公路橋梁加固設(shè)計(jì)及其施工建議探析

聞 珂

周口市公路勘察設(shè)計(jì)院

公路橋梁加固設(shè)計(jì)及其施工建議探析

聞 珂

周口市公路勘察設(shè)計(jì)院

大量的橋梁工程由于交通量和荷載的增加、修建時(shí)間較長(zhǎng)或原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低,已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)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(qiáng),結(jié)構(gòu)受到的損壞更加嚴(yán)重。從經(jīng)濟(jì)角度上考慮橋梁加固同樣具有重要意義，不但達(dá)到良好的效果，同時(shí)還可以節(jié)約大量的資源，可以說(shuō)實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)效益的同時(shí)兼顧到經(jīng)濟(jì)效益。如果在設(shè)計(jì)合理，在橋染中間利用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行加固和拓寬處理，從工程技術(shù)的角度看是完全可以實(shí)現(xiàn)的?？梢允古f橋繼續(xù)發(fā)展作用，避免造成浪費(fèi)的同時(shí)，還會(huì)使舊橋的承載能力得以保持或提高,延長(zhǎng)橋的使用壽命,進(jìn)一步滿足現(xiàn)代交通運(yùn)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(wù)能力提升,而且還可以達(dá)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(shí)也與可持續(xù)發(fā)展的理念相吻合，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源、環(huán)保多環(huán)節(jié)兼顧

公路橋梁；加固設(shè)計(jì)；施工建議

1 公路橋梁加固設(shè)計(jì)

1.1 某橋梁加固工程簡(jiǎn)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(chē)道,2m的中央分隔帶,橋梁全長(zhǎng)為45.12m?，F(xiàn)對(duì)該橋梁的設(shè)計(jì)載荷為掛車(chē)—100和汽車(chē)—20,設(shè)計(jì)施工用混凝土的標(biāo)號(hào)為200。該橋梁已使用20年,于2007年曾經(jīng)加固過(guò)一次,但現(xiàn)在又出現(xiàn)了很多安全質(zhì)量隱患,急需進(jìn)行再一次的施工加固。

1.2 某橋梁加固設(shè)計(jì)

橋梁上部結(jié)構(gòu):先要進(jìn)行拆險(xiǎn)工作，上部結(jié)構(gòu)和鋼棟梁都屬于待拆范圍。建造預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支式寬腹T梁是必須的設(shè)備，對(duì)規(guī)格的要求十分嚴(yán)格，必須是3～15m的C50。經(jīng)過(guò)測(cè)量和計(jì)算后，確定各部分的具體數(shù)值，其中主梁的預(yù)制長(zhǎng)度為15米，梁高為1米。每孔中的中梁為16片，合計(jì)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(jì)中，預(yù)制是不可缺少的，寬充為1.2米，同時(shí)還要地主梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆濕接頭，規(guī)格確定這0.4米。橡膠支座的設(shè)計(jì)也要體現(xiàn)出來(lái)。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(yù)計(jì)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(yīng)用到工作呂來(lái)。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(jiǎn)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(duì)墩柱加固在整個(gè)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(jìn)行加固處理，使其承載力得到提升才能達(dá)到加固擴(kuò)建的目村。如果蓋梁出現(xiàn)破損，則必須要加以修補(bǔ)處理，還有一項(xiàng)工作非常重要即舊橋臺(tái)沖洗，鋼筋如果已經(jīng)裸露在外，需要進(jìn)行粉刷處理，可以達(dá)到較好的阻銹效果，對(duì)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(bǔ)，需要砂漿操作。表面還要設(shè)計(jì)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(dāng)?shù)牟牧嫌枰愿鼡Q，橋頭兩側(cè)的位置也是要處理的重點(diǎn)部位，需要安裝長(zhǎng)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(yù)留60米，才能完成與老路的銜接。

1.3 橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于梁上部公路部分的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較高，必須要達(dá)到Ⅰ級(jí)，而對(duì)于人群的載荷設(shè)計(jì)也有具體要求，即達(dá)到3k N/m2。橋梁上部的墩柱和蓋梁部分也是加固的重點(diǎn)部位，需要進(jìn)行加固處理。原橋梁的載荷要維護(hù)，橋梁橫越也要實(shí)現(xiàn)原標(biāo)準(zhǔn)。橋面厚度設(shè)計(jì)是重點(diǎn)部位，設(shè)計(jì)在達(dá)到20厘米，受其影響，橋面將會(huì)抬高28厘米，另外原橋梁的行洪能力也要維持在原有標(biāo)準(zhǔn)之上。

1.4 對(duì)破損蓋梁進(jìn)行施工修復(fù)

如果蓋梁破損嚴(yán)重，必須要進(jìn)行修復(fù)時(shí)，需要表面進(jìn)行檢查，所有的裂縫都要嚴(yán)格按照施工程序進(jìn)行封縫處理[4]。(1)在檢查裂縫寬度時(shí)，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(duì)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(shù)脂注入軟管，把灌漿器安置在塑料底座上(7)松開(kāi)灌漿器的彈簧觀察，如果樹(shù)脂達(dá)不到要求，繼續(xù)注入直到達(dá)到使用要求。（8）注入灌漿的速度下降，并發(fā)現(xiàn)不進(jìn)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(shù)脂凝固后，把底座和堵頭馬上撤掉，對(duì)表面的膠縫進(jìn)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(jì)、施工中產(chǎn)生的橋梁缺陷

在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，因?yàn)樵瓉?lái)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低，缺少安全儲(chǔ)備，橋梁的保護(hù)層厚度較薄，沒(méi)有周全的考慮使用的耐久性，在施工的過(guò)程中，質(zhì)量沒(méi)有控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，在橋梁的現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，質(zhì)量方面沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)的要求，在建筑過(guò)程中采用的原材料質(zhì)量上不過(guò)關(guān)，還有在施工的過(guò)程中，對(duì)橋梁沒(méi)有進(jìn)行有效的防護(hù)，這些方面都會(huì)造成橋梁在使用的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)關(guān)于質(zhì)量方面的問(wèn)題，直接對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)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(huì)對(duì)橋梁的質(zhì)量及使用期限造成一定程度的影響，例如：當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境因素、氣候溫度以及發(fā)生洪水等方面。對(duì)橋梁破壞比較嚴(yán)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(hù)

將建好的橋梁投入日常使用中，是需要不斷的進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)格限制通行車(chē)輛的載重范圍，不允許車(chē)輛超載超高，這樣經(jīng)過(guò)天長(zhǎng)日久的超重使用橋梁，橋梁的使用壽命將會(huì)打一個(gè)折扣，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生事故，危機(jī)橋梁的安全。在全國(guó)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(zhǎng)，必須對(duì)橋梁的附屬設(shè)施進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)，如橋梁的伸縮縫隙、排水管道、防撞設(shè)施等，這些保護(hù)設(shè)施必須進(jìn)行保養(yǎng)，維護(hù)到位，否則雨水就會(huì)順著橋面流出，把橋梁的梁體結(jié)構(gòu)和橋墩腐蝕，將會(huì)給橋梁造成無(wú)法彌補(bǔ)的損害。

2.4 橋梁加固技術(shù)

2.4.1 粘貼補(bǔ)強(qiáng)材料

通過(guò)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(gè)粘貼過(guò)程中使用的粘合劑，是橋梁系統(tǒng)中常用的材料，俗稱(chēng)“結(jié)構(gòu)膠”，配制方法比較簡(jiǎn)單、使用是比較方便、威力比較強(qiáng)、粘合劑凝固比較快、施工時(shí)工期較短等好處。粘合劑的粘結(jié)強(qiáng)度明顯高于混凝土的強(qiáng)度，在使用的過(guò)程中與原來(lái)的構(gòu)件合成一個(gè)整體，占用空間較小，不會(huì)給橋梁構(gòu)件加重，也不會(huì)增加面積，不會(huì)對(duì)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(guò)程中，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和使用的流程可以劃分為兩大類(lèi)：一種是化學(xué)植筋，另外一種是噴射式混凝土。

2.4.3 添加輔助構(gòu)件

對(duì)使用的橋梁進(jìn)行加固的過(guò)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(yù)應(yīng)力等辦法對(duì)橋梁進(jìn)行加固。

3 對(duì)橋梁進(jìn)行加固作業(yè)的基本方法

3.1 粘鋼加固法

粘鋼加固法無(wú)疑是利用什么介質(zhì)來(lái)粘上，實(shí)際中是使用一些化學(xué)粘結(jié)劑依據(jù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和流程將其粘貼在橋梁內(nèi)部相對(duì)應(yīng)的混凝土構(gòu)件上，在使用過(guò)程中達(dá)到在受力的時(shí)候同相應(yīng)的構(gòu)件成為一個(gè)受力的整體，從而實(shí)現(xiàn)提高橋梁在實(shí)際使用過(guò)程中其內(nèi)部的承載力。

3.2 施加體外預(yù)應(yīng)力

施加體外預(yù)應(yīng)力從字面理解就是利用當(dāng)前的預(yù)應(yīng)力原理，通過(guò)另行的添加一些強(qiáng)度較高的構(gòu)件在內(nèi)部構(gòu)架當(dāng)中來(lái)產(chǎn)生一些初臺(tái)應(yīng)力，將使用過(guò)程中所產(chǎn)生的部分自重力抵消掉，從而達(dá)到卸載對(duì)應(yīng)的構(gòu)件及器件的應(yīng)力，進(jìn)而實(shí)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(lái)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(shì)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(duì)橋梁使用中的應(yīng)急預(yù)案和處理辦法要及時(shí)得當(dāng)。橋梁在經(jīng)過(guò)加固處理后會(huì)有效提高橋梁的使用壽命，優(yōu)點(diǎn)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(jì)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(jì)及施工工藝分析[J].中國(guó)水運(yùn)月刊,2012.

[3]李銘杰.高速公路獨(dú)柱墩橋梁加固設(shè)計(jì)與施工技術(shù)分析[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊,2015.