聞 珂

周口市公路勘察設(shè)計院

公路橋梁加固設(shè)計及其施工建議探析

聞 珂

周口市公路勘察設(shè)計院

大量的橋梁工程由于交通量和荷載的增加、修建時間較長或原設(shè)計標準較低,已經(jīng)出現(xiàn)嚴重的損壞,急需加固改造處理。尤其是沿海城市大氣腐蝕性較強,結(jié)構(gòu)受到的損壞更加嚴重。從經(jīng)濟角度上考慮橋梁加固同樣具有重要意義，不但達到良好的效果，同時還可以節(jié)約大量的資源，可以說實現(xiàn)良好的社會效益的同時兼顧到經(jīng)濟效益。如果在設(shè)計合理，在橋染中間利用先進的技術(shù)進行加固和拓寬處理，從工程技術(shù)的角度看是完全可以實現(xiàn)的?？梢允古f橋繼續(xù)發(fā)展作用，避免造成浪費的同時，還會使舊橋的承載能力得以保持或提高,延長橋的使用壽命,進一步滿足現(xiàn)代交通運輸?shù)囊蟮?。橋梁的加固及其改造不僅可以是道路的通行能力與服務能力提升,而且還可以達到消除安全隱患的目的。舊橋加固可以節(jié)省大量的資源，不但可以滿足交通需求，同時也與可持續(xù)發(fā)展的理念相吻合，實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、資源、環(huán)保多環(huán)節(jié)兼顧

公路橋梁；加固設(shè)計；施工建議

1 公路橋梁加固設(shè)計

1.1 某橋梁加固工程簡況

某橋梁的上部為3×15m的寬腹T梁結(jié)構(gòu),其橫斷面的具體布置情況為:2×1.45m的人行道,2×10.5m的行車道,2m的中央分隔帶,橋梁全長為45.12m。現(xiàn)對該橋梁的設(shè)計載荷為掛車—100和汽車—20,設(shè)計施工用混凝土的標號為200。該橋梁已使用20年,于2007年曾經(jīng)加固過一次,但現(xiàn)在又出現(xiàn)了很多安全質(zhì)量隱患,急需進行再一次的施工加固。

1.2 某橋梁加固設(shè)計

橋梁上部結(jié)構(gòu):先要進行拆險工作，上部結(jié)構(gòu)和鋼棟梁都屬于待拆范圍。建造預應力簡支式寬腹T梁是必須的設(shè)備，對規(guī)格的要求十分嚴格，必須是3～15m的C50。經(jīng)過測量和計算后，確定各部分的具體數(shù)值，其中主梁的預制長度為15米，梁高為1米。每孔中的中梁為16片，合計中梁為42片，邊梁為6片。除此之外還要確定中主梁翼板寬度為1.6米，邊主梁翼板寬度為1.67米。在加固設(shè)計中，預制是不可缺少的，寬充為1.2米，同時還要地主梁進行設(shè)計，所設(shè)計的現(xiàn)澆濕接頭，規(guī)格確定這0.4米。橡膠支座的設(shè)計也要體現(xiàn)出來。還有上下墊石設(shè)備，并保持水平狀態(tài)放置好支座。橋面鋪裝：橋面鋪換預計規(guī)格為20米，從下至上的順序：橋面要鋪設(shè)混凝土，規(guī)格必須是10厘米，除此之外還要把AC—20C瀝青混凝土和AC—13C瀝青混凝土分別為(6cm)(4cm)應用到工作呂來。橋面混凝土內(nèi)，需要安置鋼筋網(wǎng)。橋面的混凝土和瀝青混凝土必須要采取技術(shù)處理措施，最簡單的做法是設(shè)置防水層[2]。墩柱加固:墩柱用環(huán)形雙層碳纖維布粘貼，對墩柱加固在整個工程中是非常重要的環(huán)節(jié)。蓋梁加固：蓋梁上粘貼鋼板，規(guī)模為1米。并進行加固處理，使其承載力得到提升才能達到加固擴建的目村。如果蓋梁出現(xiàn)破損，則必須要加以修補處理，還有一項工作非常重要即舊橋臺沖洗，鋼筋如果已經(jīng)裸露在外，需要進行粉刷處理，可以達到較好的阻銹效果，對于出現(xiàn)的裂縫要采取真空灌漿操作，尤其是結(jié)合部需要做出修補，需要砂漿操作。表面還要設(shè)計粉刷滲透型阻銹劑[3]。附屬設(shè)施:部分設(shè)施需要更換處理，舊的防撞欄桿和中央隔離不再使用，要選擇適當?shù)牟牧嫌枰愿鼡Q，橋頭兩側(cè)的位置也是要處理的重點部位，需要安裝長搭板，規(guī)格為5米。另外還要注意的是粉煤灰的鋪設(shè)是必不可少的工序，規(guī)格為40米。道路順接:從橋頭兩側(cè)為起要預留60米，才能完成與老路的銜接。

1.3 橋梁設(shè)計標準

對于梁上部公路部分的設(shè)計標準較高，必須要達到Ⅰ級，而對于人群的載荷設(shè)計也有具體要求，即達到3k N/m2。橋梁上部的墩柱和蓋梁部分也是加固的重點部位，需要進行加固處理。原橋梁的載荷要維護，橋梁橫越也要實現(xiàn)原標準。橋面厚度設(shè)計是重點部位，設(shè)計在達到20厘米，受其影響，橋面將會抬高28厘米，另外原橋梁的行洪能力也要維持在原有標準之上。

1.4 對破損蓋梁進行施工修復

如果蓋梁破損嚴重，必須要進行修復時，需要表面進行檢查，所有的裂縫都要嚴格按照施工程序進行封縫處理[4]。(1)在檢查裂縫寬度時，需要輔助設(shè)備放大鏡。(2)基層表面有油污和灰塵是難以必免的但需要清除處理，(3)注入口設(shè)置距離為20～30cm，并要用膠帶貼上。(4)對裂縫采取封閉處理，使用的材料是快干式封縫膠，并留好注入口。(5)清除注入口膠帶，并完成塑料底座的安裝。（6）把灌漿樹脂注入軟管，把灌漿器安置在塑料底座上(7)松開灌漿器的彈簧觀察，如果樹脂達不到要求，繼續(xù)注入直到達到使用要求。（8）注入灌漿的速度下降，并發(fā)現(xiàn)不進膠的現(xiàn)象，要拆除灌漿器，底座用堵頭堵死，繼續(xù)灌漿，直到注入工作完成。（9）樹脂凝固后，把底座和堵頭馬上撤掉，對表面的膠縫進行處理。

2 造成橋梁病害的主要原因及加固技術(shù)

2.1 在設(shè)計、施工中產(chǎn)生的橋梁缺陷

在設(shè)計的過程中，因為原來的設(shè)計標準過低，缺少安全儲備，橋梁的保護層厚度較薄，沒有周全的考慮使用的耐久性，在施工的過程中，質(zhì)量沒有控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，在橋梁的現(xiàn)場施工過程中，質(zhì)量方面沒有達到相應的要求，在建筑過程中采用的原材料質(zhì)量上不過關(guān)，還有在施工的過程中，對橋梁沒有進行有效的防護，這些方面都會造成橋梁在使用的過程中，會出現(xiàn)關(guān)于質(zhì)量方面的問題，直接對橋梁結(jié)構(gòu)的長久性造成影響。

2.2 環(huán)境因素

投入日常使用的橋梁，出現(xiàn)不可抗拒的因素也會對橋梁的質(zhì)量及使用期限造成一定程度的影響，例如：當?shù)氐沫h(huán)境因素、氣候溫度以及發(fā)生洪水等方面。對橋梁破壞比較嚴重的有大量使用冰鹽，破壞融冰的爆破技術(shù)。

2.3 橋梁的日常養(yǎng)護

將建好的橋梁投入日常使用中，是需要不斷的進行養(yǎng)護，嚴格限制通行車輛的載重范圍，不允許車輛超載超高，這樣經(jīng)過天長日久的超重使用橋梁，橋梁的使用壽命將會打一個折扣，嚴重時還會發(fā)生事故，危機橋梁的安全。在全國的范圍內(nèi)，這種事故已經(jīng)出現(xiàn)，而且為數(shù)不少。要想橋梁的使用壽命增長，必須對橋梁的附屬設(shè)施進行日常養(yǎng)護，如橋梁的伸縮縫隙、排水管道、防撞設(shè)施等，這些保護設(shè)施必須進行保養(yǎng)，維護到位，否則雨水就會順著橋面流出，把橋梁的梁體結(jié)構(gòu)和橋墩腐蝕，將會給橋梁造成無法彌補的損害。

2.4 橋梁加固技術(shù)

2.4.1 粘貼補強材料

通過使用粘合劑，在橋梁的構(gòu)件外部粘貼鋼板，增加橋梁的承受能力，提升橋梁框架的剛度。這個粘貼過程中使用的粘合劑，是橋梁系統(tǒng)中常用的材料，俗稱“結(jié)構(gòu)膠”，配制方法比較簡單、使用是比較方便、威力比較強、粘合劑凝固比較快、施工時工期較短等好處。粘合劑的粘結(jié)強度明顯高于混凝土的強度，在使用的過程中與原來的構(gòu)件合成一個整體，占用空間較小，不會給橋梁構(gòu)件加重，也不會增加面積，不會對橋梁的外形造成影響。

2.4.2 加大其內(nèi)部構(gòu)件的截面

這種方式在使用的過程中，根據(jù)標準規(guī)定和使用的流程可以劃分為兩大類：一種是化學植筋，另外一種是噴射式混凝土。

2.4.3 添加輔助構(gòu)件

對使用的橋梁進行加固的過程中，一般選擇增加構(gòu)件，例如：增加鋼構(gòu)件或者混凝土構(gòu)件，還可以使用提高外預應力等辦法對橋梁進行加固。

3 對橋梁進行加固作業(yè)的基本方法

3.1 粘鋼加固法

粘鋼加固法無疑是利用什么介質(zhì)來粘上，實際中是使用一些化學粘結(jié)劑依據(jù)規(guī)定標準和流程將其粘貼在橋梁內(nèi)部相對應的混凝土構(gòu)件上，在使用過程中達到在受力的時候同相應的構(gòu)件成為一個受力的整體，從而實現(xiàn)提高橋梁在實際使用過程中其內(nèi)部的承載力。

3.2 施加體外預應力

施加體外預應力從字面理解就是利用當前的預應力原理，通過另行的添加一些強度較高的構(gòu)件在內(nèi)部構(gòu)架當中來產(chǎn)生一些初臺應力，將使用過程中所產(chǎn)生的部分自重力抵消掉，從而達到卸載對應的構(gòu)件及器件的應力，進而實現(xiàn)內(nèi)部承載力的提高。

4 結(jié)論

利用特殊固定的措施來提高橋梁構(gòu)件和橋梁結(jié)構(gòu)的整體承載能力，有效地提高橋梁的使用性能，從而滿足現(xiàn)在交通變化態(tài)勢就是橋梁加固技術(shù)。為了使橋梁加固技術(shù)出現(xiàn)隱患后能夠繼續(xù)使用，必須對橋梁使用中的應急預案和處理辦法要及時得當。橋梁在經(jīng)過加固處理后會有效提高橋梁的使用壽命，優(yōu)點是不需要大量資金即可以滿足安全和通行的要求，既節(jié)約了資金，又保障了橋梁的安全性，一舉兩得。

[1]歐迎,公路橋梁加固設(shè)計及其施工建議探析[J].科技資訊,2012.

[2]肖斌,彭明佶.某高速公路橋梁加固設(shè)計及施工工藝分析[J].中國水運月刊,2012.

[3]李銘杰.高速公路獨柱墩橋梁加固設(shè)計與施工技術(shù)分析[J].房地產(chǎn)導刊,2015.