路橋施工中加固技術(shù)的應(yīng)用探究

王生彬

【摘 要】 路橋工程建設(shè)是國(guó)家基礎(chǔ)性建設(shè)的重要項(xiàng)目，因而路橋工程的施工質(zhì)量和安全使用性能是路橋施工的重要目標(biāo)，而在長(zhǎng)時(shí)間的使用之后，一些橋梁和路面出現(xiàn)了一些問題和病害，進(jìn)而嚴(yán)重影響路橋道路路面的交通通行能力考，因而越來越的路橋橋梁加固技術(shù)和路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)廣泛應(yīng)用到路橋施工中，不僅能改善和提高了路橋橋梁和路面的應(yīng)力情況和承載力，而且也很好的維修和養(yǎng)護(hù)路橋路面病害，從而提升了路橋道路交通通行能力。

【關(guān)鍵詞】路橋施工；加固技術(shù)；應(yīng)用

隨著我國(guó)路橋工程建設(shè)的迅速發(fā)展，不僅緩解了公路通車的交通壓力，而且也使得人們的日常出行和車輛的通行更加方便和通暢，極大促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的提高，也推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，然而，隨著交通運(yùn)輸量不斷增加，使得路橋的荷載不斷增加，導(dǎo)致路橋橋梁和路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的破壞和路面病害，從而嚴(yán)重影響路橋的車輛通行能力，因而，采取加固技術(shù)和養(yǎng)護(hù)措施，不斷增強(qiáng)路橋橋梁路面結(jié)構(gòu)的承載力何 安全使用性能，有效改善路面情況，消除路面坑洼、車轍等病害，從而延長(zhǎng)路橋工程的使用壽命，確保路橋的正常交通通行能力和暢通，更加方便人們的生活，帶動(dòng)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展。

1 公路橋梁加固的原因和基本原則

1.1 公路橋梁加固的原因

（1）舊橋梁原有的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，不能滿足發(fā)展了的車輛通行要求；（2）由于設(shè)計(jì)及施工的缺陷以及各種不利作用（如碳化、氯離子侵入、酸侵蝕、堿集料反應(yīng)、凍融、鹽害等）使得橋梁結(jié)構(gòu)的混凝土及鋼筋腐蝕嚴(yán)重；（3）橋梁的使用年限長(zhǎng)，接近其使用壽命。我國(guó)在20世紀(jì)60～70年代修建的橋梁，大部分仍服役，由于年久失修、失養(yǎng)，已不適應(yīng)交通量日益增長(zhǎng)的需要；（4）外界不利荷載的影響使得橋梁結(jié)構(gòu)安全性下降。在我國(guó)，造成此種情況的最大原因是在路上行駛的貨車大多數(shù)超載、超限行駛，致使20%以上的橋梁出現(xiàn)安全隱患；（5）新建橋梁由于勘察、設(shè)計(jì)及施工的問題而無法滿足使用要求以及新橋的使用功能發(fā)生改變，也是橋梁需要加固的重要原因。

但是，橋梁加固的難度大：首先，已通車的橋梁，有現(xiàn)實(shí)的交通需要，因?yàn)橐诓恢袛嘟煌ǖ那闆r下進(jìn)行加固，所以加固時(shí)有交通干擾；其次，結(jié)構(gòu)形式的限制。加固的原則一般必須利用原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行，只能在原有結(jié)構(gòu)上做文章，所以受到局限；再次；新老結(jié)構(gòu)的結(jié)合是一個(gè)難題：這里包含新老結(jié)構(gòu)體系的變化和過渡，還包括新老橋體的結(jié)合面；最后，風(fēng)險(xiǎn)大。因?yàn)榉彩且庸痰臉蛄?，多半是危橋，結(jié)構(gòu)已處在不利狀態(tài)，有的還岌岌可危。對(duì)舊橋有的缺乏原有的設(shè)計(jì)資料和施工記錄，結(jié)構(gòu)內(nèi)部情況不詳；現(xiàn)有的受力情況不一樣，很難確定其結(jié)構(gòu)極限，這給舊橋的加固帶來了風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 橋粱加固的原則

（1）評(píng)估加固方法；（2）注意新老結(jié)合處正常工作；（3）盡量不影響交通；（4）加固過程中發(fā)現(xiàn)未預(yù)料的結(jié)構(gòu)損傷時(shí)，應(yīng)停止施工，會(huì)同設(shè)計(jì)方重新設(shè)計(jì)。

2 公路橋梁加固方法

橋梁加固一般是通過對(duì)構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)和結(jié)構(gòu)性能的改善來恢復(fù)或提高現(xiàn)有橋梁的承載能力，以延長(zhǎng)使用年限，適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)囊?。其改造的主要技術(shù)途徑有加強(qiáng)薄弱構(gòu)件、增加輔助構(gòu)件、改變結(jié)構(gòu)體系、減輕恒載、加固墩臺(tái)及基礎(chǔ)等。

2.1 橋路面層補(bǔ)強(qiáng)加固法

橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法是通過在梁頂（橋面）上加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有主梁形成整體，從而達(dá)到增大主梁有效高度和抗壓截面，增加橋面整體剛度，提高橋梁承載能力的一種常用且有效的方法。為了減小補(bǔ)強(qiáng)層增加的恒載，常將原有橋面鋪裝層鑿除，而且能使新老結(jié)合良好，共同受力。

2.2 粘貼鋼板加固法

交通量增加，主梁出現(xiàn)承載力不足，或縱向主筋出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況下，梁板橋的主梁會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的橫向裂縫。粘貼鋼板加固是對(duì)粘貼部位砼和粘貼用鋼板進(jìn)行表面處理后，用環(huán)氧樹脂膠漿將鋼板粘貼在砼表面，并加壓成型，使鋼板密貼砼表面，以提高梁的抗彎、抗剪能力的一種加固方法。采用粘接及幾錨栓，將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，以達(dá)到提高梁的承載能力的目的。該方法還具有施工簡(jiǎn)便，快速，不影響結(jié)構(gòu)外形，加固費(fèi)用低，不減小橋梁凈空以及增加荷載不多等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是粘貼鋼板加工成型較困難，需要一定的支護(hù)設(shè)備，而且在長(zhǎng)期使用過程中維修保養(yǎng)工作量大，粘結(jié)材料的耐久性能也值得重視。

2.3 碳纖維加固法

碳纖維布是一種新型建材，因其質(zhì)輕、耐腐蝕，片材很薄，抗拉強(qiáng)度高而被廣泛應(yīng)用于土木工程的加固與補(bǔ)強(qiáng)上。碳纖維布加固法亦被視為梁式橋加固補(bǔ)強(qiáng)、提高承載能力，尤其是當(dāng)橋下凈空受限制時(shí)首選的加固方法。粘貼碳纖維加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)物表面，當(dāng)結(jié)構(gòu)荷載增加時(shí)，兩者共同工作，提高構(gòu)件承載力，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。纖維復(fù)合材料的力學(xué)特點(diǎn)是其應(yīng)力應(yīng)變量完全線彈性，不存在屈服點(diǎn)或塑性區(qū)。由于碳纖維具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異物理力學(xué)性能，以及施工速度快，施工工期短，粘貼質(zhì)量容易得到保證等優(yōu)點(diǎn)，因此是舊橋加固補(bǔ)強(qiáng)的理想材料。

2.4 增加主梁加固法

增加主梁加固法是在新增主梁位置將原橋面鑿開，切斷原橫隔梁，利用原結(jié)構(gòu)掛設(shè)模板，現(xiàn)澆鋼筋砼主梁，并連通原橫隔梁，保證新舊結(jié)構(gòu)成為整體，共同受力。這種方法適用于主體結(jié)構(gòu)基本完好、而承載力不能滿足要求的情況。但是，在加固過程中必須中斷交通，且工藝復(fù)雜，工程量大，對(duì)原結(jié)構(gòu)的損傷較大。

2.5 錨噴混凝土加固法

借助高速噴射機(jī)械，將新混凝土混合料連續(xù)地噴射到以錨固好鋼筋網(wǎng)的受噴面上，凝結(jié)硬化而成鋼筋混凝土，從而增大橋梁的受力斷面和補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，使其能承受更大的外部荷載作用，提高橋梁承載能力。

2.6 預(yù)應(yīng)力鋼絲束法

沿梁腹側(cè)面按拋物線形敷設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼絲束，在梁底每隔一定距離（50～100 cm） 設(shè)置一根定位箍， 用以固定鋼絲束的形狀，鋼絲束的兩端穿過梁端翼緣板伸至梁頂錨固。張拉預(yù)應(yīng)力鋼絲束，通過定位箍使梁獲得預(yù)應(yīng)力；再通過噴射砼使預(yù)應(yīng)力鋼絲束及定位箍與梁體形成整體。這種加固方法的受力明確，效果明顯，但箍圈的構(gòu)造較復(fù)雜。

總結(jié)和展望

加固體外預(yù)應(yīng)力加固法和粘貼碳纖維增強(qiáng)塑料加固法在路橋施工的加固中發(fā)揮著重要的作用。體外預(yù)應(yīng)力加固法能夠顯著增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耐久性，并且該法具有加固、卸載和減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力的作用。并且在采用該技術(shù)后的加固效果明顯。而粘貼碳纖維增強(qiáng)塑料加固法操作簡(jiǎn)單，技術(shù)要求低，應(yīng)用廣泛。雖然以上兩種技術(shù)都有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但是這兩種方法存在一定的缺陷是不可避免的，如：體外預(yù)應(yīng)力加固索容易受到意外破損并且無法控制局部裂縫，碳纖維布加固構(gòu)件受力機(jī)理不是很完善，加固效果會(huì)隨粘貼纖維老化而降低。

因此進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究和理論分析是勢(shì)在必行的，只有經(jīng)過了大量的實(shí)驗(yàn)研究分析以及實(shí)踐的驗(yàn)證，才能使得兩種加固技術(shù)的計(jì)算理論和施工工藝更加完善，從而使這兩種加固方法在路橋施工中獲得更好的加固效果。

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