公路桥梁加固施工技术与质量控制探讨

刘建房

【摘要】随着公路交通运输业的发展，一大批20世纪80年代以前建设的公路桥梁因其建桥年代的局限，出现了各种各样的病害，承载能力下降，因此对旧桥加固改造技术进行研究具有十分重要的现实意义。本文在前人工作的基础上总结了桥梁加固的基本理论，详细介绍了公路桥梁加固施工技术，确定了加固设计原则和相关技术标准，公路桥梁加固施工质量控制并结合工程实例进行了验证。

【关键词】公路桥梁；加固；施工技术；质量控制

随着我国经济的蓬勃发展，交通事业也飞速发展，交通部门的基础设施建设发展尤为迅速，公路系统面貌日新月异，桥梁作为公路和城市道路交通的重要建筑物，其重要性也与日俱增，在国民经济建设中起着举足轻重的作用。作为线路的咽喉要道和交通枢纽，桥梁的承载力是沟通公路全线的关键。

１．桥梁加固的基本概念

一般来说，桥梁加固工作应包括日常养护维修、加固和改建三个内容。日常养护是一项经常性的工作，发现桥梁产生的小缺陷，必须及时处理，由养护单位对缺陷进行修理加固。加固是通过加大、加强或增加桥梁构件对重大病害进行彻底整治来提高整座桥梁承载能力的措施。加固可以有不同的方式和方法，视桥梁的使用要求、结构形式及其荷载承受能力的降低程度而定。能长期保留加大桥梁结构承载能力作用的加固，成为永久性加固；为维持临时性通车而采用的临时性加固，成为临时加固。

对旧桥进行拓宽、升高桥面，改变桥梁形式或该桥为涵，全部更换桥梁主要承重构件或重新建桥等工作，一般称为桥梁的改建。

2.公路桥梁加固施工技术

桥梁作为交通运输的枢纽，直接影响着交通的流量和荷载。当它投入使用一定时间后，往往由于设计的局限和施工的欠缺，使其难以适应日益繁重的交通量，而且随着运输设备的高速发展和车轮负载的不断增长，使桥梁常常处于超负荷运行的状态，从而逐步成为交通运输线上的“瓶颈”。如果不及时采取有效的维修加固措施，轻则要限速减载，影响通行能力，重则造成运输中断，因此成为困扰市政、公路、铁路等有关部门的一大难题。

2.1常用被动加固技术的特点及应用范围

桥梁和其他建筑物一样都具有“生命周期”，主要包括建造、使用和老化三个阶段。由于桥梁是建在大地上的特殊产品，不仅要受到自然环境如大气腐蚀、温度、温度变化等的影响。而且还受到使用环境的影响，难以难免地会逐渐产生损坏现象。这使桥梁的维修、养护、加固、改造已成为必然。①桥梁加固有利于节约资金和资源。从经济上分析，桥梁加固可以节省大量投资，收到良好的社会经济效益。采用适当的加固技术和拓宽措施，不仅可以避免因拆除旧桥与重建新桥而增加工程费用，同时也恢复和提高了旧桥的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，满足现代化交通运输的需求。②桥梁加固有助于保证桥梁的质量。对桥梁进行维修、改造和加固，不仅可以提高公路桥梁的通行能力和服务水平，而且更大程度上能够消除交通安全隐患。③公路旧桥加固有利于促进桥梁建设的可持续发展。可持续发展是指既满足现代人的需求以不损害后代人满足需求的能力，就是指经济社会、资源和环境保护协调发展，它们是一个密不可分的系统，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。

2.2常用主动加固技术的特点及应用范围

2.2.1体外预应力加固技术

采用布置在梁体外部（或箱内）具有防腐蚀保护的预应力筋（钢绞线或高强度粗钢筋），对梁体施加预应力，构成体外预应力加固体系。体外预应力加固是一种成熟技术，具有许多优点，如加固效果好，能够较大幅度的提高旧桥承载能力，一般可将承载力提高30%-40%；可以减少或限制结构的裂缝和其他变形；对桥梁营运使用的影响较小，可在不限制通行的条件下完成加固施工；对原桥结构损伤较小，可以做到不影响桥下静空；在人力、物力和资金消耗方面也具有明显的经济合理性。因此，预应力加固法既可作为桥梁通过重车的临时加固手段，又可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。

2.2.2有粘结预应力加固技术

采用锚固于梁体上的2股-3股钢绞线或小直径粗钢筋，对梁施加预应力，然后喷注具有一定抗拉性能的复合砂浆，将预应力钢筋与被加固梁体粘结为一体，构成有粘结预应力加固体系。有粘结预应力加固体系，依靠喷注的高性能复合砂浆，将预应力筋与被加固梁体粘结为一体，复合砂浆的高粘结强度是保证两者共同工作的基础，复合砂浆的高抗拉性能是控制结构抗裂性、保护后加预应力钢筋免于锈蚀的前提。有粘结预应力加固体系以其预应力筋张拉方便、锚固构造简单和结构耐久性高的技术优势受到工程界的重视。

3.公路桥梁加固施工的质量控制途径

高速公路桥梁加固的质量控制措施非常关键，也非常重要。以下对脱空支座处理的质量控制、处理裂缝的质量控制以及黏贴钢板的质量控制一一介绍。

3.1脱空支座处理的质量控制措施

在采用起重气袋对脱空支座进行处理时，一定要保证气袋的严密性，防止其被尖锐的物体划破；起重气袋与梁要充分接触，至少接触的面积占气袋的2/3；在充气实验，确定气袋的严密性后，要开始正式充气，当充气加压进行到0.5MPa时，要暂停一段时间（时间控制在8min左右）后，再继续充气加压，直至加到满压为止；整个处理脱空支座现象的过程中，工作人员都要谨小慎微，不得浮躁，不得加快速度，若发现有问题要及时报告停止施工，保证工作人员的安全。设计要求桥墩侧面裂缝封缝后先在侧面纵向粘贴两层碳纤维片，再环向粘贴两层碳纤维片。碳纤维片与其他加固方法相比具有高强、耐腐蚀、不增加构件自重、便于施工等特点。加固前对加固桥面进行交通控制，尽可能对加固构件卸荷。

3.2处理裂缝加固桥梁质量的控制措施

处理裂缝加固桥梁的过程中，在对注浆嘴进行布局时，要把握其尺度，达到节省资源、提高效率以及增加其经济性的目的。实验证明，对注浆嘴进行布局的基本思想是：裂缝越大，注浆嘴的间距越大，而且每个裂缝至少要安放2个注浆嘴。通常情况下，注浆嘴的间距在10～15cm之内最为合适。

3.3通过黏贴钢板加固桥梁质量的控制分析

在对黏贴钢板进行处理时，首先要对加固混凝土进行全方位的清理，主要是把一些小碎石等等全部清除掉，再凿平，确认无误后方可钻孔，要不然会影响钻孔的质量；对钢板进行处理时，要在用丙酮擦拭钢板表面后，再涂上一层环氧树脂薄浆，这样才能保证钢板表面的干净整洁。

采用加固方案之前，须先考虑耗费少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好耐久性等方面的要求。桥梁加固工作一般以不更改原结构形式为原则，在兼顾经济性的前提下，只有在较复杂的情况下，才可考虑更改结构形式。如果加固后仍不能达到交通运输要求，则必须考虑重建桥梁的局部或全部。经济上加固应比重新建桥节约大量的投资和材料，具有明显的经济效益。在分析经济效益时，应包括重建新桥期间交通中断所造成的经济损失。一般认为加固比重建节约费用60%至70%以上才是有意义的，否则重建新桥更有实际价值；桥梁加固之后，无论承载能力，还是耐久性方面都应达到使用上的要求。

4.结论

当前一些交通发达的国家，桥梁建设重点已经放在旧桥加固与改造方面，而新建桥梁已降到次要地位。目前我国旧桥、危桥的加固维修任务十分繁重，全部重建既不现实也不科学，更不经济。实践表明，采用适当的加固技术和拓宽措施，对恢复和提高旧桥的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，以满足现代化交通运输的需求是可行的。[科]

【参考文献】

［１］张喜刚.公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估[M].北京：人民交通出版社，2010，（5）.

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