樊金虎

摘要：本研究是在我國經(jīng)濟高速發(fā)展與交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)大力建設(shè)的背景下，明確高速公路橋梁加固施工技術(shù)應(yīng)用的重要性。從其施工意義入手，分析我國高速公路橋梁施工技術(shù)現(xiàn)狀。通過對現(xiàn)有施工的加固原則、加固技術(shù)、技術(shù)要點進行總結(jié)，并結(jié)合土城頭上跨橋梁加固施工實際案例，以提升高速公路橋梁加固施工技術(shù)的應(yīng)用水平，進而推動國家交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)并更好的服務(wù)人民群眾。此次研究選用的是文獻研究法，通過對相應(yīng)文獻的查找，為文章的分析提供一些理論基礎(chǔ)。對現(xiàn)有高速公路橋梁加固技術(shù)應(yīng)用進行要點總結(jié)，能在一定程度上提高高速公路建設(shè)水平。

關(guān)鍵詞：高速公路橋梁；加固施工技術(shù)；應(yīng)用要點

中圖分類號：U445.4文獻標(biāo)志碼：A

0前言

高速公路橋梁加固施工是高速公路建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，橋梁作為施工目標(biāo)的重要結(jié)構(gòu)物，是高速公路施工工程性能的重要體現(xiàn)，對于我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和人民生活水平有著重要意義。隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)不斷推進，在橋梁加固施工技術(shù)的應(yīng)用方面也得到突破，目前需要總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗并形成科學(xué)程式，助力我國后續(xù)相關(guān)建設(shè)。因此，本論述此次研究的內(nèi)容和提出的策略對提升高速公路橋梁施工技術(shù)具有理論性意義，對國家現(xiàn)代化建設(shè)具有現(xiàn)實意義。

1高速公路橋梁加固施工技術(shù)的應(yīng)用意義

高速公路作為聯(lián)通區(qū)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，其工程建設(shè)工期長、難度大且成本高昂，在低維護情況下的拆除重建將造成大量資源浪費，徒增人、材、機成本，同時大型高速公路的停運將直接影響區(qū)域資源調(diào)配和市場銷售能力，給不同的社會行業(yè)造成經(jīng)濟損失。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)成型的一體性和精密性，相關(guān)工程主要結(jié)構(gòu)部件的二次利用率很低，但同時鋼筋混凝土的延展性和兼容性也展現(xiàn)出其優(yōu)秀的維修潛力，科學(xué)進行高速公路橋梁加固技術(shù)將大幅延長其壽命并節(jié)約重復(fù)建設(shè)成本。加固和改造高速公路橋梁需要的資源較少，對環(huán)境的破壞也不大，符合我國可持續(xù)發(fā)展基本理念[1]。另外及時對已建成的高速公路橋梁進行加固施工對保障我國人民的生命財產(chǎn)安全至關(guān)重要，對國家交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)意義重大。

2高速公路橋梁加固施工技術(shù)現(xiàn)狀

2.1維修及時性欠缺

由于高速公路使用的頻繁性和橋梁組件承壓的持續(xù)性，科學(xué)合理的維修工作也是高速公路橋梁加固施工的重要環(huán)節(jié)，可以減少由于環(huán)境等不可抗力對工程建設(shè)使用的影響，但由于我國高速公路建設(shè)起步晚相關(guān)后續(xù)維修經(jīng)驗不足，目前我國的高速公路橋梁加固施工缺乏正確的維修工作，這使得橋梁在使用過程中的磨損裂縫極易發(fā)生惡化，進而在部分路段出現(xiàn)溝槽與跳車。同時在部分濕度大且降水頻繁的區(qū)域，雨水會將砂石帶入橋梁孔洞造成堵塞。

2.2養(yǎng)護關(guān)注度缺乏

養(yǎng)護工程是高速公路功能發(fā)揮持續(xù)性的保證，也是橋梁加固工程貫徹可持續(xù)發(fā)展理念的關(guān)鍵所在。但由于現(xiàn)階段我國施工企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展眼光的缺乏，和對短期利益的過分追逐，行業(yè)內(nèi)工程養(yǎng)護意識不足。橋梁路面養(yǎng)護的缺乏會使路邊接地點的填土工程發(fā)生沉降，輕則導(dǎo)致橋梁的腐蝕與裂縫，重則使橋梁連接處出現(xiàn)斷層危險。橋梁構(gòu)件的養(yǎng)護缺乏會降低構(gòu)件性能，嚴(yán)重?fù)p害高速橋梁運營的安全性。

2.3人員專業(yè)性不足

高速公路橋梁加固施工的主體是施工單位專業(yè)施工人員，其專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德水平的高低直接對高速公路橋梁施工質(zhì)量造成影響。但現(xiàn)階段我國高速公路施工單位的人員構(gòu)成仍以外來務(wù)工人員和臨時工為主，專業(yè)的施工隊伍在交通網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的今天呈現(xiàn)出明顯地供不應(yīng)求。同時針對高速公路建設(shè)的管理專業(yè)人才與核心技術(shù)人才在市場中也比較缺乏，嚴(yán)重影響工程的質(zhì)量和安全性。

3高速公路橋梁加固施工的技術(shù)要點

3.1高速公路橋梁加固原則

高速公路橋梁加固貫穿橋梁建設(shè)的前后環(huán)節(jié)，在實際加固工程進行中要尊重原有橋梁建設(shè)基礎(chǔ)。依照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與作業(yè)原則進行加固工作，專業(yè)人員需要依據(jù)高速公路橋梁的現(xiàn)實狀況整改橋梁[2]。第一，優(yōu)先增加橋頭下方梁柱結(jié)構(gòu)的最大承壓能力；第二，以保證公路交通能力作為第一要義；第三，在對橋梁下部空心板進行加固時，需要在保證下方承重空間的基礎(chǔ)上完成；第四，時刻關(guān)注公路運營性能以及橋梁路面的表面情況，在科學(xué)判斷裂縫成因的基礎(chǔ)上完成表面修補工作，兼顧高速公路橋梁的美觀性與實用性。

3.2高速公路橋梁加固技術(shù)

現(xiàn)階段，高速公路橋梁加固技術(shù)主要有高強復(fù)合纖維預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)、化學(xué)植筋加固技術(shù)與高速公路橋梁增強技術(shù)。高強復(fù)合纖維預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，該技術(shù)通過纖維材料產(chǎn)生的上拉作用力減輕橋面重力對橋梁產(chǎn)生的壓力，從而將橋梁的承重性能進行進一步發(fā)揮，該技術(shù)的優(yōu)勢在于輕質(zhì)量的纖維材料不會大幅改變原有工程的重量與體積，在提升橋梁載重能力和延伸能力的同時兼顧橋梁初始設(shè)計的形變空間，減少由于多次施工造成的組件沖突?；瘜W(xué)植筋加固技術(shù)，該技術(shù)利用原有混凝土構(gòu)件的工程基礎(chǔ)，通過鋼筋植入鉆孔的方式增加橋墩與路面的受力面積，鋼筋分散原有承重壓力，更好的提升工程整體性能，同時由于該技術(shù)的鉆孔安全需要，在具體施工過程中還包含對橋體開裂災(zāi)害的整體封閉處理，由于其簡單的操作和一舉多得，該技術(shù)在具體施工中最為常見。高速公路橋梁加固增強技術(shù)，施工單位主要利用加大載體截面、工程外部黏貼加固和縱向承重梁體增設(shè)等方式在物理層面進行加固施工。鋼板粘貼橋梁施工技術(shù)能夠有效防止加工施工對橋梁結(jié)構(gòu)尺寸帶來的影響[3]。對于橋梁結(jié)構(gòu)完整，但載重能力缺乏的情況，加大截面的加固技術(shù)可以系統(tǒng)化地減輕工程荷載壓力。若受限于構(gòu)件尺寸，橫截面的延伸空間不足，則需要采用外部黏貼加固法或增設(shè)縱梁結(jié)構(gòu)法進一步提升公路橋梁的綜合性能。

3.3高速公路橋梁加固施工技術(shù)要點

在高速公路橋梁加固工程施工中主要的施工部位為橋梁上部組件以及橋梁下部組件，由于二者在高速公路橋梁實際應(yīng)用中的功能不同，因此在實際加固施工中也存在不同的側(cè)重點。對于橋梁上部組件施工部位而言，為了提高施工效率減少對使用過程的影響，常采用黏貼鋼板加固法，在利用化學(xué)黏貼材料黏貼加固鋼板的基礎(chǔ)上配合螺栓完成物理加固。該方法的加固技術(shù)要點在于加強加固材料與混凝土結(jié)構(gòu)的緊密性與一體性，在實際工程施工現(xiàn)場，通常利用高速噴射機械在開裂或彎曲橋梁底部與側(cè)面的加固鋼板網(wǎng)，同時需要保證加固鋼板與現(xiàn)有橋梁載重的物理作用力方向一致，實現(xiàn)加固效果最大化。通過施加預(yù)應(yīng)力改變結(jié)構(gòu)體系，優(yōu)化橋梁很窄的內(nèi)力分配形式[4]。對于橋梁下部結(jié)構(gòu)施工部位而言，精準(zhǔn)定位病害問題及成因，統(tǒng)籌計算橋梁自身承載強度與計劃增強強度的數(shù)值，以減少施工誤差是該方法的技術(shù)要點，針對已經(jīng)發(fā)生沉降災(zāi)害的橋墩，需要根據(jù)其下沉角度和幅度，科學(xué)分析選擇增設(shè)樁基或擴大原有樁基面積，針對已經(jīng)發(fā)生裂隙災(zāi)害的橋墩，則需要判斷開裂程度與方向，合理分析選擇鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)的支撐與填充方案。

4高速公路橋梁加固施工技術(shù)的應(yīng)用案例

4.1土城頭路上跨橋梁工程概況

土城頭路上跨橋作為某高速公路二期工程的重要施工路段，嚴(yán)格按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行施工，整體橋梁跨越半徑120 m，全線雙向8車道通車。具體工程概況見表1所列。

4.2土城頭路上跨橋梁病害

土城頭路上跨橋在橋梁加固施工中主要面臨的施工問題為混凝土制空心板銜接處的受力鋼筋和組件墊板位移，具體表現(xiàn)為固定鋼筋內(nèi)外側(cè)不在原有箍筋位置內(nèi)。針對土城頭路上跨橋工程而言超過三分之二的梁片板材的主要受力點在箍筋點外，這就導(dǎo)致箍筋對于板材的實際固定作用力小于預(yù)期，使得梁橋混凝土空心板在承壓受力時出現(xiàn)不平衡的病害，對整個土城頭高速公路橋梁加固工程質(zhì)量造成影響。

該工程病害出現(xiàn)的主要原因在于工程材料設(shè)計的不嚴(yán)謹(jǐn)與采購過程中的規(guī)范性缺乏。施工過程采用的混凝土保護層達(dá)不到要求，設(shè)置橫向縱筋力量分布不均[5]。理想化和經(jīng)驗主義的工程設(shè)計圖紙導(dǎo)致施工單位采購部門在錨墊采購過程中，選購了尺寸不適合的錨墊板構(gòu)件，在材料現(xiàn)場加工過程中工人對鋼筋綁扎作業(yè)態(tài)度較為散漫，導(dǎo)致鋼筋負(fù)重后由于重力和慣性作用出現(xiàn)錯位。

4.3土城頭路上跨橋梁加固施工

土城頭路上跨橋空心板病害發(fā)生的第一時間，工程內(nèi)加固工作也就此展開。根據(jù)土城頭路上工程采用的30 m空心板的材料背景與施工方受力結(jié)構(gòu)的演算分析，土城頭路上跨橋加固施工工程主要采用預(yù)應(yīng)力施工方案，以套箍鑲嵌加固材料的方法固定移位的鋼筋構(gòu)件以完成補強加工。

土城頭路上跨橋首先使用現(xiàn)澆混凝土澆灌空心板腔形成楔形套箍鑲嵌結(jié)構(gòu)，為現(xiàn)有空心板端腹板提供額外的受彎能力，在澆灌混凝土凝固后楔形機構(gòu)為空心板內(nèi)部搭建了一個連接兩側(cè)腹板的“反八字墻”，分擔(dān)原空心板板端的整體受力，利用抗剪力防止空心板在承壓過程中的形變彎曲，嚴(yán)格控制鋼板強度與混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[6]。同時，土城頭加固工程也汲取了之前工程只看重短期效益的教訓(xùn)，提前預(yù)判到在加固工程中使用混凝土楔形結(jié)構(gòu)對空心板頂端的壓力問題。因此在土城頭路上跨橋加固工程的實際工作中，根據(jù)板材極限撓值計算，在混凝土澆灌前為空心板空腔頂部填充1 cm厚度的泡沫板，提升固件自身的抗剪及抗彎能力[7]。以防止加固工程中的空心板翹板現(xiàn)象以及工程建設(shè)中發(fā)生二次災(zāi)害的情況。

4.4土城頭路上跨橋梁加固效果

土城路上跨橋橋梁加固工程施工結(jié)束后，成功利用預(yù)應(yīng)力施工改善了板材節(jié)點處的極限剪力、極限彎矩與極限抗力，進而通過向上受彎的受力方式滿足了項目預(yù)期要求的軸力與彎矩數(shù)值。其工程效果最明顯的表現(xiàn)為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫數(shù)值，根據(jù)土城頭路上跨橋橋梁A類演算公式，施工團隊對板材縫隙進行了重復(fù)測量，抽檢節(jié)點的上下裂縫，根據(jù)計算結(jié)果，數(shù)值皆滿足基準(zhǔn)數(shù)據(jù)最大裂縫的標(biāo)準(zhǔn)[8]。其加固施工具體混凝土構(gòu)件節(jié)點縫隙數(shù)據(jù)見表2所列。

5結(jié)束語

高速公路建設(shè)是我國現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵工程，其中橋梁加固施工建設(shè)對于其施工質(zhì)量和安全性至關(guān)重要，同時由于現(xiàn)階段我國交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)具有區(qū)域發(fā)展不平衡的問題，目前亟須對高速公路橋梁加固技術(shù)進行相關(guān)實踐經(jīng)驗的總結(jié)。通過研究，得知總結(jié)高速公路橋梁加固施工技術(shù)有著重要意義，目前存在維修及時性欠缺、養(yǎng)護關(guān)注度缺乏、人員專業(yè)性不足的問題，在施工技術(shù)方面主要側(cè)重于加固技術(shù)與原則。基于土城頭路上跨橋梁的實際案例，總結(jié)了相關(guān)橋梁加固施工經(jīng)驗。

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