楊仲升

（甘肅省張掖公路管理局，甘肅張掖 734000）

高速公路鋼筋砼橋梁損傷和加固施工探討

楊仲升

（甘肅省張掖公路管理局，甘肅張掖 734000）

在社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，高速公路成為交通系統(tǒng)的重要組成部分，但是在高速公路中通常會(huì)出現(xiàn)鋼筋砼橋梁損傷問題，從而影響高速公路的施工質(zhì)量和正常運(yùn)營(yíng)。本文在對(duì)高速公路鋼筋砼橋梁損傷分析的基礎(chǔ)上，探討其加固施工技術(shù)。加強(qiáng)高速公路鋼筋砼橋梁損傷加固處理技術(shù)的研究，對(duì)于延長(zhǎng)高速公路鋼筋砼橋梁壽命和確保車輛的安全行駛等具有重要的作用。因此，為保證我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)快速健康發(fā)展和方便人們的安全出行，必須對(duì)高速公路鋼筋砼橋梁損傷及其加固處理技術(shù)進(jìn)行分析研究。

高速公路 鋼筋砼橋梁 加固施工

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)高速公路也得到快速的發(fā)展。作為促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的一種重要因素，高速公路運(yùn)輸能力的提高對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有重要的作用。但是，隨著高速公路鋼筋砼橋梁損傷問題日益嚴(yán)重，正常的行車速度和通行能力等受到嚴(yán)重影響。然而，加強(qiáng)高速公路鋼筋砼橋梁損傷加固處理技術(shù)的研究，對(duì)于延長(zhǎng)高速公路鋼筋砼橋梁壽命和確保車輛的安全行駛等具有重要的作用。因此，為保證我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)快速健康發(fā)展和方便人們的安全出行，必須對(duì)高速公路鋼筋砼橋梁損傷及其加固處理技術(shù)進(jìn)行分析研究。

1 高速公路鋼筋砼橋梁損傷影響因素

首先，是前期設(shè)計(jì)階段的因素。隨著高速公路的快速發(fā)展，其鋼筋砼橋梁的設(shè)計(jì)理念需要不斷的進(jìn)行更新和完善。但是，許多設(shè)計(jì)單位沒有及時(shí)更新有關(guān)的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方式，對(duì)于高速公路鋼筋砼橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依然是注重通用設(shè)計(jì)，套用標(biāo)準(zhǔn)圖紙，而未充分考慮橋梁個(gè)體條件的差異，搞了“一刀切”。

其次，是施工過程中的因素。一方面，由于在施工過程中沒有考慮橋梁的排水結(jié)構(gòu)或者對(duì)其排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，高速公路鋼筋砼橋梁就會(huì)出現(xiàn)大范圍的水損壞問題。另一方面，缺乏對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)自然因素等方面的實(shí)地勘察，在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中會(huì)出現(xiàn)由于所選購(gòu)材料受周圍自然環(huán)境的影響而造成高速公路鋼筋砼橋梁質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，或者被腐蝕和損壞的問題。再一方面，在施工過程中，一些施工單位滿足于快速完成施工任務(wù)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)不合理和錯(cuò)誤的地方，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)或者即便發(fā)現(xiàn)了也不能及時(shí)反饋，不能采用最優(yōu)的實(shí)施方案。

最后，是后期投入運(yùn)營(yíng)階段的因素。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高速公路上的交通運(yùn)輸量日益增加，車輛超載的現(xiàn)象也常常發(fā)生，這些都在一定程度上縮短了高速公路鋼筋砼橋梁的使用壽命。但是，一些有關(guān)施工企業(yè)并沒有對(duì)這一問題給予足夠的重視，缺乏對(duì)高速公路鋼筋砼橋梁的維護(hù)方法和具體管理措施。另外，橋梁建設(shè)周期完成后，移交到養(yǎng)護(hù)單位，養(yǎng)護(hù)單位的養(yǎng)護(hù)管理水平和養(yǎng)護(hù)職責(zé)履行情況也較大程度地影響到鋼筋砼橋梁的完好狀況。

2 高速公路鋼筋砼橋梁損傷的加固施工

2.1 碳纖維加固法

2.1.1 試驗(yàn)分析

（1）鋼筋砼橋梁的腐蝕。依據(jù)目前國(guó)內(nèi)外的研究資料，由于受時(shí)間和其他條件的限制，在對(duì)鋼筋砼橋梁構(gòu)件進(jìn)行加速腐蝕的試驗(yàn)中，擬定采用12V直流電源的方式進(jìn)行。若要將直流電源的陽(yáng)極通過電源線與鋼筋砼橋梁的鋼筋混凝土柱串聯(lián)起來(lái)，陰極與鋼筋混凝土柱側(cè)面的外簧不銹鋼片連接起來(lái)，首先要通過使用電烙鐵將鋼筋砼柱和導(dǎo)線焊接好，并用浸透環(huán)氧樹脂的薄棉布條對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行包裹處理。若要促使鋼筋砼柱加速腐蝕，可以通過加入一些氯鹽液形成電化學(xué)回路，從而實(shí)現(xiàn)電流流通。

（2）加載試驗(yàn)。目前，一般采用通過對(duì)砼構(gòu)件恒定加載70%極限承載力來(lái)完成加載試驗(yàn)，并且其極限承載力參數(shù)都是實(shí)測(cè)參數(shù)?？紤]到加固試驗(yàn)的特殊性，為避免鋼筋砼構(gòu)件加固試驗(yàn)的時(shí)間過長(zhǎng)，該試驗(yàn)采用 QF 50- 20K 液壓千斤頂和反力架進(jìn)行加載。

（3）試驗(yàn)措施。為避免加固試驗(yàn)因時(shí)間過長(zhǎng)或受其他自然因素等影響，保證試驗(yàn)結(jié)果是實(shí)際情況的真實(shí)反映，本次試驗(yàn)采取以下措施：為了解鋼筋砼柱腐蝕對(duì)鋼筋砼橋梁構(gòu)件的損壞情況以及碳纖維對(duì)于鋼筋砼橋梁構(gòu)件的抗剪加固作用，促使不銹鋼陰極片與混凝土表面能夠更好的進(jìn)行接觸，可分別在碳纖維的布條間隔區(qū)以及不銹鋼陰極片之間塞一些薄棉布。

2.1.2 高速公路鋼筋砼橋梁碳纖維加固處理結(jié)果

（1）試驗(yàn)現(xiàn)象分析。由于鋼筋砼橋梁構(gòu)件試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，一些鋼筋混凝土柱的剪彎區(qū)在加載后不久就產(chǎn)生了裂縫，而沒有經(jīng)過碳纖維加固處理的鋼筋混凝土柱也在縱軸45°處出現(xiàn)斜裂縫。在對(duì)鋼筋混凝土柱進(jìn)行加載試驗(yàn)后，一般1L、3L和5L會(huì)發(fā)生混凝土保護(hù)層剝離，3L和5L會(huì)產(chǎn)生碳纖維U型斜裂縫，而2L和4L由于加固處理效果相對(duì)較好，其剪彎區(qū)并沒有產(chǎn)生明顯的斜裂縫。相對(duì)于未經(jīng)加固處理的鋼筋混凝土柱來(lái)說，經(jīng)過碳纖維加固處理后的鋼筋混凝土柱在修飾物滲出時(shí)間方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，因此，其特性也比較好。

經(jīng)過試驗(yàn)現(xiàn)象分析可知，在氯離子等的腐蝕下，經(jīng)過碳纖維加固處理的鋼筋混凝土柱更具有抗剪性。

（2）結(jié)果分析。在對(duì)高速公路鋼筋砼橋梁碳纖維加固處理的試驗(yàn)過程中，鋼筋混凝土柱的跨中撓度在整體上隨著時(shí)間的推移而逐步上升。但是，在前期階段，鋼筋混凝土柱的跨中撓度增長(zhǎng)緩慢并且增加幅度不明顯，其增長(zhǎng)速率在后期階段才開始明顯增加。我們知道，鋼筋混凝土柱具有徐變變形的特點(diǎn)。在一般情況下，鋼筋混凝土柱的跨中撓度會(huì)隨著時(shí)間的推移而變慢。因此，如果鋼筋混凝土柱受到銹蝕，就會(huì)出現(xiàn)這種隨著時(shí)間的推移而持續(xù)增加的現(xiàn)象。另外，由于鋼筋混凝土柱在前期沒有裂縫，而在后期出現(xiàn)不同程度的裂縫，氯離子腐蝕呈現(xiàn)由慢到快的變化趨勢(shì)，最后形成“裂縫-銹蝕-承載力降低”的惡性循環(huán)。

2.2 增加橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固法

作為一種后張無(wú)粘接預(yù)應(yīng)力，體外預(yù)應(yīng)力在鋼筋砼橋梁中的使用，對(duì)于其損傷的加固具有重要的作用。作為我國(guó)工程建設(shè)的一項(xiàng)重要任務(wù)，體外預(yù)應(yīng)力研究對(duì)于我國(guó)橋梁工程的建設(shè)與發(fā)展具有重要的作用。采用體外預(yù)應(yīng)力加固的方法對(duì)高速公路鋼筋砼橋梁損傷進(jìn)行加固處理，有利于延長(zhǎng)其使用壽命，保證車輛的安全通行。施加橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固法就是通過增加體外預(yù)應(yīng)力的方法對(duì)鋼筋砼橋梁的損傷進(jìn)行加固處理，其對(duì)于大跨度構(gòu)件、重型結(jié)構(gòu)和大型砼構(gòu)件等具有很強(qiáng)的適用性，具有降低被加固構(gòu)件應(yīng)力水平和加快工期等優(yōu)點(diǎn)。但是，大跨度構(gòu)件、重型結(jié)構(gòu)和大型砼構(gòu)件等在采用增加橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固法進(jìn)行加固后，其結(jié)構(gòu)外觀會(huì)發(fā)生一定的變化。作為一種將預(yù)應(yīng)力鋼筋布置于大型砼截面之外的技術(shù)，增加橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固法中的體外預(yù)應(yīng)力構(gòu)件主要有轉(zhuǎn)向塊、體外預(yù)應(yīng)力孔管、錨固體系和漿體等四方面的內(nèi)容。為確保鋼筋砼橋梁損傷的加固效果，施加橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固法只能在溫度小于60℃的環(huán)境內(nèi)使用，并且盡量不在收縮徐變較大的大型結(jié)構(gòu)上使用。

2.2.1 加固設(shè)計(jì)

（1）在加固之前，要用鋼絲刷對(duì)混凝土的表面進(jìn)行清理。此外，為確?；炷翗蛄旱臉蛎婊謴?fù)平整，要采用混凝土對(duì)高速公路鋼筋砼橋梁進(jìn)行掛模澆筑。

（2）在加固施工階段，要根據(jù)加固前所設(shè)計(jì)的高速公路鋼筋砼橋梁的承載能力，控制預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張力。

（3）在加固施工完成后，為確認(rèn)加固的效果是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，要進(jìn)行試行檢測(cè)。

2.2.2 施工要點(diǎn)

（1）在滑塊墊板和錨固支座方面，要沿著高速公路鋼筋砼橋梁的底部從錨的實(shí)際重心向取滑塊墊板的中心等位置進(jìn)行放樣定位。

（2）在上錨固定方面，一般要以高速公路鋼筋砼橋梁?jiǎn)瘟喉斆娴目v橫線為基礎(chǔ)進(jìn)行放樣定位。

（3）對(duì)于上錨固定的設(shè)置，要根據(jù)高速公路鋼筋砼橋梁損傷的具體情況，來(lái)設(shè)置錨的具體位置。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，在鋼筋砼橋梁損傷處理的技術(shù)應(yīng)用過程中，通過對(duì)不同處理技術(shù)在使用階段技術(shù)的可靠性、對(duì)環(huán)境的要求、施工過程的難易度、工期的長(zhǎng)短和工程造價(jià)的高低等方面進(jìn)行綜合比較，選出既合理又經(jīng)濟(jì)的方案，能夠有效減少高速公路鋼筋砼橋梁出現(xiàn)裂縫或裂縫發(fā)展的問題，并有效提高其抗剪力，延長(zhǎng)其使用壽命，保證交通生產(chǎn)的良好運(yùn)用。此外，除以上幾種加固處理技術(shù)外，還應(yīng)積極探索更簡(jiǎn)捷、更經(jīng)濟(jì)的加固處理措施。

［1］許小剛.高速公路鋼筋砼橋梁損傷分析與加固處理［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2011，（32）.

［2］許小剛.高速公路鋼筋砼橋梁損傷分析與加固處理［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2011，（28）.

［3］李中山.高速公路鋼筋砼橋梁損傷的類型與加固處理［J］.城市建筑，2013，（18）∶252-252，254.

［4］石慧麗.淺談高速公路鋼筋砼橋梁損傷的類型與加固處理［J］.江西建材，2015，（1）∶150-150.