公路橋梁加固施工技術(shù)與質(zhì)量控制探討

劉建房

【摘要】隨著公路交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，一大批20世紀(jì)80年代以前建設(shè)的公路橋梁因其建橋年代的局限，出現(xiàn)了各種各樣的病害，承載能力下降，因此對(duì)舊橋加固改造技術(shù)進(jìn)行研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在前人工作的基礎(chǔ)上總結(jié)了橋梁加固的基本理論，詳細(xì)介紹了公路橋梁加固施工技術(shù)，確定了加固設(shè)計(jì)原則和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，公路橋梁加固施工質(zhì)量控制并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；加固；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，交通事業(yè)也飛速發(fā)展，交通部門(mén)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展尤為迅速，公路系統(tǒng)面貌日新月異，橋梁作為公路和城市道路交通的重要建筑物，其重要性也與日俱增，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著舉足輕重的作用。作為線路的咽喉要道和交通樞紐，橋梁的承載力是溝通公路全線的關(guān)鍵。

１．橋梁加固的基本概念

一般來(lái)說(shuō)，橋梁加固工作應(yīng)包括日常養(yǎng)護(hù)維修、加固和改建三個(gè)內(nèi)容。日常養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)經(jīng)常性的工作，發(fā)現(xiàn)橋梁產(chǎn)生的小缺陷，必須及時(shí)處理，由養(yǎng)護(hù)單位對(duì)缺陷進(jìn)行修理加固。加固是通過(guò)加大、加強(qiáng)或增加橋梁構(gòu)件對(duì)重大病害進(jìn)行徹底整治來(lái)提高整座橋梁承載能力的措施。加固可以有不同的方式和方法，視橋梁的使用要求、結(jié)構(gòu)形式及其荷載承受能力的降低程度而定。能長(zhǎng)期保留加大橋梁結(jié)構(gòu)承載能力作用的加固，成為永久性加固；為維持臨時(shí)性通車(chē)而采用的臨時(shí)性加固，成為臨時(shí)加固。

對(duì)舊橋進(jìn)行拓寬、升高橋面，改變橋梁形式或該橋?yàn)楹?，全部更換橋梁主要承重構(gòu)件或重新建橋等工作，一般稱(chēng)為橋梁的改建。

2.公路橋梁加固施工技術(shù)

橋梁作為交通運(yùn)輸?shù)臉屑~，直接影響著交通的流量和荷載。當(dāng)它投入使用一定時(shí)間后，往往由于設(shè)計(jì)的局限和施工的欠缺，使其難以適應(yīng)日益繁重的交通量，而且隨著運(yùn)輸設(shè)備的高速發(fā)展和車(chē)輪負(fù)載的不斷增長(zhǎng)，使橋梁常常處于超負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，從而逐步成為交通運(yùn)輸線上的“瓶頸”。如果不及時(shí)采取有效的維修加固措施，輕則要限速減載，影響通行能力，重則造成運(yùn)輸中斷，因此成為困擾市政、公路、鐵路等有關(guān)部門(mén)的一大難題。

2.1常用被動(dòng)加固技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

橋梁和其他建筑物一樣都具有“生命周期”，主要包括建造、使用和老化三個(gè)階段。由于橋梁是建在大地上的特殊產(chǎn)品，不僅要受到自然環(huán)境如大氣腐蝕、溫度、溫度變化等的影響。而且還受到使用環(huán)境的影響，難以難免地會(huì)逐漸產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。這使橋梁的維修、養(yǎng)護(hù)、加固、改造已成為必然。①橋梁加固有利于節(jié)約資金和資源。從經(jīng)濟(jì)上分析，橋梁加固可以節(jié)省大量投資，收到良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施，不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費(fèi)用，同時(shí)也恢復(fù)和提高了舊橋的承載能力及通行能力，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，滿(mǎn)足現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)男枨?。②橋梁加固有助于保證橋梁的質(zhì)量。對(duì)橋梁進(jìn)行維修、改造和加固，不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務(wù)水平，而且更大程度上能夠消除交通安全隱患。③公路舊橋加固有利于促進(jìn)橋梁建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展是指既滿(mǎn)足現(xiàn)代人的需求以不損害后代人滿(mǎn)足需求的能力，就是指經(jīng)濟(jì)社會(huì)、資源和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，它們是一個(gè)密不可分的系統(tǒng)，既要達(dá)到發(fā)展經(jīng)濟(jì)的目的，又要保護(hù)好人類(lèi)賴(lài)以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環(huán)境，使子孫后代能夠永續(xù)發(fā)展和安居樂(lè)業(yè)。

2.2常用主動(dòng)加固技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

2.2.1體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

采用布置在梁體外部（或箱內(nèi)）具有防腐蝕保護(hù)的預(yù)應(yīng)力筋（鋼絞線或高強(qiáng)度粗鋼筋），對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力，構(gòu)成體外預(yù)應(yīng)力加固體系。體外預(yù)應(yīng)力加固是一種成熟技術(shù)，具有許多優(yōu)點(diǎn)，如加固效果好，能夠較大幅度的提高舊橋承載能力，一般可將承載力提高30%-40%；可以減少或限制結(jié)構(gòu)的裂縫和其他變形；對(duì)橋梁營(yíng)運(yùn)使用的影響較小，可在不限制通行的條件下完成加固施工；對(duì)原橋結(jié)構(gòu)損傷較小，可以做到不影響橋下靜空；在人力、物力和資金消耗方面也具有明顯的經(jīng)濟(jì)合理性。因此，預(yù)應(yīng)力加固法既可作為橋梁通過(guò)重車(chē)的臨時(shí)加固手段，又可作為永久性提高橋梁荷載等級(jí)的措施。

2.2.2有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

采用錨固于梁體上的2股-3股鋼絞線或小直徑粗鋼筋，對(duì)梁施加預(yù)應(yīng)力，然后噴注具有一定抗拉性能的復(fù)合砂漿，將預(yù)應(yīng)力鋼筋與被加固梁體粘結(jié)為一體，構(gòu)成有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系，依靠噴注的高性能復(fù)合砂漿，將預(yù)應(yīng)力筋與被加固梁體粘結(jié)為一體，復(fù)合砂漿的高粘結(jié)強(qiáng)度是保證兩者共同工作的基礎(chǔ)，復(fù)合砂漿的高抗拉性能是控制結(jié)構(gòu)抗裂性、保護(hù)后加預(yù)應(yīng)力鋼筋免于銹蝕的前提。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系以其預(yù)應(yīng)力筋張拉方便、錨固構(gòu)造簡(jiǎn)單和結(jié)構(gòu)耐久性高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)受到工程界的重視。

3.公路橋梁加固施工的質(zhì)量控制途徑

高速公路橋梁加固的質(zhì)量控制措施非常關(guān)鍵，也非常重要。以下對(duì)脫空支座處理的質(zhì)量控制、處理裂縫的質(zhì)量控制以及黏貼鋼板的質(zhì)量控制一一介紹。

3.1脫空支座處理的質(zhì)量控制措施

在采用起重氣袋對(duì)脫空支座進(jìn)行處理時(shí)，一定要保證氣袋的嚴(yán)密性，防止其被尖銳的物體劃破；起重氣袋與梁要充分接觸，至少接觸的面積占?xì)獯?/3；在充氣實(shí)驗(yàn)，確定氣袋的嚴(yán)密性后，要開(kāi)始正式充氣，當(dāng)充氣加壓進(jìn)行到0.5MPa時(shí)，要暫停一段時(shí)間（時(shí)間控制在8min左右）后，再繼續(xù)充氣加壓，直至加到滿(mǎn)壓為止；整個(gè)處理脫空支座現(xiàn)象的過(guò)程中，工作人員都要謹(jǐn)小慎微，不得浮躁，不得加快速度，若發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題要及時(shí)報(bào)告停止施工，保證工作人員的安全。設(shè)計(jì)要求橋墩側(cè)面裂縫封縫后先在側(cè)面縱向粘貼兩層碳纖維片，再環(huán)向粘貼兩層碳纖維片。碳纖維片與其他加固方法相比具有高強(qiáng)、耐腐蝕、不增加構(gòu)件自重、便于施工等特點(diǎn)。加固前對(duì)加固橋面進(jìn)行交通控制，盡可能對(duì)加固構(gòu)件卸荷。

3.2處理裂縫加固橋梁質(zhì)量的控制措施

處理裂縫加固橋梁的過(guò)程中，在對(duì)注漿嘴進(jìn)行布局時(shí)，要把握其尺度，達(dá)到節(jié)省資源、提高效率以及增加其經(jīng)濟(jì)性的目的。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)注漿嘴進(jìn)行布局的基本思想是：裂縫越大，注漿嘴的間距越大，而且每個(gè)裂縫至少要安放2個(gè)注漿嘴。通常情況下，注漿嘴的間距在10～15cm之內(nèi)最為合適。

3.3通過(guò)黏貼鋼板加固橋梁質(zhì)量的控制分析

在對(duì)黏貼鋼板進(jìn)行處理時(shí)，首先要對(duì)加固混凝土進(jìn)行全方位的清理，主要是把一些小碎石等等全部清除掉，再鑿平，確認(rèn)無(wú)誤后方可鉆孔，要不然會(huì)影響鉆孔的質(zhì)量；對(duì)鋼板進(jìn)行處理時(shí)，要在用丙酮擦拭鋼板表面后，再涂上一層環(huán)氧樹(shù)脂薄漿，這樣才能保證鋼板表面的干凈整潔。

采用加固方案之前，須先考慮耗費(fèi)少、功效快、不中斷交通、技術(shù)上可行、有較好耐久性等方面的要求。橋梁加固工作一般以不更改原結(jié)構(gòu)形式為原則，在兼顧經(jīng)濟(jì)性的前提下，只有在較復(fù)雜的情況下，才可考慮更改結(jié)構(gòu)形式。如果加固后仍不能達(dá)到交通運(yùn)輸要求，則必須考慮重建橋梁的局部或全部。經(jīng)濟(jì)上加固應(yīng)比重新建橋節(jié)約大量的投資和材料，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。在分析經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，應(yīng)包括重建新橋期間交通中斷所造成的經(jīng)濟(jì)損失。一般認(rèn)為加固比重建節(jié)約費(fèi)用60%至70%以上才是有意義的，否則重建新橋更有實(shí)際價(jià)值；橋梁加固之后，無(wú)論承載能力，還是耐久性方面都應(yīng)達(dá)到使用上的要求。

4.結(jié)論

當(dāng)前一些交通發(fā)達(dá)的國(guó)家，橋梁建設(shè)重點(diǎn)已經(jīng)放在舊橋加固與改造方面，而新建橋梁已降到次要地位。目前我國(guó)舊橋、危橋的加固維修任務(wù)十分繁重，全部重建既不現(xiàn)實(shí)也不科學(xué)，更不經(jīng)濟(jì)。實(shí)踐表明，采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施，對(duì)恢復(fù)和提高舊橋的承載能力及通行能力，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，以滿(mǎn)足現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)男枨笫强尚械摹科]

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