体外预应力是指预应力筋布置在混凝土梁体以外的预应力，与之相对的即为传统的预应力筋布置在构件截面内的有粘结或无粘结预应力。目前体外预应力技术正广泛地应用于预应力混凝土桥梁结构、大跨度结构，同时对旧有混凝土桥梁等结构的加固也是其应用的重要方面。
采用体外预应力技术加固桥梁结构有很多优点:①预应力布置简单，可以调整，简化了后张的操作程序；②对桥梁加固施工过程中，可以不封闭交通；③增加恒重不多，可以能动地调节原结构中的应力状态，达到有效加固的目的；④能够较大幅度地提高旧桥的承载能力和结构刚度，能够有效的控制原结构的裂缝和挠度，使裂缝部分或全部闭合，使挠度大福度减小；⑤对原桥的结构损伤很小，可以做到不影响桥下净空；⑥维护修补方便，可以随时更换预应力筋。
存在问题：锚固块和转向装置有时不便于设置；转向装置处设计不当会造成大量的预应力损失，并导致施工复杂；结构外露面不平整；需注意体外索的防火和防腐等耐久性问题。
5.5 增加辅助构件加固方法与技术
桥梁上部结构的病害一般都是由结构设计、施工不合理或设计承载能力不能满足现有荷载水平造成的，为此可在现有结构中增加辅助构件来提高承载能力或使荷载分布更加均匀，常有的补强方式为增设纵梁加固法和加强横向联系加固法。
在墩台基础有足够承载力的情况下，增设承载力高和刚度大的新纵梁、与旧梁连接在一起共同受力，由于荷载在新增纵梁的桥梁结构中重新分布，使原有梁体所受荷载减小，从而使加固后的桥梁承载力和刚度得到提高；另外当新增纵梁位于原有梁体一侧或两侧时，兼有加宽的作用。
当桥梁上部结构横向联系较弱时，荷载横向传递能力较差，会使单片梁(拱)的荷载横向分布系数过大，通过增设横向联系构件的方式，能加强结构的整体性、提高横向刚度，使荷载在结构上的分布更加均匀、改善上部结构的荷载横向分布规律，从而使结构整体承载能力提高。对于少横梁的T梁或工字梁，可在相邻主梁间增设横隔板(梁);对于分离式肋拱桥，可在拱上立柱间增设横向斜撑，以提高结构横向刚度。
5.6 改变结构体系加固方法与技术
结构的体系转换，即通过改变桥梁的上部结构体系来达到减小梁内应力的目的，从而提高梁体的承载力，是一种变被动为主动的加固方法。该方法必须对原结构现状进行仔细的现场调查和分析，对其承载潜能进行正确评估，并对转换后的桥梁结构体系进行可靠、细致的受力分析，最终确定体系转换后桥梁结构的承载能力是否满足规定交通荷载等级的需要。
改变桥梁结构体系的方法很多，须根据结构的实际情况而定。如：①在简支梁下增设支撑，或把相邻简支梁连接，从而将简支结构变为连续体系；②在梁下增设钢桁架等加劲梁或叠合梁，以提高其承载力；③其它体系转换方法，如拱桥变梁桥、钢桁架变为斜拉体系等。
旧桥的智能化检测与加固，利用碳纤维混凝土的传导性能可以实现桥梁结构的智能检测和监控，利用其导电导热性能，并利用短切碳纤维短柱实现了桥梁承载能力的自我提高和恢复。①通过试验获得CFRP混凝土材料特性，主要为电—热效应、导电性能、时间温度关系、时间变形关系；②我们提出了旧桥加固改造组合桥梁智能结构理论，具体提出了三种智能结构：a.梁中CFRP混凝土层桥梁结构:梁弯矩和挠度分别下降54﹪和96﹪。b.桁架梁智能结构:这就可智能化地向梁提供向上的力，从而减少梁的弯矩和桡度，效果分别达到73﹪和64﹪。c.斜撑梁智能结构:梁的弯矩和桡度减少，效果都可超过90﹪甚至达到100﹪。
6.1 研究的意义
将智能材料特别是碳纤维智能材料应用于桥梁建设和加固改造中，应用碳纤维混凝土的传导性、电—热效应、电—力效应，实现桥梁结构的智能检测和监控，自我提高和恢复桥梁的承载能力和変形能力，这就开拓了碳纤维混凝土应用领域，并为桥梁的建设和加固改造，以及桥梁结构智能化提出新的研究方法，而且为新型桥梁开发和旧桥加固改造拓展一条新路。
6.2 短切碳纤维混凝土层智能桥梁理论
（1）短切碳纤维混凝土特性
在混凝土中掺入短切碳纤维，可以在不同程度上改善混凝土的力学性能，提高它们的使用价值和耐久性，同时还可以改善混凝土的导电性和导热性能，使新的复合混凝土具有压敏和温敏(包括塞贝克效应和阻温特性)效应等机敏性。碳纤维能实现应力、应变和疲劳损伤以及温度的自诊断检测，因而具有多功能特性，从而可以配制出具有导电、屏蔽磁场、屏蔽电磁辐射和应力、应变自检测以及温度自测等多功能的水泥基复合材料。由于它是高弹模、高强度纤维增强的水泥基，因而具有高抗拉、高抗弯、高断裂能、低干缩率、低热膨胀系数、耐高温与高阻燃能力、高耐久、耐老化、抗腐蚀、高抗渗等并与老混凝土、金属的接触电阻低和由良好的电磁屏蔽效应而且能减轻结构自重，故碳纤维增强水泥基复合材料将能够实现智能材料向智能土木结构的转变。
（2）智能原理研究
桁梁组合智能桥梁是主动结构的一种形式，是对桥梁结构如何智能化的有意义的探讨。
它是利用智能材料制成传感元件和作动元件，并将其集中成为一种既能承载又能作动和传感的主动构件，然后将主动构件配置于桁梁组合结构的若干关键部位而形成的一种新型结构，并通过中央控制器对结构进行控制。根据结构的动态响应和控制要求，控制主动构件，自适应地改变结构的特性，实现结构特性的自调节功能，以增强结构适应于外界环境的能力，满足桥梁安全运行的性能要求。本智能桥梁实验采用两种结构形式，一种为桁梁组合智能结构，本智能桁梁结构将图4-3中杆⑥、⑦直接利用短切碳纤维混凝土制成；另一种为斜撑桥结构，简支板梁下为三角刚构支撑，两者之间设短切碳纤维砼短柱。这两种智能结构型式其实都是智能材料耦合桥梁。
6.3 智能桥梁结构设计
（1）创新性：
由于主动控制耗能过大，国内外对智能结构的研究多集中在智能材料的运用及采用半主动控制理论方面，亦即集中在传感器与控制器的共同作用（桥梁健康监测系统）处，使得智能结构的研究滞于智能自诊断土木结构层面，而没有实现对智能控制土木结构层面研究的突破。本文立足于结构工程领域，力图以一个简易结构来阐述如何在土木结构中利用作动器实现结构的智能控制以及其对提高结构物抵抗力的效果。
（2）桁梁梁智能结构之一
一般的桁架组合结构，是以桁架为主体承重结构，混凝土板或钢板作为连接件，加强结构整体刚度。国外也出现了实腹梁和桁架组合结构的新桥型。文中所提出的桁架组合梁结构如图4所示，上部为实腹梁，下部为桁架，但它不同于一般的桁架梁结构。该模型上部梁结构为具有很大刚度且能独立承载的钢筋混凝土梁，下部桁架中杆件⑥、⑦为联入了作动器的智能构件，钢筋混凝土梁本身是按一定标准荷载等级设计而成的，附属桁架主要为作动器起支撑作用，显然，两者的组合，本身就提高了桥梁的整体刚度。当控制系统对作动器发出工作指令时，作动器同时对桁架及板梁施加一对作用力,形成如图5所示的体系结构（作动器工作时）。