淺談加固施工技術(shù)在提高橋梁結(jié)構(gòu)安全中的應(yīng)用

摘 要:由于我國橋梁養(yǎng)護(hù)管理工程起步較晚，很多橋梁在使用后都缺乏必要的維護(hù)和加固措施，導(dǎo)致了很多病害的產(chǎn)生，因此，對于存在質(zhì)量病害的橋梁，必須根據(jù)地區(qū)環(huán)境特征、交通流量特點以及病害產(chǎn)生的成因等進(jìn)行綜合分析，采取有針對性的加固處理技術(shù)，避免橋梁安全事故造成的重大損失。本文結(jié)合筆者的工作經(jīng)驗，對橋梁常見病害的類型和成因進(jìn)行了分析，提出了幾種相應(yīng)的常用加固處理技術(shù)，對提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定程度具有積極的意義。

關(guān)鍵詞:加固技術(shù) 橋梁結(jié)構(gòu) 安全性

中圖分類號:U442文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(a)-0118-01

1 橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量病害及其對安全性的影響

1.1 影響橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量的常見病害

作為基礎(chǔ)建設(shè)的重要組成部分，橋梁在很大程度上促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)、文化生活的發(fā)展與進(jìn)步，其在保障交通方面的重要作用也越來越被人們認(rèn)識和關(guān)注。然而，由于我國橋梁養(yǎng)護(hù)管理工程起步較晚，很多橋梁在使用后都缺乏必要的維護(hù)和加固措施，導(dǎo)致了很多病害的產(chǎn)生，甚至還發(fā)生了多起橋梁倒塌致人傷亡的惡性事故，對運(yùn)輸?shù)耐〞澈腿嗣裆敭a(chǎn)安全造成了極其不利的影響。調(diào)查顯示，我國已建成的橋梁中，存在質(zhì)量問題的橋梁占總體的一半以上，甚至一些特別嚴(yán)重的地區(qū)，橋梁中的70%都存在著不同程度的安全隱患。

目前我國橋梁結(jié)構(gòu)中較常見的病害包括:(1)剝蝕和碳化銹蝕:剝蝕主要是橋梁結(jié)構(gòu)外觀上的蜂窩麻面或起皮破落等問題。而碳化銹蝕主要是發(fā)生在其結(jié)構(gòu)內(nèi)部，隨著內(nèi)部混凝土碳化和鋼筋銹蝕問題的加重，結(jié)構(gòu)內(nèi)部將產(chǎn)生很多順筋裂縫，嚴(yán)重縮短了橋梁的使用壽命。(2)裂縫和孔隙的產(chǎn)生:由于裂縫的產(chǎn)生原因多而復(fù)雜，且往往是由多種因素共同作用產(chǎn)生的，因此非常難以預(yù)防和治理，裂縫問題幾乎存在于所有的橋梁結(jié)構(gòu)中。混凝土在澆筑過程中還可能產(chǎn)生毛細(xì)管孔隙或氣泡，使氧化氣體、水分等更容易進(jìn)入其內(nèi)部，降低了橋梁的耐久性。(3)橋梁可能存在的其他病害還包括下沉、開裂、產(chǎn)生貫通縫等。

1.2 質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的原因

使橋梁產(chǎn)生病害的原因主要包括材料因素、自然因素以及人為因素等。材料因素是指混凝土等建筑材料自身的缺陷，如混凝土的質(zhì)量本身存在問題產(chǎn)生的毛細(xì)管孔隙，可能導(dǎo)致空氣中各種物質(zhì)向橋梁內(nèi)部的擴(kuò)散，其中氯離子等會反應(yīng)而引起內(nèi)部鋼筋的銹蝕，從而降低結(jié)構(gòu)的耐久性。自然因素包括洪水、地震等自然災(zāi)害對橋梁的影響和酸雨等地區(qū)性問題對橋梁的侵蝕和損害。而人為因素則包括橋梁設(shè)計不合理、施工質(zhì)量差、使用不當(dāng)?shù)葐栴}，例如一些比較老舊的橋梁只符合建設(shè)當(dāng)年的設(shè)計規(guī)范，但其設(shè)計荷載等指標(biāo)已不適應(yīng)目前的交通形勢，而超載則是使用中導(dǎo)致橋梁損害的普遍問題之一，嚴(yán)重的超載和超速行駛，都會影響橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1.3 對橋梁質(zhì)量病害的處理

橋梁在我國的現(xiàn)代化建設(shè)中越來越發(fā)揮出不可替代的作用，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定直接關(guān)系到人民的安全和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，對于存在質(zhì)量病害的橋梁，必須根據(jù)地區(qū)環(huán)境特征、交通流量特點以及病害產(chǎn)生的成因進(jìn)行綜合分析，采取有針對性的加固處理技術(shù)，避免橋梁安全事故造成的重大損失。

2 常見橋梁加固技術(shù)的施工方法

根據(jù)加固對象病害程度的類型和程度，目前橋梁加固中常見的施工方法包括直接加固與間接加固兩類。直接加固法一般包括:加大截面加固法、有粘結(jié)外包型鋼加固法、粘鋼加固法、粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法、置換混凝土加固法、繞絲法、錨栓錨固法;間接加固法則有:預(yù)應(yīng)力加固法和增加支承加固法等法?？紤]到橋梁加固改造的目的是為了提升其服務(wù)功能，實際中常采用的方法有增設(shè)支點、增加結(jié)構(gòu)截面、鉆孔植筋或碳纖維加固等處理方法。

以鉆孔植筋技術(shù)為例，其工藝步驟為:首先須確保錨筋埋設(shè)深度與孔深相同，但孔徑應(yīng)比錨筋直徑大2mm～4mm，孔位在施工中應(yīng)避讓構(gòu)造鋼筋，且保證孔道的順直。鉆孔后形成的孔道用硬鬃毛刷進(jìn)行清理，再使用高壓干燥空氣吹去孔底灰塵和水分，使得孔內(nèi)保持干燥。灌注植筋膠由孔底至孔深2/3處，待將錨筋插入后，膠即可充滿整個孔洞。在錨筋插入前應(yīng)先使用鋼刷清除插入部分表面污物，并用丙酮溶液擦拭干凈。錨筋插到孔底后，孔口出涌出的多余膠應(yīng)立即進(jìn)行清除。在孔內(nèi)膠液沒有干固之前，注意避免擾動錨固鋼筋，同時應(yīng)做好觀察以保證孔位附近不出現(xiàn)明水。待植筋鉆完孔后，應(yīng)立即清理干凈，并及時予以植埋，嚴(yán)禁植筋孔的長時間空待。

由于碳纖維具有極好的比強(qiáng)度、比剛度以及良好的耐腐蝕性，因此應(yīng)用碳纖維加固處理具有工期短、勞動強(qiáng)度低、不中斷交通等優(yōu)點，在目前的實際工作中用途非常廣泛。其工藝流程包括:面層處理→斷面修復(fù)→表面修正→底層涂料。在除去混凝土表面的劣化層并使其充分干燥后，將混凝土面層的不良部分清除。若有鋼筋外露，應(yīng)先做好防蝕處理，再以強(qiáng)度≥混凝土的環(huán)氧樹脂砂漿材料修補(bǔ)。裂縫以環(huán)氧樹脂灌注，并須做好相應(yīng)的止水和導(dǎo)水工作。以切割機(jī)或砂輪機(jī)將表面凸出部分鏟除并使其平滑，凹陷部分則以環(huán)氧樹脂或樹脂砂漿填補(bǔ)。轉(zhuǎn)角處應(yīng)研磨至凸角以上，凹角則以樹脂砂漿填補(bǔ)。此外，施工中還應(yīng)注意:配制粘貼膠時需要準(zhǔn)確控制其攪拌量，不可超出，如出現(xiàn)膠料已經(jīng)超過使用時間的情況，則應(yīng)主動將其視做廢棄處理，決不允許再次使用。經(jīng)實踐證明，在通常條件下粘貼膠可以有效發(fā)揮作用是時間上限為1h。粘貼碳纖維布的施工過程中不可出現(xiàn)碳布沿纖維垂直方向發(fā)生彎折現(xiàn)象。在梁體加固施工的過程中，為確保安全，還應(yīng)采取必要的限載措施和環(huán)境控制。氣溫在5℃以下時、雨天或RH＞95％時，不可施工。在確認(rèn)施工范圍的溫度、濕度后，選用適當(dāng)?shù)牡讓油苛稀Ｊ┕がF(xiàn)場空氣應(yīng)十分流通，嚴(yán)禁煙火，施工時還必須穿帶保護(hù)裝備。

3 結(jié)語

綜上所述，橋梁在其設(shè)計、施工、使用中常常會產(chǎn)生質(zhì)量問題，對于這些難以避免的因素造成的病害，必須由其機(jī)理出發(fā)，采取碳纖維加固等相應(yīng)的措施加以處理。作為一項起步較晚的橋梁管理措施，目前我國碳纖維處理等舊橋加固技術(shù)仍缺乏施工經(jīng)驗和規(guī)范，因此，施工單位與相關(guān)管理部門一道，對其技術(shù)工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，不斷提高其工藝的水準(zhǔn)及規(guī)范性。加固施工中必須重視材料質(zhì)量，以及工藝的合理性，在重視效率的同時，確保橋梁質(zhì)量的提高。

參考文獻(xiàn)

[1]姚鳳剛，金新兵.鋼筋混凝土橋梁病害形式及成因分析[J].民營科技，2011，(03).

[2]湛潤水.公路舊橋加固技術(shù)與實例[M].北京:人民交通出版社，2002.

[3]張顯坤，張喜波，高海偉.碳纖維布在加固混凝土橋梁中的應(yīng)用與研究[J].山西建筑，2008，(07).

[4]國家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心.CECS14—2003，碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S]，2003.