高速公路桥梁加固施工技术的运用研究

2015-05-23徐小剑

山西建筑 2015年21期

徐小剑

(杭州交通投资建设管理有限公司，浙江杭州 310024)

0 引言

作为保证公路顺畅的咽喉，桥梁施工质量是实现全线贯通的关键所在。然而从目前桥梁现状来看，交通负担仍较为沉重，且施工中加固技术应用的水平较低，致使桥梁安全运行受到影响，这在一定程度上也成为制约我国交通运输事业发展的瓶颈。因此，对加固技术在桥梁施工中的应用分析具有十分重要的意义。

1 加固公路桥梁的意义

高速公路桥梁在施工或投入使用过程中，都会受到气候环境因素以及车流量因素的影响。从许多桥梁整体被雨水侵蚀或因车载量过重引起的桥体损伤等不难发现，一旦桥梁损坏情况出现后往往引起许多交通事故，因此需要做好桥梁加固工作。对加固公路桥梁的意义主要可概括为三方面，即:第一，是桥梁施工质量得以保证的重要前提。在桥体大面积受损或存在病害问题情况下，需要及时找出薄弱部位并采取加固改造措施，可使桥梁在通行以及承载能力等方面得以加强。第二，是降低建设成本的主要路径。通常对于已投入使用的桥梁，为解决其存在的弊病，往往需进行旧桥的拆除并做好重建工作，涉及较多的建设成本。而在加固技术的应用下，既可保障桥梁原有功能得以恢复，也使建设成本得以节约。通过以往实践证明都可发现对现有桥梁进行加固，很大程度上使其承载力得以增强，而且使其使用周期得以延长。第三，桥梁加固符合和谐社会构建的要求。高速公路作为国民经济发展的重要保障，其质量高低也是影响出行群众安全的主要因素，通过对桥梁的加固，可使其交通枢纽作用得以充分发挥，适应社会发展需求［1］。

2 高速公路桥梁运作中的实际现状分析

2.1 从桥梁养护与改造角度

桥梁投入使用后，难免存在许多如沉陷、裂缝或变位等问题，需要做好适时养护与改造工作，但大多施工单位在项目交付后多忽视对桥梁的检查与改造，使原本存在一定缺陷的桥梁容易发生裂缝问题日益突出、钢筋被侵蚀情况严重以及活动支座能力下降等问题，而且在桥梁底部的相关构件包括墩台或护岸等因长久缺乏养护，也容易出现问题，不利于汛期抗洪能力的提高。同时也存在桥面连接部位或引道连接处等受填土不同程度的沉降影响，使车辆行驶过程中出现跳车安全事故，行车舒适度难以提高且桥梁自身的使用周期也受到影响。另外，部分中小型桥梁因长久失修，也存在桥孔水流堵塞现象，若桥梁自身处于城郊地区，更易受城市污水废水排放的影响使其堵塞情况更为严重。即使许多桥梁也在不断进行改造，但事实上改造的对象多集中在路面拓展方面，忽视了对桥梁整体性能的把握，不利于减少行车危险系数［2］。

2.2 从日常检查维护角度

日常检查维护是保证桥梁使用质量的主要环节，但当前对桥梁的检查维护工作仍表现出不到位的现状，使桥梁长期在自然环境因素影响下出现的被损害问题难以被发觉，加上桥梁使用过程中出现的填缝材料脱落或构件使用疲劳等问题都将造成桥体大面积受损或引发行车事故。另外，桥梁在使用过程中长期缺少检查维护，也使桥面存在不平整情况，尤其在雨水季节极易出现行车时泥水四溅的现象，既影响交通安全性，高速公路桥梁原有的美观性也受到影响［3］。

3 加固施工技术在桥梁施工中的实际应用

3.1 底部结构加固技术应用的要点分析

1)注重桩基数量的增加与底部结构基础的扩大。桩基数量的增加主要针对桩基础的埋置不合理且存在墩台沉降的情况，此时桥梁的安全性能将受到威胁。这种情况下需进行桩基数量的增加，其主要方式在于根据原有桩基基础的设计，将钢筋混凝土打入桩基础周围，或直接进行钻孔桩预制桩的增设，确保桥梁承载力得以增加。而底部结构基础扩大亦可理解为对底面积的扩大，主要针对桩基础承载力不足或过深的桩基础埋置问题而提出，实际进行基础扩大过程中需做好强度检验计算工作。同时，对于满足桩基础强度要求但存在地基不均匀沉降的问题，也可采用底部结构基础扩大的方式。

2)墩台与钢筋混凝土的加固措施。加固技术在桥梁中的应用大多需对旧桥基础进行分析，对于下部结构会进行墩台盖梁的拓宽，以此使原有桥梁的墩台在稳定性能方面得以保障，但需在加宽过程中通过验算承载力才可进一步施工。同时，加固技术应用过程中也常采取桥台后壁进行挡墙构建的方式，这样可解决墙台倾斜以及台背承受荷载过重等问题，使过大的压力通过挡墙进行抵御。另外，对于墩台存在开裂的情况，也可进行三道围带的设置，以墩台裂缝的实际情况进行围带宽度的设置，而厚度通常保持在15 cm左右，每道围带间的距离应与桥墩侧面强度相吻合，同时要求对墩台钢筋混凝土采取加固护套的措施［4］。

3.2 加固技术在上部结构中的应用

混凝土加固中粘贴钢板的方式。桥梁加固中对该技术的应用主要因其操作较为简便、见效较快且不必对原有桥梁结构进行较大的改变。其应用的原理主要体现在首先需寻找桥梁混凝土结构中受拉部位以及较为薄弱地区，并将钢板利用一定的粘结剂以及锚栓等在结构受损部位处进行固定，这样可使混凝土结构在钢板作用下得以加固，自身的抗弯矩能力以及抗剪切能力都得以提高，尤其该技术应用下桥梁刚性也进一步增强，可解决混凝土结构裂缝不断延伸的问题。具体粘贴钢板进行加固的方式见图1。

图1 粘贴钢板加固示意图

3.3 加固技术在桥面与钢筋中的应用

针对桥梁强度与刚度不足的问题，常用的加固措施主要为配筋率以及构件截面的增加，可使桥梁侧面大小得到改善，而桥梁的整体高度以及抗弯强度等方面都可被强化，有利于提高桥梁承受荷载能力。这种方式应用的原理在于通过引用高速喷射设备，对已锚钢筋网进行喷射过程中可使钢筋混凝土结构的强度得以加强，受力断面也可承受较大的外荷载。另外，对梁顶进行钢筋混凝土层加铺过程中，往往也需注重将旧桥梁的桥面进行拆除，确保旧桥的主梁可与新铺设的钢筋混凝土层进行融合，对于桥梁承载力的提高也具有重要作用。

3.4 加固中体外预应力方式的运用

这种加固技术在上部结构的应用主要目标在于使外荷载形成的内力在反弯矩作用下进行抵消，能够提高旧桥使用性能。其应用的原理主要表现在将预应力材料设置于受拉部位，此时会形成偏心压力，桥梁整体在上拱中进行自重应力的抵消，使裂缝的宽度以及变形程度进一步减小。体外预应力方式在桥梁加固中更适用于大跨径箱梁桥中，应用的优势在于无需采用过多的管道灌浆工序，且在使用中因筋应力不存在较大的变化，有利于提高结构构件的抗疲劳程度，特别在桥梁混凝土性能提升方面优势更为明显［5］。