舊橋加固中橋面補(bǔ)強(qiáng)法的應(yīng)用與分析

和 真

（中犇檢測認(rèn)證有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著交通量和重型車輛的增加，橋面鋪裝的早期損壞已成為影響公路使用功能的發(fā)揮和誘發(fā)交通事故的原因之一。這不僅妨礙了正常交通，影響了橋面的美觀，更容易造成交通事故，也給維修工作帶來了很大困難。有些公路橋通車后不久橋面就發(fā)生損壞，嚴(yán)重影響了行車安全和舒適性，以及橋梁的使用壽命。為了使舊橋橋面的加固改造工作順利開展，應(yīng)采用行之有效的技術(shù)措施，防止一些不切合實(shí)際的做法，這就需要認(rèn)真總結(jié)過去舊橋橋面加固的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真研究舊橋橋面加固、維修技術(shù)，扎扎實(shí)實(shí)，對癥下藥。

1 橋面結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法的概述

橋面結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固法主要適用于橋梁的橋面板結(jié)構(gòu)或梁體承載能力不夠，剛度顯著不足，或者板、梁的鉸縫橫向傳力效果不強(qiáng)等情況。由于考慮到自重的影響，結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)層的總體厚度會受到限制，因此該加固方法更多地適用于中小跨徑的橋梁結(jié)構(gòu)。

橋面結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固法將使梁體或橋面板的恒載增加，因此應(yīng)先計(jì)算橋面增加厚度后是否能夠提高橋梁的承載能力，如果橋梁結(jié)構(gòu)恒載增加影響顯著，則應(yīng)考慮其他方法。另外，通過加鋪橋面補(bǔ)強(qiáng)層厚，整體的高程也將引起變化，橋頭引道或橋面縱坡應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2 橋面結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法的力學(xué)特點(diǎn)

利用橋面補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí)，屬于二次受力結(jié)構(gòu)，原結(jié)構(gòu)在加固前已經(jīng)受力，加固后補(bǔ)強(qiáng)層并不立即受力，只有在新增荷載的作用下才開始受力。當(dāng)構(gòu)造物結(jié)合面上混凝土強(qiáng)度可以達(dá)到原有梁（板）與補(bǔ)強(qiáng)層的整體受力的工作性能，所形成的加固構(gòu)件就是具有組合構(gòu)件的分階段受力特點(diǎn)的組合梁（板），具有“后澆混凝土受壓應(yīng)變滯后”“荷載預(yù)應(yīng)力”和“受拉鋼筋應(yīng)力超前”等結(jié)構(gòu)特性。原有梁（板）與補(bǔ)強(qiáng)層的結(jié)合面處于復(fù)合受力狀態(tài)。通過結(jié)合面可以傳遞壓力，但對于拉力和剪力，由于結(jié)合面上的混凝土所具有的抗拉和抗剪能力較弱，極易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)置結(jié)合鋼筋，結(jié)合面局部產(chǎn)生水平裂縫后，伴隨結(jié)合面的相對位移增大，裂縫寬度也隨之增加，則結(jié)合面鋼筋產(chǎn)生拉應(yīng)力，而其反作用力對結(jié)合面形成了約束作用，致使裂縫受到抑制，剪力通過結(jié)合面上鋼筋的銷栓作用和混凝土的骨料咬合摩阻力來傳遞。結(jié)構(gòu)的承載力由其它強(qiáng)度指標(biāo)控制，不會產(chǎn)生沿結(jié)合面的破壞狀況。

3 橋面補(bǔ)強(qiáng)加固材料的應(yīng)用

1）橋面鋼筋材料。當(dāng)前橋梁施工中應(yīng)用率最高的兩種鋼筋就是螺紋鋼筋及結(jié)合鋼筋。前者主要用于對橋面鋼筋構(gòu)架進(jìn)行增強(qiáng)處理，橋面截面的受壓區(qū)包括補(bǔ)強(qiáng)層，在建造橋面的過程中不會考慮設(shè)置受力鋼筋。在橋面設(shè)置鋼筋時(shí)，也需要合理地控制鋼筋大小，橋面鋼筋應(yīng)盡量選取螺紋鋼，憑借其良好的握裹力能夠有效地提高混凝土、橋面連接緊密性；后者則用于連接補(bǔ)強(qiáng)層及原本橋面結(jié)構(gòu)，可以將結(jié)合鋼筋的兩端分別放置在橋面補(bǔ)強(qiáng)層及橋面結(jié)構(gòu)內(nèi)。

2）橋梁混凝土材料。要想使橋梁結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，提高橋面施工質(zhì)量，需要從根本上確保橋梁補(bǔ)強(qiáng)層施工質(zhì)量，對橋梁混凝土材料進(jìn)行嚴(yán)格的選取。橋梁混凝土一方面應(yīng)具有良好的粘結(jié)性能，另一方面還要具備收縮小及抗裂功效，保證較強(qiáng)的韌性及抗?jié)B透能力，從而有效的抵抗外界的沖擊?；炷敛牧系倪x取、施工技術(shù)同橋梁施工質(zhì)量直接相關(guān)，做好材料質(zhì)量保障工作后，可以提升混凝土的整體性能。選取橋梁混凝土材料是開展橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固施工的重要前提，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：（1）可以將膨脹劑、防水劑等外加劑加入到混凝土內(nèi)，提高混凝土的密實(shí)程度、膨脹度及抗?jié)B透能力，為了避免橋面發(fā)生干裂的現(xiàn)象，還可以另外加入一些混凝土對橋面收縮進(jìn)行補(bǔ)償。在外加劑的添加選取方面，必須要結(jié)合實(shí)際狀況進(jìn)行綜合性分析，可以通過提前檢測的方式來查看施工效果，在滿足施工要求后再按照流程開展操作。此外，還要對外加劑的添加量進(jìn)行管理，做好橋面的后期養(yǎng)護(hù)工作，按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間攪拌混凝土；（2）纖維混凝土也是橋面補(bǔ)強(qiáng)層施工中應(yīng)用的重要材料，該材料在延展和抗?jié)B透性方面擁有獨(dú)特的優(yōu)勢，主要作用就是提高橋面補(bǔ)強(qiáng)層的韌性，避免裂縫問題的發(fā)生，因此在橋面補(bǔ)強(qiáng)層中有著廣泛的應(yīng)用。橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固施工中，通常都會應(yīng)用到合成纖維、鋼纖維，憑借材料吸水性差、導(dǎo)熱性低、耐腐蝕性強(qiáng)、變形能力差等多種性能優(yōu)勢，可以保障橋面混凝土的分布更加均勻，避免了結(jié)塊問題。鋼纖由波形鋼纖維構(gòu)成，雖然強(qiáng)度較好但是也存在容易腐蝕和生銹的弊端，需要做好防橋面污染工作。

3）橋面補(bǔ)強(qiáng)層的植筋膠材料。將植筋膠用于橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固施工能夠有效地縮短橋面干燥所需的時(shí)間，橋面的整體性也能得到增強(qiáng)，大大延長了橋梁的壽命。因此選取橋面補(bǔ)強(qiáng)層的植筋膠材料非常重要，該材料屬于一種綠色安全材料，粘結(jié)性能和硬度滿足補(bǔ)強(qiáng)層加固施工標(biāo)準(zhǔn)，在選取過程中應(yīng)以環(huán)氧樹脂類有機(jī)粘結(jié)材料為主。

4）界面劑的應(yīng)用。已經(jīng)完成施工的橋面混凝土非常容易吸水，如果進(jìn)行橋面補(bǔ)強(qiáng)層的加固施工，就會導(dǎo)致原有結(jié)構(gòu)的混凝土和新的混凝土無法有效的粘結(jié)，影響橋面整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。在處理過程中可以適當(dāng)?shù)氖褂媒缑鎰﹣硖岣哒辰Y(jié)性能，界面劑材料要選擇抗腐蝕性較強(qiáng)，且粘接性能好的，同時(shí)也要把握好界面劑的應(yīng)用時(shí)間，發(fā)揮界面劑的最大效用。

4 橋面補(bǔ)強(qiáng)加固施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

1）設(shè)計(jì)內(nèi)力值分析。就橋面結(jié)構(gòu)厚度進(jìn)行分析，補(bǔ)強(qiáng)層的厚度普遍不如橋面原本結(jié)構(gòu)厚。在橋面補(bǔ)強(qiáng)加固施工的內(nèi)力值設(shè)計(jì)和施工中，一方面要保障其能夠承擔(dān)自身結(jié)構(gòu)的重量，另一方面還應(yīng)同時(shí)承擔(dān)起補(bǔ)強(qiáng)層的重力，無需將橋面強(qiáng)度考慮到設(shè)計(jì)范疇。但在對組合而成的橋面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)對橋面本身的重量和所承擔(dān)的負(fù)荷進(jìn)行運(yùn)算。

2）橋面正截面、斜截面承載能力。通過對橋梁板結(jié)構(gòu)及組合梁的承載力進(jìn)行研究和分析，發(fā)現(xiàn)同組合梁相比，一次性澆筑梁的截面能夠承載的負(fù)荷幾乎沒有明顯的差異，二者基本一致。在了解和明確橋面正截面、斜截面承載能力后，能夠分析出澆筑梁的受力狀況，這對開展橋面補(bǔ)強(qiáng)加固施工提供了堅(jiān)實(shí)的保障工作，改善了施工效率。

3）橋面補(bǔ)強(qiáng)加固施工步驟。在實(shí)際開展橋面補(bǔ)強(qiáng)加固施工的過程中，要按照以下流程開展施工操作：（1）做好充分的準(zhǔn)備工作，按照標(biāo)準(zhǔn)要求對橋梁質(zhì)量及可能存在隱患問題進(jìn)行嚴(yán)密的檢查，發(fā)現(xiàn)橋面病害后要采取有效的措施進(jìn)行解決和應(yīng)對；（2）從參數(shù)設(shè)置和假定等角度入手，分析、計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的承受力，得出補(bǔ)強(qiáng)層應(yīng)承擔(dān)的受重；（3）采用合理的工藝開展橋面補(bǔ)強(qiáng)層施工，完成澆筑混凝土工作。

4）橋面主梁、板的施工工藝。橋面補(bǔ)強(qiáng)層施工的關(guān)鍵在于原有混凝土結(jié)構(gòu)和全新混凝土的結(jié)合面處理，可以在結(jié)合位置使表層的浮料顯露出來，將橋梁骨料的雜物清除掉。在開鑿的過程中避免對橋體結(jié)構(gòu)的混凝土造成影響，還需要對橋面缺損、破裂的地方進(jìn)行修復(fù)處理，使橋面補(bǔ)強(qiáng)層的厚度保持均勻，盡可能使原有混凝土結(jié)構(gòu)和新的混凝土沒有明顯的差距。結(jié)束橋面主梁、板施工操作后，還應(yīng)落實(shí)維護(hù)保養(yǎng)工作，結(jié)合外界天氣狀況，使橋梁壽命大大延長。

5）橋面加固補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)造及質(zhì)量檢驗(yàn)。為了確保橋面結(jié)構(gòu)不存在浮漿，應(yīng)使橋體主梁、面板的表面不要過于平滑，還需要增強(qiáng)原有和全新混凝土之間的粘結(jié)程度，借助界面劑對橋面整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行粉刷處理，增強(qiáng)橋面結(jié)構(gòu)的整體性。加固不強(qiáng)構(gòu)造施工還應(yīng)用到混凝土、鋼筋等材料，將這些材料運(yùn)用到補(bǔ)強(qiáng)加固施工中，可以顯著改善橋面的質(zhì)量。還應(yīng)確保橋面補(bǔ)強(qiáng)加固層不存在鋼筋裸露、孔洞等問題，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整設(shè)計(jì)方案和實(shí)際施工狀況間的差異，合理的選取和運(yùn)用加固施工材料，不能對混凝土預(yù)應(yīng)力位置或鋼筋處開展鉆孔操作，這樣會降低橋面的承重性能。

經(jīng)過上述施工操作，最后環(huán)節(jié)需要對橋面補(bǔ)強(qiáng)加固的施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)：首先可以通過直觀的方式查看施工質(zhì)量，及時(shí)修補(bǔ)存在缺陷的位置，規(guī)范混凝土澆筑補(bǔ)強(qiáng)施工的流程；其次，應(yīng)使橋面結(jié)構(gòu)修補(bǔ)前后無差異，嚴(yán)格處理接合位置；最后，要對鋼筋埋入的尺寸和位置進(jìn)行合理的選取，預(yù)留一定的長度，并做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作。

5 結(jié)束語

綜上所述，橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固方法在實(shí)際施工中有著廣泛的應(yīng)用，主要指的是增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)同橋面的整體性，對鋼筋混凝土層進(jìn)行鋪裝后提升橋面的承重能力，進(jìn)一步改善橋面的性能。加深對橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固施工方法和應(yīng)用的了解，對橋面剛度的增強(qiáng)意義重大。