淺談高速公路橋梁加固施工技術(shù)要領(lǐng)

王濤

摘 要 高速公路橋梁是橫貫東西、通運南北道路系統(tǒng)的重要組成部分，是國家基建建設的主要工作之一，是便利民生、推動經(jīng)濟、天下亨運的強烈要求。面對高速公路橋梁的耗損、低質(zhì)、隱患問題，如何有效的予以解決，成為當下高速公路橋梁加固維護時的精進方向。高速公路橋梁的加固施工應根據(jù)不同類型、不同部位采取不同的加固維護策略。

關(guān)鍵詞 橋梁 問題 解決

一、引言

橋梁是促進兩岸相連的重要紐帶，在經(jīng)濟、民生、基建建設等方面顯現(xiàn)不可估量的功能和價值，是當前我國基建建設的任務之一。我國現(xiàn)代化橋梁的建造行業(yè)起步較晚，雖然完成了諸多不可能建設的任務，也用大量的金錢和人力堆砌出“橋梁大國”的稱號，但是從施工方團隊專業(yè)度、核心技術(shù)儲備、材料研發(fā)、橋梁設計等方面，仍舊和國外存在一定差距。本文通過探究高速公路橋梁施工加固技術(shù)要領(lǐng)，以期能為我國橋梁建設事業(yè)添磚加瓦。

二、介于橋梁類別的加固要領(lǐng)

一般來說，橋梁以受力特點，可以劃分成梁橋、拱橋、鋼架橋、懸索橋、組合體系橋。

（一）介于梁橋的加固要領(lǐng)

對于梁橋的加固方式可以采用粘貼加固、預應力、箱梁等。[1]一是粘貼加固可以在不改變橋梁外觀以及內(nèi)部構(gòu)造的情況下，對橋梁進行加固，可選擇碳纖維板或碳纖維—樹脂，以及鋼板。兩者都能起到對橋梁薄弱處進行分散荷載的效果，但是其也存在一定的差異，一般，鋼材形變能力弱，施工工序復雜，原材料豐富，成本較低，但由于其自重較大，因而可運用于對自重要求不高的橋梁加固，而碳纖維板具備較好的彈性模量，同時質(zhì)輕強度高，可應用于對荷載要求高的橋梁加固，兩者都能抵抗梁板的垂直位移，避免跳車現(xiàn)象等；二是預應力是為分散橋梁應力分布點，而在橋體結(jié)構(gòu)外或梁板和梁柱之間增加受力支撐桿，可以有效改善梁板的應力分布，減少自重產(chǎn)生的內(nèi)應力撕裂，施工時，應注重支撐桿焊接位置、焊接牢固程度，以及支撐桿自重、強度等；三是箱梁加固方式，主要是介于箱梁抗扭、抗彎的剪力滯效應，讓混凝土、鋼筋的拉應變，以及中面各點法線偏移度均大幅度降低，進而減少梁上結(jié)構(gòu)形變程度，減少路基等的開裂現(xiàn)象。

（二）介于拱橋的加固要領(lǐng)

拱橋是以拱作為承重構(gòu)件的橋梁。[2]對其進行加固，需要考量拱圈與承力的關(guān)系，可從卸負和增加容許應力兩個角度出發(fā)。一是介于卸負，通過改變拱橋的結(jié)構(gòu)體系或調(diào)整拱上建筑分布的方式，來對受損程度大，且不能過多添加荷載的方式來對拱橋進行加固。可采取的手段主要是，結(jié)構(gòu)體系包括梁拱結(jié)合、改用輕型的拱上建筑，進而降低壓應力拉應力，或者是改變應力分布，為主拱圈進行減負；二是在拱橋受損情況較低等情況下，可以從拱圈截面、拱圈強度、拱上建筑、橫向聯(lián)結(jié)的角度出發(fā)。拱圈截面可以是在拱橋上澆灌混凝土，促使應力更多地向兩側(cè)集中；針對拱圈因為自重、外力等產(chǎn)生的塌陷、錯位等，可以在受損面，或者是脆弱受力點，錨固混凝土層、鋼筋、碳纖維等進行加固；拱上建筑的正當使用，不單單會降低對主拱圈的負載，同時，還可以對主拱圈進行二次加固；拱圈的容許應力主要是體現(xiàn)在將拱圈的壓應力等盡可能向兩邊傳遞，而橫向聯(lián)結(jié)的方式正是將兩側(cè)橋墩等的作用發(fā)揮至最大，從而提升其應力水平。

（三）介于鋼架橋的加固要領(lǐng)

鋼架橋為較為常見的橋梁類型。構(gòu)建鋼架橋所需要的耐候鋼、螺栓等構(gòu)件，原材料豐富，加工技藝成熟。尤其是裝配式鋼橋，能極大的壓縮工期，同時，也可以進行回收再利用，但其弊端也較為明顯，比方說壽命時限、運載能力、跨中撓度等處于較低水平。其一，受損件更換，在發(fā)現(xiàn)橋梁的桁架存在破損時，需要對需要更換的部件進行及時的更替，操作方式是暫時終止該橋的交通，使用支撐工具替代受損構(gòu)件的受力功能，其后進行構(gòu)件切除和焊接工作的；其二，結(jié)構(gòu)點脫節(jié)或錯位，其產(chǎn)生的原因可能是螺栓、焊點等脫落或遭到破壞，有必要對結(jié)構(gòu)點進行補牢，并對大橋的設計審視，有必要的情況下，進行較大范圍的加固；其三，以混凝土澆灌桁架以及縱向支撐的橋下結(jié)構(gòu)，并連續(xù)澆灌橋面板，也可以在桁架中添加預應力鋼筋，從而促使鋼橋的剛性進一步提升，促使全橋整體性預應力結(jié)構(gòu)形成的同時，增加鋼橋的耐久度、使用年限，降低后期維護成本等。缺點是使得回收效益下降，錨灌水泥的工作量較大，提升橋的荷載壓力；其四，斜拉索，將鋼索錨固在橋墩和橋面，或橋面與岸基上，能改變橋面的應力分布，減輕橋墩壓力，或是橋面受自身內(nèi)應力的影響。[3]

（四）介于懸索橋的加固要領(lǐng)

懸索橋的受力結(jié)構(gòu)主要是索塔和纜索，對其進行輔助的主要是加勁梁、吊桿等。對懸索橋進行加固，可以從主纜繩、加勁梁、斜拉索等方面入手。其一，由于長期的風吹日曬，纜繩產(chǎn)生銹跡而無法正常工作的趨勢不可避免，基于此，有必要對鋼絲進行更換，在更換前，需要臨時搭建牽拉系統(tǒng)，以促使牽拉系統(tǒng)能夠暫時負擔懸索橋的荷載，切除需要更換的纜繩后，將錨杯放置在固定端，運用螺紋桿、銷釘完成先期準備，之后使用后張法拉連桿，使新纜繩能夠承擔荷載，除了對纜繩進行更換外，還可以添加輔助纜繩，操作手法主要是，將新纜繩與舊纜繩的吊桿等進行交錯放置，并將極端錨固在新錨碇上；加勁梁的形式較為多樣，在跨度較大的大橋上，主要是采用鋼桁梁，以及扁平鋼箱梁等，而對于跨度較小的大橋，可以是采用鋼板梁、鋼箱梁；斜拉索的添加，可以改變懸索橋的受力分布，從而讓增加懸索橋的恒載能力，從形式上來看，斜拉索可以和懸索橋形成吊拉雙重受力體系，正如勃羅克林大橋所表現(xiàn)出來的那樣，剛性梁和拉索，承擔懸掛系統(tǒng)本應承擔的大部分荷載。

（五）介于組合體系橋的加固要領(lǐng)

組合體系橋是介于梁橋、拱橋、鋼橋、懸索橋等的組合，通過多種受力體系并行，來增加橋梁恒載能力的一種橋梁類型。在對其進行加固時，需要綜合考量參與組合受力體系的自身特征，進而選取有針對性的加固策略。

三、介于加固部位的加固要領(lǐng)

一般來說，橋梁包括上下結(jié)構(gòu)、支座和其他構(gòu)件。

（一）介于上部結(jié)構(gòu)的加固要領(lǐng)

橋梁的上部結(jié)構(gòu)是橋梁具備通行功能的直接構(gòu)件，也是人們觀察大橋時，首先著眼的地方，因而，對上部結(jié)構(gòu)進行加固時，不僅僅要考慮其牢固程度，更要注重其美觀程度。上部結(jié)構(gòu)中，除了懸索橋存在受力構(gòu)件外，其他大部分橋梁的上部結(jié)構(gòu)都為非受力結(jié)構(gòu)。而上部結(jié)構(gòu)的美觀主要體現(xiàn)鋼板、碳纖維等粘貼的平整度，顏料等是否統(tǒng)一，或者是路基是否存在裂縫等。同時，橋的理論恒載深受橋自重的影響，起到負面影響的自重部分很大程度上為橋面，因而，對上部結(jié)構(gòu)進行加固時，還需要充分考量橋梁自重。

（二）介于下部結(jié)構(gòu)的加固要領(lǐng)

橋梁的下部結(jié)構(gòu)是橋梁的基礎(chǔ)支撐點，是橋功能穩(wěn)定性表達的基石。當橋墩等出現(xiàn)裂縫時，往往需要及時修補。以避免裂縫擴大，導致橋梁變成危橋。修復方式可以是鋼箍，通過鋼材的剛性和強度，減輕橋荷載對橋墩脆弱部分的壓力。對于受損較為嚴重的，有必要為大橋設置新的牽拉體系，以減輕大橋以及通行車輛等對橋墩產(chǎn)生持續(xù)性傷害。

（三）介于支座的加固要領(lǐng)

支座是橋墩與橋面的中間物，支座的截面積越大，橋墩所承受的壓強越小，橋墩對橋面的支持作用也就愈好，當其產(chǎn)生損壞時，有必要對其進行修補，以避免支座損壞，導致橋墩對橋面的支撐效果下降，橋面受自身應力以及橋墩剪切力等影響，產(chǎn)生橋面錯位，發(fā)生跳車現(xiàn)象。

（四）介于其他構(gòu)件的加固要領(lǐng)

橋梁的其他構(gòu)件可能是護欄、導流工程、橋頭搭板等，護欄主要是起到安全防護的作用，避免車輛怪道或偏移時，開到橋外，而導流工程，主要是將積累的雨水等導出橋體系統(tǒng)，避免其對橋梁產(chǎn)生酸蝕等，而橋頭搭板主要是為防止橋與岸基錯位，產(chǎn)生跳車現(xiàn)象，對其進行加固時，需要綜合考量其受損狀況、使用狀況等，進行及時的修補、加固等。

四、結(jié)語

橋梁在設計不符合實際、建造質(zhì)量不合乎標準、使用年限增高等的情況下，往往會產(chǎn)生諸多的耗損和安全問題，對其進行修復加固，需要綜合考量橋梁的類型和部位的受力特性或功能特點，并充分掌握對應的技術(shù)要領(lǐng)，以便于能更好地加固橋梁。

（作者單位為貴州大學明德學院）

參考文獻

[1] 梁曉娜.淺談高速公路橋梁加固施工技術(shù)要領(lǐng)[J].河南建材，2016（5）.

[2] 黃玲航.淺談高速公路橋梁加固施工技術(shù)要點[J].民營科技，2018（6）.

[3] 章浩，王妲.淺談高速公路橋梁加固的施工技術(shù)[J].中外建筑，2015（1）.