尹進(jìn)

（秦皇島市公路養(yǎng)護(hù)服務(wù)中心，河北秦皇島066000）

1 引言

橋梁是連接城市各個(gè)區(qū)域的重要通道， 對(duì)國(guó)家和地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著關(guān)鍵作用。 然而，隨著橋梁使用年限的增加，部分橋梁的結(jié)構(gòu)狀況呈現(xiàn)逐漸惡化趨勢(shì)， 導(dǎo)致橋梁的承載能力降低，進(jìn)而影響公路交通的安全性和暢通度，須對(duì)橋梁進(jìn)行加固。 在橋梁加固過程中，如何有效解決存在的關(guān)鍵問題，是保障加固質(zhì)量和加固效果的重要保證。 因此，針對(duì)橋梁加固過程中存在的關(guān)鍵問題進(jìn)行深入分析和研究，探索解決方案，具有重要的實(shí)用價(jià)值。

2 橋梁加固的必要性及加固原則

2.1 橋梁加固的必要性

橋梁在運(yùn)營(yíng)期間，受長(zhǎng)期使用和氣候等因素的影響，許多橋梁的結(jié)構(gòu)狀況惡化，其承載能力降低，存在安全隱患。 為保障橋梁的結(jié)構(gòu)安全和公路交通暢通，須對(duì)橋梁進(jìn)行加固。 通過采用先進(jìn)的加固技術(shù)和材料， 可大幅提升橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載能力， 使其能夠滿足日益增長(zhǎng)的車流量和交通運(yùn)輸需求，保障公路交通的安全和暢通。 同時(shí)，橋梁加固還能延長(zhǎng)橋梁使用壽命，減少對(duì)環(huán)境的影響，降低交通事故發(fā)生率，對(duì)城市的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境發(fā)展具有重要意義[1]。因此，橋梁加固十分必要，是城市交通運(yùn)輸發(fā)展的重要保障措施。

2.2 橋梁加固的原則

橋梁加固是指在保證原有橋梁基本結(jié)構(gòu)不變的前提下，采用加固材料和相關(guān)施工技術(shù)提升橋梁的承載能力和使用壽命。 為保證加固效果，需遵循以下橋梁加固原則：（1）結(jié)構(gòu)安全性原則。 橋梁加固過程須保證橋梁結(jié)構(gòu)安全，不得破壞原有結(jié)構(gòu)的完整性，同時(shí)加固后的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有更好的安全性能。 （2）功能恢復(fù)原則。 橋梁加固后應(yīng)保證原有功能得到恢復(fù)，即加固后的橋梁能滿足設(shè)計(jì)要求，并承擔(dān)原有的交通運(yùn)輸任務(wù)。 （3）技術(shù)先進(jìn)性原則。 橋梁加固過程中應(yīng)采用先進(jìn)的加固技術(shù)和材料，提升橋梁的承載能力，延長(zhǎng)使用壽命。 （4）經(jīng)濟(jì)效益原則。 橋梁加固過程中應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)效益，選擇經(jīng)濟(jì)合理的加固方案，以達(dá)到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 （5）可操作性原則。 橋梁加固方案應(yīng)具備可行性和可操作性，使得加固施工過程中能達(dá)到預(yù)期效果。

3 橋梁的主要病害

橋梁病害是橋梁使用過程中不可避免的問題， 也是影響橋梁安全性和使用壽命的重要因素。 因此，對(duì)橋梁病害進(jìn)行分類，并針對(duì)不同病害采取相應(yīng)的治理措施，是保障橋梁安全和延長(zhǎng)使用壽命的關(guān)鍵。 橋梁病害通常分為3 類，即結(jié)構(gòu)病害、材料病害及地基病害。

3.1 結(jié)構(gòu)病害

結(jié)構(gòu)病害是橋梁最常見的病害之一， 其主要原因是橋梁在使用過程中受到外部荷載作用和環(huán)境因素影響，如氣候、自然災(zāi)害等。 常見的結(jié)構(gòu)病害包括裂縫、變形、斷裂等。

3.2 材料病害

材料病害是橋梁的另一個(gè)重要問題， 主要是由橋梁材料自身存在的固有缺陷或老化、劣化等問題導(dǎo)致。 例如，混凝土結(jié)構(gòu)碳化、鋼筋銹蝕、金屬疲勞等，均為常見的材料病害。

3.3 地基病害

地基病害主要是指橋梁基礎(chǔ)所在地基發(fā)生沉降、滑移、坍塌等導(dǎo)致的損傷或破壞，該病害通常會(huì)導(dǎo)致橋梁變形、裂縫等問題，嚴(yán)重時(shí)甚至可能引起橋梁崩塌。

4 橋梁加固工作程序

橋梁加固是一個(gè)復(fù)雜的工程， 需經(jīng)過多個(gè)步驟和程序才能完成，應(yīng)嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)，確保加固工程順利完成并達(dá)到預(yù)期效果。 同時(shí)，需注意施工安全和環(huán)境保護(hù)等方面問題，確保加固工程的順利進(jìn)行。 一般而言，橋梁加固的工作程序包括以下幾個(gè)階段。

4.1 橋梁檢測(cè)

在橋梁加固工作開始前， 橋梁檢測(cè)是橋梁加固工程的重要一環(huán)，其目的是確定橋梁的病害類型和程度，為加固方案的設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。 因此，進(jìn)行橋梁加固工作前，須進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)和評(píng)估， 確保加固工作的順利進(jìn)行和加固效果達(dá)到預(yù)期。

4.2 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)橋梁檢測(cè)結(jié)果，設(shè)計(jì)橋梁加固方案。 橋梁加固方案的設(shè)計(jì)是保證加固工程成功和加固效果達(dá)到預(yù)期的關(guān)鍵。 進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，需進(jìn)行綜合分析和評(píng)估，綜合考慮加固材料、加固方式、加固強(qiáng)度以及經(jīng)濟(jì)效益等多種因素。

4.3 材料選用

根據(jù)橋梁加固方案，選擇合適的材料，如鋼板、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼束、碳纖維等，為加固工程提供堅(jiān)實(shí)保障。 選擇材料時(shí)，需充分考慮材料的強(qiáng)度、耐久性、施工難度、經(jīng)濟(jì)性等因素，以確保加固工程高效完成，加固效果達(dá)到預(yù)期。

4.4 加固施工

橋梁加固施工是橋梁加固工程中最關(guān)鍵的步驟。 施工時(shí)，需根據(jù)具體加固方案選擇合適的加固方法和施工技術(shù)， 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量和安全，確保加固工程達(dá)到預(yù)期效果。

4.5 質(zhì)量檢驗(yàn)

加固施工完成后，對(duì)加固工程進(jìn)行全面的質(zhì)量檢驗(yàn)，確認(rèn)加固效果是否達(dá)到預(yù)期。 質(zhì)量檢驗(yàn)采用專業(yè)的檢驗(yàn)方法和設(shè)備，檢驗(yàn)內(nèi)容包括加固部位的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性、承載能力等指標(biāo)。 若發(fā)現(xiàn)問題，需及時(shí)進(jìn)行整改，確保加固質(zhì)量和效果滿足要求。

4.6 加固效果評(píng)估

對(duì)加固后的橋梁進(jìn)行評(píng)估是確保加固效果的重要環(huán)節(jié)。評(píng)估工作需對(duì)加固工程的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全面檢查，包括強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性等，以確認(rèn)加固效果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。 同時(shí)，加固后還需進(jìn)行定期維護(hù)管理， 以確保橋梁長(zhǎng)期保持良好的使用狀態(tài)。 加固效果評(píng)估結(jié)果分為合格和不合格，評(píng)估結(jié)果合格，則說明加固效果符合設(shè)計(jì)要求。 評(píng)估結(jié)果不合格，則需采取相應(yīng)措施進(jìn)行整改。

5 橋梁加固技術(shù)

橋梁加固技術(shù)是維護(hù)橋梁安全和延長(zhǎng)使用壽命的重要手段。 目前，常見的橋梁加固技術(shù)主要包括灌封膠灌注法、鋼材加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、碳纖維加固法以及噴射混凝土加固法等。 以上加固技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和適應(yīng)性，可針對(duì)不同的橋梁類型、結(jié)構(gòu)形式、病害類型和加固要求等進(jìn)行選擇，在橋梁管理和養(yǎng)護(hù)工作中發(fā)揮著重要作用。 例如，在橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂、疲勞等病害時(shí)，常采用鋼材加固、預(yù)應(yīng)力加固等方法進(jìn)行處理；在混凝土結(jié)構(gòu)存在碳化、銹蝕等問題時(shí)，可采用碳纖維加固、混凝土加固等技術(shù)進(jìn)行修復(fù)；在橋梁基礎(chǔ)存在沉降、滑移等問題時(shí)，可采用地基處理、加固基礎(chǔ)等方法進(jìn)行加固。

5.1 灌封膠灌注法

灌封膠灌注技術(shù)的基本原理是通過在橋梁結(jié)構(gòu)的裂縫和空隙中灌注特殊的膠體材料，使其與原有結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，以提高結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。 灌封膠灌注技術(shù)在橋梁加固中具有較好效果，其不僅可修補(bǔ)裂縫和空隙，還可提高結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和剛度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能。 同時(shí)，該技術(shù)具有施工簡(jiǎn)便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種橋梁結(jié)構(gòu)的加固和維修。 需注意的是，選擇合適的灌漿材料和施工方法非常關(guān)鍵，可確保處理后的裂縫能夠滿足工程要求。 灌封膠灌注技術(shù)處理流程如圖1 所示。

圖1 灌封膠灌注法工藝流程示意圖

5.2 鋼材加固法

鋼材加固法具有施工簡(jiǎn)便、加固效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于橋梁加固修復(fù)中[2]。該技術(shù)的基本原理是在橋梁受力區(qū)域布置一定數(shù)量和規(guī)格的鋼材，通過鋼材的高強(qiáng)度和剛性提高橋梁的承載能力和抗震性能。在實(shí)際應(yīng)用中，鋼材加固技術(shù)具有很高的適應(yīng)性和靈活性，可以根據(jù)橋梁的不同結(jié)構(gòu)形式和病害類型進(jìn)行針對(duì)性的加固處理。 鋼材加固技術(shù)還可與其他加固技術(shù)相結(jié)合，形成綜合加固方案，提高橋梁的抗震性能和承載能力。

5.3 預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)主要是通過在橋梁結(jié)構(gòu)中增加預(yù)應(yīng)力提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性能。 該技術(shù)具有加固效果好，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震能力， 延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。 此外，預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)還具有施工簡(jiǎn)便、周期短、對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)損傷小等特點(diǎn)，可適用于各種類型的橋梁結(jié)構(gòu)加固和修復(fù)，是一種有效的橋梁加固技術(shù)。 預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)可分為內(nèi)加預(yù)應(yīng)力和外加預(yù)應(yīng)力兩種類型。

5.3.1 內(nèi)加預(yù)應(yīng)力加固法

內(nèi)加預(yù)應(yīng)力是指在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋混凝土構(gòu)件中預(yù)先施加預(yù)應(yīng)力，以改善結(jié)構(gòu)的受力性能。 內(nèi)加預(yù)應(yīng)力一般采用張拉法和壓氣法，其基本步驟包括：制訂加固方案、進(jìn)行張拉或壓氣、灌注混凝土、松弛預(yù)應(yīng)力。 常用的內(nèi)加預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)包括鋼筋預(yù)應(yīng)力加固和鋼束預(yù)應(yīng)力加固兩種[3]。

5.3.2 外加預(yù)應(yīng)力加固法

外加預(yù)應(yīng)力是指在橋梁結(jié)構(gòu)外部使用預(yù)應(yīng)力構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，以達(dá)到加固目的。 外加預(yù)應(yīng)力一般采用拉桿和索道等構(gòu)件，其基本步驟包括：制訂加固方案、安裝預(yù)應(yīng)力構(gòu)件、施加預(yù)應(yīng)力、灌注混凝土、松弛預(yù)應(yīng)力。 常用的橋梁SRAP 加固法即屬于外加預(yù)應(yīng)力加固法中的一種。

5.4 碳纖維加固法

碳纖維加固技術(shù)是一種較新的橋梁加固技術(shù)， 又稱為碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固技術(shù)， 其主要作用是利用碳纖維增強(qiáng)材料的高強(qiáng)度和耐久性，以增強(qiáng)橋梁的承載能力和抗震性能，達(dá)到加固和修復(fù)目的。 該技術(shù)不僅可用于新建橋梁的增強(qiáng)和修復(fù)，還可用于舊橋梁的改造和升級(jí)，具有加固效果好、施工快速、成本低以及對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)損傷小等優(yōu)點(diǎn)，因此，被廣泛應(yīng)用于各種類型的橋梁結(jié)構(gòu)的加固和修復(fù)[4]。碳纖維加固工藝流程如圖2 所示。

圖2 碳纖維加固工藝流程示意圖

5.5 噴射混凝土加固技術(shù)

噴射混凝土加固技術(shù)又稱為“噴混凝土加固法”或“噴涂混凝土加固法”。 該技術(shù)通過將高強(qiáng)度、高黏度混凝土以高壓水泥泵形式噴射到橋梁表面或內(nèi)部， 形成一層致密混凝土膜或固化混凝土塊，從而增強(qiáng)橋梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載能力，達(dá)到加固的目的[5]。

噴射混凝土加固技術(shù)主要適用于橋梁表面或內(nèi)部損傷或裂縫較為嚴(yán)重的情況，如混凝土剝落、開裂、酥松、腐蝕等。 在加固過程中，需先對(duì)橋梁進(jìn)行清洗、處理，使其表面或內(nèi)部干凈、結(jié)實(shí)。 在噴射混凝土前，需進(jìn)行鋼筋加固、封堵、噴砂處理等步驟，以保證噴射混凝土與原有結(jié)構(gòu)緊密銜接。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，橋梁作為我國(guó)重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮著關(guān)鍵作用。 隨著橋梁使用年限的增加，會(huì)出現(xiàn)越來越多的問題，影響交通安全及運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。 通過對(duì)橋梁的加固，可提高其安全性，延長(zhǎng)其使用壽命。 基于此，本文從工作實(shí)踐出發(fā)，對(duì)橋梁加固的必要性及加固原則進(jìn)行簡(jiǎn)要概述，對(duì)橋梁加固工作程序進(jìn)行了深入探討， 并提出了橋梁加固常用技術(shù)，對(duì)今后橋梁加固工作具有重要的指導(dǎo)意義。