基于城市混凝土橋梁加固設(shè)計及優(yōu)化探究

高天才

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，橋梁所承受的重量也是在不斷地加重，再加上施工方式的不恰當(dāng)，荷載增加以及材料老化，很多年限已經(jīng)很久橋梁就要進(jìn)行加固與修補(bǔ)。所以，對橋梁的加固技術(shù)不斷提出新的要求，作者針對橋梁的加固技術(shù)的核心原則以及應(yīng)用做出分析。

Abstract： With the continuous development of the economy and society， the weight of the bridge is also increasing， coupled with the inappropriate construction method， increased load and material aging， the bridge will be strengthened and repaired for many years. Therefore， new requirements are constantly being raised for bridge reinforcement technology， and the author makes an analysis of the core principles and applications of bridge reinforcement technology.

關(guān)鍵詞：城市;混凝土橋梁;加固優(yōu)化

Key words： city;concrete bridge;reinforcement optimization

中圖分類號：U445.72? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）12-0103-02

1? 橋梁加固施工技術(shù)應(yīng)用的核心原則與重要性

所謂的橋梁加固技術(shù)是指工作人員在橋梁的檢測過程中發(fā)現(xiàn)橋梁的穩(wěn)定性因為各種原因遭到破壞，進(jìn)而采用的一些特殊的技術(shù)手段來恢復(fù)橋梁的承載力，從而使得橋梁的使用年限延長，來滿足人們?nèi)找嬖鲩L的運輸需要。橋梁的修建過程中有很多的因素可以影響到橋梁的實用性與永久性，比如橋梁在建設(shè)時主要用到的混凝土材料，極其容易受到溫度，碳化以及酸侵蝕等的不同影響，這就會影響到橋梁的壽命。還有在橋梁的設(shè)計構(gòu)造上很多的橋梁承受的車輪碾壓，非常容易損傷到橋梁的壽命。這些方方面面都強(qiáng)調(diào)了橋梁加固施工技術(shù)的重要性，橋梁的加固技術(shù)對于橋梁的使用年限起到非常重要的作用。橋梁的養(yǎng)護(hù)工作在橋梁的加固過程中起著非常重要的作用，一定要做好橋梁的養(yǎng)護(hù)工作。橋梁加固工作是一項非常重要的工作流程，可以為橋梁建筑施工行業(yè)添磚加瓦。

其核心原則主要有以下幾點：

第一，防患于未然的原則：橋梁加固技術(shù)對橋梁的使用壽命而言是非常重要的，以橋梁的養(yǎng)護(hù)為核心。在進(jìn)行橋梁加固方案設(shè)計的時候，在這項工程工作的人員一定要把會影響到這一加固技術(shù)的因素都考慮到位，對于這種情況一定要把危害修補(bǔ)好之后還預(yù)測出今后可能出現(xiàn)的問題。然后根據(jù)實際的情況對車輛的載重，車輛的多少，在施工的過程中這坐橋梁所能承受的重量以及橋梁周圍的環(huán)境、地質(zhì)、河流的泥沙量等等，相關(guān)的工作人員一定要細(xì)心的掌握整個的施工環(huán)節(jié)，運籌帷幄，對于出現(xiàn)的問題制定出可行的策略，從而延長橋梁的使用壽命。

第二，實事求是的原則：在橋梁加固技術(shù)施工的過程中一定要從實際出發(fā)。在施工前一定要對現(xiàn)有的橋梁做出全方位、多層次、寬領(lǐng)域的檢查，尤其是橋梁的實用性、磨損程度等。工作人員一定要注意在施工的過程中對橋梁中不科學(xué)并不合理的成分以及可能發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行檢測，以對施工造成的缺陷進(jìn)行不斷地彌補(bǔ)與修正。當(dāng)橋面或者橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)麻煩，相關(guān)的工作人員就要進(jìn)行考察研究給出合理的推斷，并結(jié)合施工現(xiàn)場周圍的環(huán)境，對于出現(xiàn)的或者即將要出現(xiàn)的危害進(jìn)行有效的治理。

第三，防止損壞的原則：在橋梁建設(shè)加固的施工過程中，一旦相關(guān)的工作人員發(fā)現(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了問題，或者是給施工工作造成了很大的不方便，施工團(tuán)隊在此時就要立即停止工作。然后請相關(guān)的專家與工作人員重新對該橋梁進(jìn)行相關(guān)的評估與測算，在由這條路的負(fù)責(zé)人決定這條路是不是要修下去。如果能夠進(jìn)行下去就必須要解決好問題，加速加固與施工的進(jìn)程為保證可以如期的交工。

第四，擇優(yōu)比較的原則：相關(guān)的工作人員需要在施工前集體討論設(shè)計出橋梁的加固和優(yōu)化的方案，然后再從中選取出最佳的設(shè)計方案。首先一定要了解清楚橋梁的使用年數(shù)，損耗的程度，車的流量，施工現(xiàn)成的條件以及加固之后是否可以到達(dá)想要的效果，還有可能還有一小部分的人為因素會影響到它的加固。

第五，協(xié)同受力的原則：所謂的協(xié)同受力是指兩邊所要承受的重量是不差上下的，協(xié)同受力是為了使橋梁處于一個非常平衡的狀態(tài)，從而延長它的壽命。在城市混凝土橋梁加固技術(shù)的過程中，施工人員一定要注意使新的結(jié)構(gòu)與原來的結(jié)構(gòu)更好的融合到一起，來代替原來老化的結(jié)構(gòu)，不太耐用的部件用更加耐用的部件代替，然后使之融為一體，相互之間配合共同承擔(dān)起橋梁的承載作，然后達(dá)到加固結(jié)構(gòu)、延長壽命的功效[1]。

第六，有序?qū)嵤┑脑瓌t：橋梁的加固過程是各種各樣的，其中主要包括卸載、加載、協(xié)同受力的過程。在這一實施的過程中會受到很多因素的影響，比如受力位置、承壓壓力等。所以，相關(guān)的工作人員必須要按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，避免這些因素影響到橋梁的使用程度。

2? 混凝土梁橋常見病害結(jié)構(gòu)

2.1 耐久性較差

混凝土橋梁加固結(jié)構(gòu)在這一使用的過程中基本是暴露在外面的，每天經(jīng)歷著風(fēng)吹日曬，所以內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也會有不同程度的微妙的變化。比如，橋梁中混凝土的結(jié)構(gòu)在很長的時間都是暴露在外面的，并且如果時間拉長的話就會產(chǎn)生裂縫，然后空氣中的二氧化碳更加多的進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，造成鋼筋的堿性保護(hù)層被破壞，二氧化碳就會毫無保留直接接觸到鋼筋的表面進(jìn)行腐蝕，日復(fù)一日不斷的破壞鋼筋的韌性，出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，影響到橋梁的使用壽命。

2.2 承載力不夠

在橋梁加固施工的過程中，我們發(fā)現(xiàn)有很多的因素會影響到混凝土的承載能力。根據(jù)相關(guān)工作人員歷年來的經(jīng)驗教訓(xùn)以及現(xiàn)場的施工經(jīng)驗來判斷，它的主要因素可以分為以下兩個方面：第一，在橋梁加固施工前，地質(zhì)勘察單位要對現(xiàn)場進(jìn)行勘察。因為對勘察的結(jié)果沒有進(jìn)行實地的監(jiān)督與考察，當(dāng)勘探單位在不空鉆探時，沒有進(jìn)行科學(xué)合理的布孔，從而使得鉆孔的深度與相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)差了很遠(yuǎn)，這就使得勘察的結(jié)果喪失了一定的精準(zhǔn)性，從而使得建筑施工人員對地質(zhì)做出錯誤的判斷。第二，相關(guān)工作人員在工程的施工中會造成與相關(guān)的要求不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，從而就會使橋梁的施工質(zhì)量不能達(dá)到規(guī)定的要求。比如，施工人員在橋梁加固技術(shù)的施工現(xiàn)場實際操作過程中沒有按照相關(guān)的設(shè)計圖紙進(jìn)行操作，施工的材料沒有達(dá)到要求或者是施工的設(shè)備比較老化等都會使鋼筋的承載力出現(xiàn)問題。

3? 城市混凝土橋梁加固設(shè)計方法

3.1 外加預(yù)應(yīng)力加固法

橋梁的加固設(shè)計施工過程中用到的混凝土構(gòu)件造成，一般情況下會在較短的時間里因為橋梁的承載能力因為時間的推移而發(fā)生變化。因為這種現(xiàn)象嚴(yán)重威脅到人們的出現(xiàn)安全，經(jīng)過仔細(xì)的研究，相關(guān)的工作人員決定用外加預(yù)應(yīng)力的方法來對混凝土橋梁進(jìn)行不斷地加固，它主要用到的施工原理就是指在橋梁的周邊加上預(yù)應(yīng)力，可以緩解混凝土的裂縫問題，從而在一定結(jié)構(gòu)上減少混凝土結(jié)構(gòu)的變形。相關(guān)的工作人員對于預(yù)應(yīng)力加固施工的進(jìn)行不需要考慮其空間的大小，預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是可以輕松的避開混凝土在長期的使用過程中造成的承受力下降的問題，進(jìn)一步保證了橋梁使用的安全性，使人們的出行變得更放心[2]。

3.2 混凝土加固技術(shù)置換

在橋梁加固設(shè)計的施工過程中，有一個技術(shù)是經(jīng)常在施工過程中用到的。例如，在相關(guān)的工作人員實際的施工過程中，要想進(jìn)行混凝土的加固技術(shù)就先將混凝土的構(gòu)件進(jìn)行切割，在進(jìn)行切割的過程中要盡量保證切割的形狀為方形的，并且還要保證混凝土表面的平整性，最后就要在切割的表面涂上一層厚厚的混凝土。

3.3 增大截面和植筋加固法

在橋梁加固的施工過程中，還有一種常用的方法那就是增加截面和植筋加固法。在這一施工過程中工作人員注意到了不論混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的縫隙是深度的還是貫通式的，都會給混凝土的承載力造成很大的破壞。根據(jù)長期的實戰(zhàn)經(jīng)驗，這種問題可以使用的加固手段是增大截面。說到具體的施工過程就是相關(guān)的工作人員把先前所用的材料換成混合型的材料，先把橋梁的表面鑿毛意思就是打磨粗糙，然后在將原來的構(gòu)件和混凝土間隙噴涂上涂料使這兩者合二為一，這樣就可以延長橋梁的使用年限，減慢混凝土結(jié)構(gòu)的碳化，提高橋梁的安全性。另外，對于橋梁的加固還可以先用木桿外圍隨后再用混凝土進(jìn)行包圍，橋梁的加固也可以使用混凝土進(jìn)行包繞[3]，這項橋梁加固技術(shù)是國內(nèi)施工過程中經(jīng)常用到的一種技術(shù)。所以，這種方法是經(jīng)過長期的實踐檢驗出來的技術(shù)，與其他的方法相比較具有更高的可靠性。

4? 橋梁加固技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用

4.1 工程概況

在我國南方有一座公路橋梁從1992年開始修建到1993年竣工然后開始通車。該橋的全長為196m，橋面的寬度約為18.5m，主橋是預(yù)應(yīng)力混凝土空心板和預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁相結(jié)合。

據(jù)相關(guān)的調(diào)查顯示，本橋出現(xiàn)的主要病害有：橋面上不斷地大面積的出現(xiàn)裂縫并且還具有發(fā)展的趨勢，其中主要以橫向和縱向為主;主梁的橫隔板在建設(shè)施工的過程中所設(shè)置的濕接縫發(fā)生了較為嚴(yán)重的開裂，在重型車輛通過的過程中就會出現(xiàn)輕微的跳車現(xiàn)象;還有邊跨的空心板鉸縫中發(fā)生了嚴(yán)重的斷裂，所以存在很嚴(yán)重的漏水現(xiàn)象;伸縮的局部位置受到了嚴(yán)重的破壞，混凝土開裂的也是較為嚴(yán)重，橋面的鋪裝也有一定程度上的破壞并且橋面的其他地方也受到了損害，所以，需要換掉所有的伸縮縫;支座和下部的結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)異常，工作情況良好[4]。從初步分析的結(jié)果來看，混凝土?xí)M向開裂的主要原因是因為橋面鋪裝與伸縮位置的混凝土不合格，縱向開裂的原因是剛度不足。就上文所述的病害和成因，設(shè)計了相關(guān)的解決方案。

4.2 病害整治與加固方案

就橋面鋪裝出現(xiàn)的問題，同時考慮到整個橋面的鋪裝過程中存在的橫向裂縫、縱向裂縫以及裂紋等，需要對全橋的橋面進(jìn)行鑿除重建。在重做時選用C40的鋼纖維混凝土，鋼筋采用CRB550的冷軋帶肋鋼筋。在舊橋面鑿除的過程中，要對主梁的表面進(jìn)行細(xì)致的鑿毛，使得表面足夠粗糙便于新的橋面鋪裝和主梁之間的連接，增強(qiáng)它們之間的連接能力[5]。

這座橋在加固之后，經(jīng)過很多方面的檢查可以發(fā)現(xiàn)加固后的橋梁是可以滿足本橋的正常應(yīng)用的，所加固部位的工作性能良好且非常牢固。但是在進(jìn)行橋梁加固的同時，該橋的上部，下部結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)的工程都不能改變，所以橋梁的抗震性能也是不能改變的，加固施工不能在這個方面進(jìn)行。

總而言之，橋梁的加固問題已經(jīng)是世界各地普遍關(guān)注的問題。在我國，新建的橋梁技術(shù)是發(fā)展的較快的，但是在橋梁的養(yǎng)護(hù)與加固的發(fā)展上是落后的。橋梁的維修與加固是一個非常值得研究的課題，需要現(xiàn)實的施工過程中把理論落實到工作中去，創(chuàng)新出更多切實可行的技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]田洪偉.體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土橋梁中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2018，45（23）：81-82.

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