公路桥梁加固施工技术和质量控制研究

于智敏

嵩县公路管理局 河南嵩县 471400

随着社会交通量的不断提升，使得行车数量不断增多，车辆的超吨、超限现象严重，导致公路桥梁在长期使用过程中会出现不同程度的损坏，比如桥面铺装层的损坏，导致桥面面层的坑槽、裂缝；桥梁横向连接薄弱，桥梁单板受力造成梁板横向断裂等，对公路桥梁的正常运行造成极大的安全隐患。所以为充分发挥公路桥梁在交通运输中应有的作用，保证桥梁具有较高的安全性和稳定性，需要对各项常见问题予以解决，对公路桥梁加固施工技术的应用进行探析，结合实际问题拟定质量控制措施，最终为使用者提供更为安全、舒适的行车环境[1]。

1 公路桥梁加固施工技术的重要性及其应用原则

随着社会经济的不断发展，对公路桥梁的负荷力提出了更高的要求，公路桥梁建设的技术标准和荷载等级也不断提高。就整个公路来说，通过对加固技术的使用，可以进一步提高整个公路运行的安全性及其稳定性。除此之外，公路桥梁的加固施工技术能够促进公路建设结构进一步得到优化，使公路建设的性价比得到有效的提高。

除了要对公路桥梁加固施工技术的重要性有正确的认识之外，还应该了解其应用原则，包括遵循系统优化的原则以及遵循科学设计这两大原则。在这两大原则之下则包含了多个方面，我们以桥梁的拓宽改造为例，在进行公路桥梁的改、扩建施工时，往往需要在原来的桥梁的基础上再对桥梁进行一定的拓宽改造，这就需要对原有桥梁的承载能力、现有病害进行系统的检测和排查，通过科学精确的计算，提出合理有效的施工方案，使原有桥梁进行加固改造后的荷载等级满足新的技术标准的要求。这项工作就需要管养单位、业主单位、检测单位、设计单位、施工单位等多个部门相互进行配合共同完成。

除此之外，在公路桥梁日常养护过程当中，还需要对安全隐患进行排除。工作人员要遵循日常维护的原则，对桥梁容易出现问题的部分进行日常的检查维护，如桥梁的积水问题、风化问题等。对这些问题及时发现，采取有效的措施进行解决和补救，以延长公路桥梁的使用寿命。

2 公路桥梁加固施工技术和质量控制

2.1 公路桥梁上部结构加固技术

（1）体外预应力加固技术。体外预应力就是设置在混凝土体外的预应力筋给混凝土构件施加的预应力，通过施加预应力，使结构或构件产生与设计荷载作用下的应力符号相反的应力。以粗钢筋钢绞或者高强度钢丝等钢材为施工主要材料，通过施加体外预应力，从而调整结构的受力状态，降低内力峰值，提高构件或结构的承载力；同时可有效改善结构的变形性能，减少其跨中挠度，提高结构的刚度和稳定性。体外预应力加固技术的核心是有效预应力的计算确定。因此在加固前，运用力学知识进行内力计算；同时考虑有效预张力和荷载在预应力筋中引起的内力增量值。

该加固方法适用于大跨度结构，以及采用一般方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固[2]。

（2）粘贴钢板加固法。粘贴钢板加固技术是将结构受拉或者较为薄弱的部位通过化学粘接剂或者锚栓的方式将加固材料粘贴于混凝土表面，使其形成完整的结构受力体系，进而提升结构的承载重量。粘贴钢板加固法有其特有的优点和科学性，具有稳定性强且性价比高，操作简单，便于施工，施工工艺性优越等。

粘贴钢板加固法通常应用于所受压力或拉力等较为明显的构件，使用环境温度不超过5-60℃，相对湿度不大于70%及无化学腐蚀的部位，强度等级不低于15Mpa的混凝土部位上。此外，对其材料也有一定要求，粘贴钢板加固法对胶黏剂的黏度要求较高。钢板厚度及布置方式应根据混凝土构件的受力情况或截面形式计算确定。

粘贴钢板加固法施工时应注意以下问题：

a.首先要将结构面清理干净，混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以剔除，用指定材料修补，裂缝部位应首先进行封闭处理。

b.将粘贴位置的砼表面浮层进行打磨，直至完全露出坚实新结构面；钢材粘接面须进行打磨、除锈和粗糙处理。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢材受力方向垂直，其后用棉丝沾丙酮擦拭干净。

（3）桥面铺装层加固技术。桥面铺装层加固法是拆除原有的桥面铺装层，并以专业的技术工艺和结构设备，对桥面铺装层重新进行加铺，来提高桥梁上部结构受力的整体性，进而达到提高桥梁承载能力的目的。

桥面铺装层的损坏形式多为裂缝、表面剥离、露筋、铺装层碎裂及脱落、桥面坑洼严重等情况。分析其原因主要为：a.原设计的梁板横向连接结构薄弱，桥面整体受力效果较差，局部混凝土破坏。b.原设计的桥面混凝土强度等级低、桥面钢布设弱等，无满足现有车辆的使用需求。c.桥梁建设时，由于施工原因造成桥面铺装层厚度不一致，局部铺装层过薄，造成损坏等。

桥面铺装层加固时，应根据具体情况分析形成原因，制定切实可行的加固方案。如因梁板横向连接结构薄弱，需在原有桥面破除后，采用在梁板上植U型钢筋、加密或加大桥面铺装层钢筋等方法来加强横向连接，提高桥面受力的整体性；如因原桥面混凝土强度低或桥面铺装层过薄，可采用提高桥面混凝土标号（一般采用C50）或适当增加铺装层厚度。

在桥面加固施工时应注意以下问题：

a.旧桥桥面铺装层应采用人工凿除法施工，以防止机械破除时损坏梁板等受力构件。

b.桥面凿除后，应将桥面清理干净，并认真检查，对缺陷部位用聚合物水泥砂浆或聚合物细石混凝土进行修补。

c.根据现场需要，横向加固钢筋采用焊接或植筋方式，以使梁板成为一个受力的整体结构。植筋打孔时应避开梁板的受力钢筋和钢绞线位置。在植筋完成后，应按要求进行拉拔试验，以检验植筋的抗拉拔力。

（4）改变结构体系加固技术。改变结构体系加固就是通过改变桥梁结构体系以减小梁的内应力，以提高梁体的承载能力。主要三种形式：a.简支梁变为连续梁加固法，可采用在简支梁下增设临时支墩或者把相近的简支梁连接在一起，改变其自身结构的受力体系；对多跨简支梁的梁端进行连接，使其变成多跨连续梁，从而加大桥梁的承重能力；b.加劲梁或叠合梁以增强主梁的承载能力，也是常用的改变桥梁结构体系的加固方法。采用加劲梁和叠合梁加固时，应根据结构体系转换的实际受力状态，分清主次，进行合理的抽象和简化，得出计算图示，进行补强计算。c.改桥为涵加固法。对于小跨径的桥梁，在不影响排洪能力的前提下，可以改桥为涵进行加固。

2.2 公路桥梁下部结构加固技术

桥梁下部结构的承载能力及能否正常使用，不仅与墩台的完好程度有关，还涉及到基底的地质、水文等诸多因素，特别是基础处于地下，隐蔽性强，难以直观的观察和判断。因此加固前，首先要对原桥的设计参数、现场的检测资料、病害的成因、加固技术和工艺能否实现加固的目的等多方面综合分析，来确定下部构造的加固方案。

（1）基础的加固技术。

a.扩大基础加固法：此方法适用于刚性实体性基础，因基础承载力不足或埋置太浅的情况。扩大基础的面积由地基强度验算确定。施工时，如基底土质不良，应对基底作必要的处理和加固，为保证新旧基础连接牢固，可加设连接（锚固）钢筋。

b.增补桩基加固法：此方法适用桩式基础的加固，通过在桩或基础的周围补加钻孔桩或钢筋混凝土预制桩，并扩大原承台，来提高基础的承载能力。

c.人工地基加固法：此方法适用于基础下面的天然土基松软，或上层土壤良好，但深层土质不良的引起的基础沉降的情况。此法常用的有砂桩法、注浆法等。

（2）墩台身、盖梁的加固技术。

a.钢筋混凝土墩台结构套箍或护套加固法。在桥梁墩台出现贯通裂缝，防止裂缝的继续发展，使之能正常使用，可用钢筋混凝土围带或钢筋进行加固。加固时，为加强围带与墩台的连接，应在墩内植入钢筋或埋置钢销，埋入深度为钢筋或钢销直径的20倍左右。

当墩台损坏严重，如有严重裂缝及大面积表面破损、风化和剥落时，则可采用围绕整个墩台设置钢筋混凝土护套的方法进行加固。

b.桥台滑移倾斜的处理。当桥台出现滑移倾斜时，可采用以下三种方法进行加固：支撑法、新建辅助挡土墙法、减轻荷载法。

①支撑法加固。当墩台因尺寸不足，难以承受台背的土压力而往桥孔方向产生倾斜或滑移的埋置式桥台，可采用修筑撑壁法进行加固。

对于单孔小跨径桥台，为防止桥台滑移，可在两台之间加建水平支撑，如整跨浆砌片石撑板，或用钢筋混凝土支撑梁进行加固。

②新建辅助挡土墙加固。对于因桥台台背水平土压力太大而引起的桥台倾斜，应设法减少桥台后壁的土压力，可在台背加建一挡土墙，以增强挡土墙能力[3]。

③减轻荷载法。筑于软土地基上的桥台，常由于填土较高，而受到较大侧向土压力的作用，从而使桥台产生前移，以致发生倾斜。为此，一般可更换台背填土，减少土压力，既采用减轻桥台基础所受荷载的方法进行加固。

c.加大截面加固法：此方法适用于利用下部结构，在新的上部结构或荷载作用下，原盖梁截面偏小的情况。通过增大构件横截面和配筋，以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性。施工时，应将旧盖梁的混凝土保护层凿除并将混凝土表面凿毛，露出钢筋，新旧钢筋连接宜采用焊接。

3 结语

总而言之，桥梁是公路的重要组成部分，桥梁运行状况的好坏直接关系到公路交通运输的安全。因此应及时的发现桥梁病害，采取有效的维修和加固措施，使桥梁处于完好的工作状态，延长其使用寿命，以适应交通运输业发展的各项要求。