基于鐵路混凝土橋梁加固施工技術(shù)探究

吳慶冬

（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧大連 116000）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，人們對(duì)于出行質(zhì)量的要求也日益增加，道路運(yùn)輸載數(shù)量和重量都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而且為了滿足人們的出行需求，出現(xiàn)了越來(lái)越多橋梁建筑，連接河兩岸，甚至是跨海大橋，因此，作為道路交通的一部分，必須要保證混泥土橋梁的施工質(zhì)量，從而滿足現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)囊?。在進(jìn)行混凝土橋梁施工的時(shí)候，必須要提高相應(yīng)的檢測(cè)加固技術(shù)，從而確保橋梁的整體質(zhì)量。

1 混凝土橋梁加固的背景

道路出行是否便捷關(guān)系到人們的生活水平和質(zhì)量，在日常的生活中，鐵路交通是人們出行的常用方式之一，隨著使用時(shí)間的增加，許多道路橋梁結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)變形，受到天氣的影響，可能出現(xiàn)墻體開裂、剝落的現(xiàn)象，而且內(nèi)部的鋼筋也會(huì)發(fā)生銹蝕，一些路段的混凝土橋梁結(jié)構(gòu)甚至遭到了認(rèn)為損壞，使得橋梁的載荷承重降低，無(wú)法進(jìn)行正常運(yùn)營(yíng)，對(duì)橋梁道路的安全系數(shù)帶來(lái)了很大的影響。因此鐵路部門必須做好道路橋梁加固施工工作，實(shí)施加固補(bǔ)強(qiáng)工作，對(duì)橋梁進(jìn)行加固改造，從而實(shí)現(xiàn)提高道路橋梁的承受能力，然而橋梁的加固施工工藝牽涉到許多方面，具體實(shí)施起來(lái)相對(duì)較復(fù)雜，所以鐵路部門需要加強(qiáng)對(duì)橋梁加固施工工作的研究，實(shí)現(xiàn)既能延長(zhǎng)原橋的使用壽命，又可以提高原橋的承載能力。

2 橋梁檢測(cè)的意義分析

2.1 保障通行安全

對(duì)于鐵路運(yùn)行而言，進(jìn)行橋梁檢測(cè)可以保障日常的通行安全。實(shí)際的交通出行中，混凝土橋梁承受了很大的重力，有時(shí)候由于監(jiān)管不到位，一些重型車輛經(jīng)過(guò)橋梁，超出了混凝土橋梁的載荷，長(zhǎng)期下來(lái)就會(huì)使得橋梁內(nèi)部的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，增加了道路出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，開展混凝土橋梁的檢測(cè)工作的話，可以對(duì)混凝土橋梁內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，為后續(xù)的維護(hù)工作提供幫助。

2.2 檢測(cè)損傷程度

橋梁檢測(cè)應(yīng)該保證分析檢測(cè)的全面性，利用工具設(shè)備對(duì)混凝土橋梁的不同位置進(jìn)行針對(duì)性試驗(yàn)，根據(jù)橋梁施工的不同缺陷選擇有效的處理方式，有利于工作人員更加清楚了解混凝土橋梁的情況，從而進(jìn)一步把握橋梁損傷的程度，根據(jù)混凝土性能的變化選擇合適的加固方案，從而有效開展混凝土的養(yǎng)護(hù)強(qiáng)化工作。

2.3 提高應(yīng)用效益

對(duì)于鐵路橋梁而言，必須保證自身質(zhì)量，才能夠提供道路交通效益。如果沒有做好道路橋梁的加固施工工作，那么橋梁就需要進(jìn)行重建。但是，重建橋梁不僅會(huì)消耗大量的建材資源，提高經(jīng)濟(jì)成本，還會(huì)消耗了勞動(dòng)力，因此做好道路橋梁的加固工作，一方面整體施工資金較少，另一方面也可以保障混凝土橋梁的經(jīng)濟(jì)效益。

3 道路橋梁混凝土加固的原則

3.1 安全可靠原則

進(jìn)行道路橋梁混凝土加固工作的時(shí)候，必須要秉著安全可靠的原則進(jìn)行施工，道路橋梁承載能力大小反映了橋梁的使用情況，如果橋梁整體的承受力不足就會(huì)造成橋梁無(wú)法提供穩(wěn)定的運(yùn)行支撐，然而很多因素都會(huì)對(duì)橋梁道路渡河工程承載能力造成影響，比如天氣、使用時(shí)間、惡劣的環(huán)境等，這些外界不可抗拒因素或多或少會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度造成破壞。進(jìn)行道路加固時(shí)，需要做好修護(hù)工作，并且提高防護(hù)能力。

3.2 耐久適用原則

綜合考慮到鐵路混凝土的橋梁使用期限、經(jīng)濟(jì)效益以及維護(hù)費(fèi)用等，加強(qiáng)橋梁需要滿足耐久適用的原則，能夠在后續(xù)的使用中滿足承受能力的要求，在開展加固工作的時(shí)候，需要考慮橋梁的鋼結(jié)構(gòu)變形情況，并且結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蚝偷乩憝h(huán)境，綜合對(duì)混凝土的腐蝕情況進(jìn)行維護(hù)，以提高鐵路橋梁的使用期限。

3.3 經(jīng)濟(jì)原則

從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，雖然加固橋梁工作比重建橋梁需要花費(fèi)的資金少得多，但是仍然需要消耗不少資金，因此在開展加固工作之前，施工單位應(yīng)該充分考慮工程細(xì)節(jié)，做好實(shí)際考察，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和情況制定合適的施工規(guī)劃，滿足經(jīng)濟(jì)原則。

4 導(dǎo)致鐵路橋梁混凝土開裂的原因

4.1 鋼筋腐蝕

由于鐵路橋梁長(zhǎng)期暴露在室外，其內(nèi)部鋼筋容易受到外部因素影響，進(jìn)而被腐蝕，長(zhǎng)期下來(lái)會(huì)導(dǎo)致鋼筋結(jié)構(gòu)在酸性成分環(huán)境中發(fā)生變形，導(dǎo)致鋼筋原有體積變得龐大，并不斷地向外擴(kuò)展，導(dǎo)致整個(gè)橋梁內(nèi)部將發(fā)生形變，對(duì)鋼筋橋梁的穩(wěn)定性造成破壞。

4.2 基礎(chǔ)變形

對(duì)于橋梁而言，地基的質(zhì)量對(duì)橋梁的承載能力有著直接影響，但是無(wú)論是哪種地基，受到浸水的影響都非常大，會(huì)出現(xiàn)壓縮變形的情況，尤其是軟土地基受到含水量影響因素較大，比如人工抽水或者是干旱季節(jié)都會(huì)造成地基內(nèi)的含水量下降，此時(shí)的地基土層明顯下沉，增加水平位移裂縫的可能性，從而使得橋梁的基礎(chǔ)發(fā)生形變。

4.3 混凝土鈣化

鐵路橋梁在施工的時(shí)候，長(zhǎng)期暴露在室外，混泥土很容易出現(xiàn)腐蝕的情況，盡管含有堿性組合物的土壤的外表面具有保護(hù)層，可以保護(hù)土壤不跟空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)，但是由于混凝土長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣中，周圍環(huán)境可能存在酸性成分，在酸性成分的腐蝕下，導(dǎo)致堿性土壤的外表面保護(hù)層性能下降，內(nèi)部的石灰成分跟空氣中的SO2、CO2發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致混泥土鈣化，使得橋梁的承載能力下降。

4.4 施工工藝

施工單位在進(jìn)行加固橋梁的時(shí)候，由于施工工藝不過(guò)關(guān)，導(dǎo)致整體的質(zhì)量下降，表現(xiàn)在澆筑混凝土、制造構(gòu)件等環(huán)節(jié)，從而使得橋梁容易產(chǎn)生橫縱向裂縫，對(duì)于一些特殊位置，比如橋面板等薄壁構(gòu)件上，出現(xiàn)裂縫的概率更高。

4.5 溫度因素

混凝土受到溫度因素影響非常大，如果內(nèi)部溫度和外部環(huán)境發(fā)生變化，二者之間的溫差相差非常大的話，受到熱脹冷縮的影響，就會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生變形。如果此時(shí)外部還存在約束力的話，就會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致變形后在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力，如果此時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力高于混凝土本身的拉伸強(qiáng)度，那么就會(huì)造成墻體產(chǎn)生裂紋。而且溫度變化也會(huì)對(duì)河流中的水溫造成影響，交聯(lián)樁長(zhǎng)期處于這樣的水環(huán)境中，也會(huì)出現(xiàn)一定的形變，給后面的維護(hù)工作帶來(lái)麻煩。

4.6 橋梁使用年限久

任何東西都有使用年限，橋梁也不例外，橋梁使用一定年限后，不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些結(jié)構(gòu)陳舊老化、破損的現(xiàn)象，而且橋梁長(zhǎng)期暴露在室外，加速了其老化情況。早期的建筑設(shè)計(jì)要求比較低，各方面的施工水平、材料質(zhì)量都無(wú)法跟現(xiàn)在的情況相論，而現(xiàn)如今的交通流量以及載重等級(jí)都出現(xiàn)了很大的改變，再加上行車速度的增加，導(dǎo)致之前設(shè)計(jì)的橋梁無(wú)法滿足現(xiàn)在的交通需求。

5 檢測(cè)工作內(nèi)容分析

開展鐵路混泥土橋梁加工檢測(cè)工作有助于施工有效分析新混凝土橋梁施工情況，從而便于后續(xù)的維護(hù)計(jì)劃制定，而且在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)過(guò)程中，施工人員可以進(jìn)一步了解橋梁的使用情況和橋梁的承載能力，檢測(cè)工作也能為后續(xù)保障橋梁的安全性提供幫助，可以在制定防火方案、隔振性能等方面提供參考。在開展檢測(cè)的過(guò)程中，檢測(cè)人員能夠?qū)炷翗蚪Y(jié)構(gòu)的物理化學(xué)性能充分了解，從而具體分析混凝土橋梁損害的原因，更好開展有加固作業(yè)。主要有以下兩種檢測(cè)方法。

5.1 結(jié)構(gòu)振動(dòng)檢測(cè)

進(jìn)行鐵路混泥土橋梁加固檢測(cè)的時(shí)候，首先要對(duì)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)，一方面可以讓工作人員進(jìn)一步對(duì)混凝土橋梁的自振特性進(jìn)行研究，另一方面也能對(duì)車輛的動(dòng)力負(fù)荷進(jìn)行檢測(cè)，工作人員能夠根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)確定橋梁的當(dāng)前使用狀態(tài)和實(shí)際承受能力。在具體使用該技術(shù)時(shí)，施工人員如果希望使橋處于振動(dòng)狀態(tài)，就需要使用到靜態(tài)應(yīng)變儀、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀相關(guān)的設(shè)備，從而有效記錄混凝土橋梁的振動(dòng)情況。

5.2 結(jié)構(gòu)靜載檢測(cè)

除了進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)檢測(cè)，還需要對(duì)結(jié)構(gòu)靜載進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)構(gòu)靜載檢查可以幫助工作人員進(jìn)一步了解橋梁的結(jié)構(gòu)性能參數(shù)，進(jìn)行后續(xù)的分析研究。檢查人員必須混凝土橋梁的相關(guān)規(guī)定出發(fā)，嚴(yán)格遵守檢測(cè)原則，在開展橋梁力學(xué)測(cè)試的之前，應(yīng)該做好相關(guān)檢測(cè)準(zhǔn)備，完成準(zhǔn)備工作之后，進(jìn)一步利用結(jié)構(gòu)靜載檢測(cè)技術(shù)和相關(guān)設(shè)備，綜合全面對(duì)混凝土橋梁進(jìn)行檢測(cè)，包括強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐裂性等。

6 鐵路混凝土橋梁加固施工技術(shù)建議

6.1 做好現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理

在進(jìn)行鐵路混凝土橋梁加固施工的時(shí)候，施工單位需要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備和材料的管理，保證施工過(guò)程規(guī)范，相關(guān)技術(shù)人員滿足施工要求，具備施工資格，并且需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管理的要求，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工流程進(jìn)行不斷優(yōu)化，適當(dāng)?shù)奶岣邫C(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率，保證施工質(zhì)量，協(xié)同采購(gòu)、質(zhì)檢、維修部門進(jìn)行有機(jī)合作，共同把控現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量，做好現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的管理和維護(hù)工作。為了保證施工質(zhì)量，施工單位還應(yīng)安排技術(shù)人員參加專業(yè)培訓(xùn)，不斷提高員工的綜合素質(zhì)。

6.2 科學(xué)設(shè)計(jì)維護(hù)施工方案

建筑單位在進(jìn)行施工之前，需要做好施工人員管理工作，為了保證施工質(zhì)量，還應(yīng)該科學(xué)設(shè)計(jì)施工方案，組織有關(guān)成員進(jìn)行實(shí)調(diào)查，根據(jù)實(shí)際橋梁使用情況作出科學(xué)設(shè)計(jì)，結(jié)合及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)?shù)厥褂们闆r，不斷優(yōu)化施工方案設(shè)計(jì)，符合當(dāng)?shù)氐能嚵髁?、載重等級(jí)以及行車速度，保證最終加固施工方案滿足各方面需求。

6.3 加強(qiáng)人員安全管理工作

建筑施工安全是第一，在混凝土橋梁施工中，更需要注意施工安全。橋梁維護(hù)時(shí)，施工單位應(yīng)該明確一個(gè)人一工作的基本崗制度，保證施工人員與崗位能力要求相符合，同時(shí)，鼓勵(lì)工程人員積極參加課外培訓(xùn)，提高專業(yè)能力，技術(shù)人員在施工時(shí)需要嚴(yán)格把關(guān)施工過(guò)程，控制施工進(jìn)度。在實(shí)際加固工作開展之前，施工方應(yīng)該制定安全專項(xiàng)方案，實(shí)施安全教育，并成立專家組制定合理的現(xiàn)場(chǎng)管理措施，對(duì)應(yīng)的加固環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)人需要做好現(xiàn)場(chǎng)的安全巡檢工作，根據(jù)安全審核報(bào)告完善安全措施，提高施工安全性，定期進(jìn)行設(shè)備的檢查和維護(hù)，保證施工流程合乎規(guī)范，盡可能減少施工中的錯(cuò)誤。

6.4 優(yōu)化施工方案

對(duì)于橋梁加固施工技術(shù)而言，要保證施工方案合理。首先，施工單位應(yīng)該提高檢測(cè)工作的精度，檢測(cè)人員在檢測(cè)的時(shí)候，需要保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)施工草圖繪制時(shí)，需注明尺寸以及注意事項(xiàng)，符合實(shí)際施工需求，保證模板的設(shè)計(jì)質(zhì)量。最后，對(duì)于設(shè)計(jì)完的圖紙，也需要組織有關(guān)人員對(duì)方案進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)還要落實(shí)施工前的交接工作，包括整個(gè)的施工項(xiàng)目背景、施工方案、施工流程等，提高混凝土施工的質(zhì)量，確保項(xiàng)目的開展。

7 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)對(duì)于道路交通出行的要求越來(lái)越高，鐵路部門需要做好混泥土橋梁的施工加固工作，防止橋梁出現(xiàn)裂縫、坍塌現(xiàn)象，做好現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理工作，科學(xué)設(shè)計(jì)維護(hù)施工方案，加強(qiáng)人員安全管理工作，實(shí)施安全教育，優(yōu)化施工方案，全面提高施工效率，保證橋梁質(zhì)量，增加鐵路部門的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)行的可持續(xù)發(fā)展。