橋梁維修加固技術(shù)及應(yīng)用

巨雅琴

摘 要：公路橋梁的施工建設(shè)是為了滿足公路交通運輸需求，隨著現(xiàn)代化社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路橋梁建設(shè)數(shù)量增加，但由于長時間受車輛荷載、環(huán)境等因素的影響，導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)了破損、裂縫、變形等，給車輛行駛安全和橋梁正常通行造成了極大的安全隱患，難以滿足現(xiàn)代交通運輸發(fā)展需要，因而對橋梁采用合理的加固維修技術(shù)措施，以達(dá)到恢復(fù)和提高舊橋的承載能力和通行能力、延長橋梁使用壽命的目的。本文在此基礎(chǔ)上，主要對橋梁維修加固施工技術(shù)特點及其應(yīng)用等方面進(jìn)行研究和分析。

關(guān)鍵詞：橋梁；加固維修；施工技術(shù)；交通運輸

中圖分類號：U44 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

公路橋梁在使用磨損和年久失修的情況下出現(xiàn)老化問題，大量危橋、病橋以及質(zhì)量問題嚴(yán)重的公路工程，給正常的道路運行帶來安全威脅，尤其是一些重型車輛和大荷載車輛在公路危橋上的行駛，會加劇公路危橋老化程度。因而采用合理的技術(shù)方法，對橋梁進(jìn)行加固維修，及時發(fā)現(xiàn)和解決橋梁結(jié)構(gòu)、公路質(zhì)量等問題，對于保證道路交通安全，延長橋梁、公路等基礎(chǔ)設(shè)施的使用年限等具有重要意義。關(guān)于橋梁加固維修的主要內(nèi)容、施工流程以及工藝技術(shù)等均需要從工程實踐的角度展開研究與探討。

1 橋梁加固維修的內(nèi)容及原理

橋梁加固維修的原因主要是橋梁的重要結(jié)構(gòu)部位存在嚴(yán)重的質(zhì)量危害，并且結(jié)構(gòu)病害存在繼續(xù)擴(kuò)張趨勢且橋梁的關(guān)鍵部位強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到了極限，鋼筋的斷裂痕跡明顯，甚至直接導(dǎo)致了橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)變形、變性和失穩(wěn)。橋梁結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定度均受到不同程度的損害，自身的承載力相較于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計已經(jīng)下降25%以上，給橋梁通行以及車輛行駛均帶來嚴(yán)重的安全隱患。對橋梁進(jìn)行維修加固需要先對橋梁的危險程度進(jìn)行檢測，了解橋梁的病害程度，并據(jù)此進(jìn)行橋梁評價，制定出合理的橋梁維修加固方案，明確橋梁加固的目的。在橋梁加固維修施工的過程中，要對具體的施工技術(shù)進(jìn)行合理選用，堅持安全、高效、便捷等原則，對橋梁上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)以及橋梁主要部位分別進(jìn)行維修加固，控制好各項技術(shù)指標(biāo)，提升橋梁加固維修施工效果。

2 橋梁加固維修施工流程安排

2.1 橋梁檢測

橋梁加固維修是對橋梁的質(zhì)量問題進(jìn)行修復(fù)和解決，制定具體的橋梁加固維修施工方案前，要對橋梁病害特點、維修加固內(nèi)容以及增強(qiáng)荷載的技術(shù)方法等進(jìn)行研究。橋梁檢測，要進(jìn)一步了解橋梁加固中需要使用的裝備，根據(jù)橋梁病害檢測和評定結(jié)果，設(shè)計施工圖紙，確立加固維修方案。

2.2 病害評價

橋梁的病害評價是對橋梁的使用價值、功能特點以及承載力方面進(jìn)行綜合評價。其中，橋梁使用功能評價包括：①分析橋梁的設(shè)計指標(biāo)是否符合工程標(biāo)準(zhǔn)。具體指橋梁的基礎(chǔ)埋深、設(shè)計荷載、橋面凈空以及孔徑等方面；②了解橋梁的橋梁結(jié)構(gòu)是否具備使用標(biāo)準(zhǔn)以及橋梁是否受到裂縫、疲勞能力和伸縮縫的影響；③對橋梁不同結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行病害評價，能夠使橋梁加固維修方案更加具有經(jīng)濟(jì)適用性特點。

2.3 加固施工與檢測

橋梁加固維修施工，要按照橋梁檢測分析結(jié)果，對橋梁加固維修方案進(jìn)行完善和補(bǔ)充，選擇適用的施工方案后，合理安排施工流程，控制各項技術(shù)指標(biāo)。在完成橋梁加固維修施工后，要對橋梁進(jìn)行檢測，有關(guān)部門在靜荷載試驗和動荷載試驗中綜合評定橋梁加固維修效果，并在此基礎(chǔ)上對車輛通行方案進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。

3 橋梁加固維修施工技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 粘貼鋼板法

建造年代較為久遠(yuǎn)或是荷載標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計偏低的公路橋梁由于年久失修成為危橋，即橋梁結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、老化，存在嚴(yán)重的質(zhì)量問題。橋梁加固維修施工中運用的粘貼鋼板法，是指用建筑結(jié)構(gòu)膠把高強(qiáng)度的鋼板粘貼到需要加固處理的部位，使其與原混凝土作為一個整體共同受力，且能發(fā)揮鋼板的強(qiáng)度，有效提高構(gòu)件的剛度和承載力。這種加固方法適用于橋梁主筋銹蝕較嚴(yán)重或橋梁承載力不足的情況。其優(yōu)點是施工簡單、快速，占用空間小且加固周期短。缺點是對施工工藝要求較高，鋼板本身的防腐養(yǎng)護(hù)任務(wù)繁重。

3.2 粘貼碳纖維

橋梁加固中使用碳纖維加固法，是指在橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的受拉表面通過環(huán)氧樹脂粘貼碳纖維，碳纖維的抗拉強(qiáng)度高，因而能夠和橋梁受損面形成新的受力整體，提高荷載力。粘貼碳纖維法在橋梁加固的應(yīng)用中具有較好的補(bǔ)強(qiáng)效果，碳纖維片抗拉強(qiáng)度是鋼板的10倍以上，抗鹽、抗酸、抗堿，在惡劣環(huán)境下也具備抗腐蝕效果。

3.3 預(yù)應(yīng)力橋梁加固

對橋梁進(jìn)行加固維修施工的過程中施加預(yù)應(yīng)力，但是在預(yù)應(yīng)力橋梁加固中要注意體外預(yù)應(yīng)力鋼筋可以選用不同樣式，如鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲束、精扎螺紋鋼等，以改善原結(jié)構(gòu)受力狀況。體外預(yù)應(yīng)力加固自重增加很少，對墩臺基礎(chǔ)受力的影響較小。根據(jù)日后公路橋梁的養(yǎng)護(hù)、加固和維修需求，選擇可補(bǔ)拉、可更換或不可更換類型的。

3.4 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法

橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法是指橋面板加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原橋面形成一個整體，從而達(dá)到橋面整體剛度要求，提高橋梁承載能力。受橋面補(bǔ)強(qiáng)層厚度的限制，這種加固方法主要適用于中小跨徑的橋梁。同時，由于加鋪補(bǔ)強(qiáng)層，橋面的高度將受到影響，連接路面或橋面縱坡時應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整。橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法施工工藝流程為：①交通管制；②拆除原橋面鋪裝；③種植鋼筋；④鋪設(shè)橋面鋼筋網(wǎng)；⑤澆筑橋面鋪裝混凝土；⑥恢復(fù)交通。

4 橋梁加固維修技術(shù)的應(yīng)用

臨夏公路管理局管養(yǎng)的G309線湟水河橋，修建于1968年6月，橋梁全長208.7m，橋面凈寬5.5m，上部結(jié)構(gòu)為雙曲拱，下部結(jié)構(gòu)為重力式墩， 原設(shè)計荷載汽-13，掛-60。該橋建造年代久遠(yuǎn)，由于受到長期超載車輛和重型車輛的行駛，導(dǎo)致橋梁受力情況超出設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，橋梁主要病害：①橋面出現(xiàn)多處縱橫向裂縫，破損嚴(yán)重；②車輛行駛過橋時振動較大，橋梁有嚴(yán)重變形；③3號墩臺有局部縱橫向裂縫；④各跨拱肋出現(xiàn)多處縱向裂縫。2010年評定為五類危橋。

該橋于2011年6月開始加固維修，維修加固方案：①拱肋用鋼箱梁加固技術(shù)，鋼箱梁加固時，先制作鋼板及處理混凝土表面，粘貼鋼板，用螺栓固定，再焊接鋼板，最后注膠；②用環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠封閉拱圈及墩臺處裂縫；③拆除原橋面鋪裝層，用Φ16鋼筋植筋，再鋪筑10cm C40鋼筋混凝土；④更換全橋伸縮縫，用TST伸縮縫；⑤更換全橋護(hù)欄；⑥完善泄水系統(tǒng)；⑦為保證行車安全，橋面上下游100m處設(shè)置鋼筋混凝土護(hù)欄。

結(jié)語

我國交通運輸量迅速增長，車輛密度和車輛軸重不斷加大，使得公路橋梁不堪重負(fù)，橋梁老化程度加劇，橋梁維修加固問題已成為我們普遍關(guān)注的問題。在選用橋梁加固維修施工技術(shù)的過程中需要注意對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，綜合運用先進(jìn)設(shè)備、新型材料以及改造技術(shù)等，對橋梁的使用性能予以優(yōu)化、延長其使用壽命，使其能夠更好地滿足交通運輸發(fā)展的需求。橋梁維修加固技術(shù)應(yīng)用要具有針對性，對工藝流程合理安排、對技術(shù)方法科學(xué)分析，因地制宜，確保橋梁維修加固工作科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)安全。

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