關(guān)于城市橋梁維修加固施工技術(shù)分析

周文

【摘要】為了使城市橋梁的安全性能得到切實保障，充分確保橋梁使用壽命，要求城市建設(shè)部門積極采取合理手段實施橋梁維修加固施工。筆者將基于我國城市橋梁施工實際，深入分析城市橋梁維修和加固施工技術(shù)原理，以及施工過程中的技術(shù)難點，并結(jié)合實際施工環(huán)境，選擇合理施工技術(shù)。希望可以充分確保橋梁加固施工質(zhì)量，以實現(xiàn)良好的橋梁加固效果。

【關(guān)鍵詞】城市橋梁;維修加固工程;施工技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.056

引言：

我國城市化快速發(fā)展背景下，城市規(guī)模和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也得到了飛速發(fā)展，城市人流量及車流量都達(dá)到了空前水平。與之對應(yīng)的，在城市發(fā)展過程中，存在許多建設(shè)年代久遠(yuǎn)的橋梁，這些橋梁由于年久失修或過度使用，存在大小不一的各種橋梁病害，對人們正常出行造成了一定限制，影響到城市交通的整體順暢性。造成此類問題的主要原因是橋梁設(shè)計的荷載等級難以充分適應(yīng)日益增長的城市交通需求。為了使城市交通能夠保持暢通，讓市民出行的安全性得到充分保障，要求積極進(jìn)行城市橋梁維護(hù)及加固，以更好應(yīng)對橋梁病害侵蝕，延長橋梁使用壽命。現(xiàn)階段我國市場上存在多種橋梁維修加固施工工藝，施工材料類型也十分不同，要求有關(guān)施工人員針對常見橋梁病害，選擇經(jīng)濟(jì)效益最佳且能良好適應(yīng)施工需求的加固施工工藝，以充分保障城市橋梁加固的經(jīng)濟(jì)性、合理性。

1、 城市橋梁維修加固的作用

1.1 充分節(jié)約城市發(fā)展資源

針對城市橋梁進(jìn)行定期維修加固，可以使橋梁得以正常運行，充分延長其使用壽命。從經(jīng)濟(jì)視角分析，針對城市橋梁實施維修加固具有極高的可行性，可以有效節(jié)約橋梁建設(shè)成本，提升城市綜合經(jīng)濟(jì)效益。基于此，為了實現(xiàn)對于城市橋梁的充分利用，要求橋梁養(yǎng)護(hù)單位積極開展橋梁加固施工，優(yōu)化橋梁工程技術(shù)指標(biāo)，延長橋梁使用壽命，減少在城市橋梁拆除重建所消耗費用。

1.2 充分確保城市橋梁的整體質(zhì)量

針對城市橋梁實施維修加固施工，要求有關(guān)人員積極關(guān)注橋梁現(xiàn)有質(zhì)量水平，并將其作為基數(shù)，以原本施工方案為前提，結(jié)合城市橋梁施工標(biāo)準(zhǔn)展開維修加固施工，以提升城市橋梁整體質(zhì)量，最大程度規(guī)避城市橋梁使用中所存在的各類問題，使城市居民出行的安全性得到充分保障。

1.3 實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展

現(xiàn)階段，我國社會經(jīng)濟(jì)和城市化水平仍處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，與此同時，相對于在新城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上的投入，大部分城市在存量橋梁維護(hù)及管理中的投入力度顯得不足，資源投入相對較低。為了充分確保居民出行的便利性及安全性，使城市橋梁得以安全充分運行，充分展現(xiàn)城市社會經(jīng)濟(jì)、城市交通等作用，要求有關(guān)市政管理機(jī)構(gòu)積極展開對于橋梁的檢測、管理及養(yǎng)護(hù)工作，推動城市的可持續(xù)發(fā)展[1]。

2、 城市橋梁主要病害分析

2.1 裂縫

裂縫是城市橋梁中較為普遍的病害，造成城市橋梁裂縫的原因十分復(fù)雜，其主要受材料、氣候、施工因素和使用情況的影響，一般可以將裂縫原因概括為如下方面：（1）由于混凝土沒有得到充分硬化，若快速干燥，則可能會造成收縮裂縫問題，這種裂縫常發(fā)生在材料表面，使得裂縫分布不規(guī)則或裂縫寬度過小;（2）因水泥水化硬化而導(dǎo)致的裂縫問題，在這一過程中會釋放出大量熱量，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部會形成一定的溫度差，一旦溫差超出一定值，則可能會由于混凝土收縮差異而產(chǎn)生裂縫;（3）溫縮裂縫。在水泥硬化過程中可能導(dǎo)致混凝土外表面及內(nèi)部出現(xiàn)較大溫度差異，使得混凝土?xí)驕囟鹊目焖僮兓鴰硪欢ㄊ湛s，進(jìn)而造成混凝土內(nèi)部發(fā)生裂縫;（4）由于施工失誤、拆除模板時間有誤或模板支撐下沉而造成不同程度的裂縫問題;（5）進(jìn)行梁體堆放運輸時，可能因為支撐不合理、吊點位置與預(yù)期存在差異或振動幅度過大而帶來一定的梁裂縫問題。

2.2 鋼筋銹蝕

橋梁鋼筋銹蝕過程是一種化學(xué)反應(yīng)，這一過程不止受到其自身性能的影響，還可能受到外界環(huán)境及混凝土性能的綜合影響。若大氣之中的橋梁混凝土裂縫超出0.3mm，則可能導(dǎo)致橋梁鋼筋發(fā)生銹蝕，在其銹蝕后，鋼筋的有效截面會逐漸減小，導(dǎo)致Fe2O3體積發(fā)生一定膨脹，使得鋼筋保護(hù)層的混凝土大面積開裂，有害物質(zhì)沿裂縫滲透到混凝土內(nèi)部，進(jìn)而加速混凝土腐蝕。

2.3 伸縮縫病害

現(xiàn)階段，高速公路中出現(xiàn)較為頻繁的伸縮縫病害主要包括異型鋼縫式及模數(shù)式伸縮縫兩種類型，其病害通常表現(xiàn)為型鋼開裂、止水帶橡膠條破損、錨固混凝土開裂及異型鋼擠抵等多種形式。導(dǎo)致伸縮縫損壞出現(xiàn)的原因包括以下方面：（1）受到車輛負(fù)載的長時間反復(fù)沖擊;（2）未能及時清理從車輛中灑落的雜物和道路上的塵土;（3）伸縮縫自身強(qiáng)度相對較低，常發(fā)生開焊松動;（4）止水帶橡膠老化或開裂[2]。

3、 常用城市橋梁維修加固施工技術(shù)

3.1 舊橋梁主梁加固

要求結(jié)合施工人員所得出的舊橋梁檢測結(jié)果，針對主梁結(jié)構(gòu)實施加固處理。為了使舊橋梁使用期限得到切實提升，使橋墩頂端主梁得以實現(xiàn)充分運用，要求有關(guān)施工人員積極展開對于橋梁建設(shè)方案的探究和考察，通過嚴(yán)密的方案設(shè)計，合理設(shè)置微彎板，同時，在懸臂設(shè)計過程中將橋墩頂部主梁設(shè)計為人行道。相比主梁結(jié)構(gòu)，人行道位置上的橋梁長度會相對較長，要求在路面支墩及橋墩位置設(shè)置人行道梁支撐點。需要針對舊橋橋面進(jìn)行拓寬加固，以充分確保橋梁整體結(jié)構(gòu)的牢固性。

3.2 橋面整治加固

充分保障橋梁的穩(wěn)定性及安全性對于城市橋梁建設(shè)而言十分關(guān)鍵。若在實際運用過程中發(fā)生事故，則可能會帶來十分嚴(yán)重的后果，進(jìn)而威脅人們生命安全。為此，為了提升橋梁表面砂石墊層設(shè)置的合理性，要求有關(guān)施工人員在施工開始前細(xì)致清理沉底位置及橋梁原表面。若所選用的砂石填料無法適用于橋梁結(jié)構(gòu)，則需針對石料和橋梁表面雜質(zhì)予以及時清理，并改換其他類型砂紙?zhí)盍?，與實際壓實需求相結(jié)合實施夯實處理，以提升砂石基層的穩(wěn)定性，使鋼筋混凝土表面的澆筑效率得到切實提升。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

3.3 封縫維修

裂縫病害是城市橋梁中常見的一種病害類型，可以使用封縫維修技術(shù)進(jìn)行處理。為了實現(xiàn)高效的裂縫處理，要求施工人員使用0.2MPa的壓縮空氣，針對裂縫外表面殘渣實施細(xì)致清理。待徹底清理裂縫表面后，要求在其中預(yù)留充足的灌漿底座位置，并向其中注入環(huán)氧樹脂膠，直到確保其完全風(fēng)干后，使用樹脂膠展開對于墊底膠的預(yù)埋處理。待封堵完相應(yīng)材料后，予以封口。

3.4擴(kuò)大截面加固

通常將原橋梁結(jié)構(gòu)作為重要基礎(chǔ)，在其上方進(jìn)行澆筑，通過運用與澆筑技術(shù)需求相契合的鋼筋混凝土材料，實現(xiàn)良好的城市橋梁加固施工。一般可以將擴(kuò)大截面加固技術(shù)概括為兩種類型，分別是通過增加橋面面板厚度的方式進(jìn)行加固和通過提升主梁梁肋寬度及高度的方式實施加固處理。此種加固技術(shù)相對成熟，且施工工藝相對簡單，被廣泛運用于我國橋梁修護(hù)及加固施工中。此類方法尤其適用于小型板橋或小型T橋梁的加固處理中。采取此種方法實施橋梁加固后，可以充分提升橋梁剛度、承載力及穩(wěn)定性，然而由于涉及過多濕作業(yè)，可能會相應(yīng)降低橋梁的凈空水平。

3.5 粘貼鋼板加固

利用粘貼鋼板實施加固處理是指通過樹脂將混凝土及鋼板進(jìn)行充分粘結(jié)，以實現(xiàn)對于橋梁結(jié)構(gòu)的加固處理。此類加固方式通常無濕作業(yè)形式，且施工工期相對較短，不會過多影響城市交通。此外，采取此類加固技術(shù)實施加固處理，一般不會對橋梁凈空、外觀及原有結(jié)構(gòu)造成過多影響，然而卻可以利用其膠粘工藝及操作水平，發(fā)揮良好的加固效果。為此，如果橋梁的受彎構(gòu)件及受拉構(gòu)件只受到靜力影響，且這一結(jié)構(gòu)長時間處在潮濕環(huán)境中，便可以運用此類加固技術(shù)。

3.6 粘貼碳纖維增強(qiáng)塑料加固

此類技術(shù)常應(yīng)用于橋梁混凝土結(jié)構(gòu)受拉表面，使用樹脂材料進(jìn)行碳纖維粘貼，將其貼在混凝土表面，使原混凝土結(jié)構(gòu)與碳纖維進(jìn)行充分聯(lián)結(jié)，在二者之間構(gòu)建全新受力體，確?？梢杂射摻詈吞祭w維同時承受橋梁荷載力，以提升混凝土結(jié)構(gòu)的牢固性。采取此種粘貼碳纖維材料，能夠充分提升塑料的牢固性，不會導(dǎo)致橋梁自身重力及截面尺寸變大，也不會影響橋梁凈空高度及原結(jié)構(gòu)。由此可見，此類加固技術(shù)具有較好的抗疲勞能力、抗腐蝕性能和耐久性，因此，多數(shù)施工人員往往傾向于運用此類加固技術(shù)。針對橋梁進(jìn)行受力分析，通過粘貼碳纖維的方式進(jìn)行塑料加固，可以達(dá)到良好的粘貼補強(qiáng)效果，以實現(xiàn)對于維修方向的充分調(diào)整和有效控制。然而，實際運用此類加固技術(shù)時仍存在許多問題，例如，彈性模量與強(qiáng)度的比值相對較小，若溫度在60℃以上，則可能導(dǎo)致環(huán)氧樹脂發(fā)生軟化。此外，由于受到城市熱島效應(yīng)的影響，使得城市橋梁始終承受陽光直射，導(dǎo)致橋面溫度過高的概率較大。若采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行加固處理，則會影響加固效果，進(jìn)而影響橋梁結(jié)構(gòu)的整體安全性。

3.7 植筋加固

植筋加固是指利用系梁展開對于原本樁基與新加樁基的連接，以促進(jìn)墩柱承受力的提升。在新增系梁時，可能會產(chǎn)生一定傳力，要求針對連接短柱實施加固處理。已經(jīng)維修的橋梁，通常難以進(jìn)行施工重造，只能利用植筋的方式，在墩柱及系梁之間構(gòu)成一個全新的承受體。需要施工人員使用鉆孔設(shè)備，在需要加固的混凝土體上實施鉆孔，同時，清理并烘干孔道，向空隙中注射一定量的植筋膠，以充分發(fā)揮其植筋作用。經(jīng)過長時間固化后，鋼筋會牢牢固定于混凝土之中，促進(jìn)鋼筋連接，使其能夠充分承受橋梁作用力。下圖是錨栓與植筋方法的區(qū)別示意圖，僅供參考。

3.8 橋梁支座更換

對于老化受損嚴(yán)重或剪切損壞的橋梁，需要更換其支座。要求在正式施工開始前搭建鋼管腳手架平臺，用于后續(xù)施工。若新立橋頂部與梁板底部及蓋梁之間不存在過大空隙，也無法安裝千斤頂，則需在每個鉸縫正下方位置配置一個扭頂，在其中構(gòu)建千斤頂頂升體系，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行頂升[3]。

3.9 預(yù)應(yīng)力加固

預(yù)應(yīng)力加固法基本上可以視為城市橋梁維修加固施工的常用方法?？梢酝ㄟ^有效改善橋梁結(jié)構(gòu)及構(gòu)件性能，達(dá)到增強(qiáng)橋梁承載能力目的。結(jié)合以往經(jīng)驗來看，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)以及構(gòu)造改造預(yù)應(yīng)力技術(shù)是預(yù)應(yīng)力加固體系的重要內(nèi)容。在應(yīng)用實踐過程中，需要施工人員結(jié)合城市橋梁維修加固需求，選擇合適的預(yù)應(yīng)力加固方法進(jìn)行應(yīng)用。對于體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)（具體參照圖3）而言，需要施工人員在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)增設(shè)鋼筋設(shè)施，并以型鋼材料作為撐桿，以達(dá)到良好加固效果。結(jié)合應(yīng)用反饋情況來看，通過合理運用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以實現(xiàn)增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)抗裂能力的目的。對于構(gòu)件改造預(yù)應(yīng)力技術(shù)而言，需要施工人員在橋梁工程構(gòu)件中增加體外預(yù)應(yīng)力，通過不斷增強(qiáng)構(gòu)件整體拉應(yīng)力效果，保障橋梁應(yīng)對能力得以全面提升。

需要注意的是，在預(yù)應(yīng)力加固方法應(yīng)用過程中，現(xiàn)場施工人員應(yīng)重點針對預(yù)應(yīng)力筋安裝以及張拉操作進(jìn)行規(guī)范處理。在安裝作業(yè)前，施工人員應(yīng)認(rèn)真檢查錨具質(zhì)量。在處理水平筋以及斜筋時，施工人員可以選擇斜桿或者粗鋼筋作為型鋼進(jìn)行實踐應(yīng)用。完成上述操作后，與水平滑塊進(jìn)行固定處理。在此過程中，施工人員應(yīng)重點針對斜筋的上錨固點進(jìn)行合理固定。同時，擰緊水平筋螺母。以體外預(yù)應(yīng)力筋張拉為例，在張拉操作過程中，施工人員可以結(jié)合實際需求沿著斜筋方向或沿著水平筋方向進(jìn)行張拉處理。具體還要結(jié)合施工建設(shè)成本以及張拉設(shè)備條件，選擇合適的張拉方式進(jìn)行應(yīng)用。無論選擇哪一種張拉方式，都需要對現(xiàn)場張拉數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行妥善保存，以便后續(xù)施工應(yīng)用。

結(jié)語：

對于城市交通而言，城市橋梁是其重要構(gòu)成結(jié)構(gòu)，通過良好的城市橋梁建設(shè)可以有效推動城市發(fā)展，促進(jìn)城市交通發(fā)展進(jìn)程。隨著橋梁使用時間的延長，在城市中出現(xiàn)了越來越多急需維護(hù)加固的橋梁結(jié)構(gòu)，因此需要積極探索能夠延長城市橋梁使用壽命，確保城市交通暢通的全新辦法。然而，不同城市橋梁病害問題所帶來的危險性也存在一定差異，而不同維修加固技術(shù)也都有各自的特點及優(yōu)勢。為此，在實施城市橋梁加固時，需要充分關(guān)注加固構(gòu)件的實際特點及施工環(huán)境，結(jié)合橋梁實際確定合理加固技術(shù)，只有這樣才能充分確保橋梁維修加固施工質(zhì)量，使城市建設(shè)得以實現(xiàn)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐治平，路振華.城市橋梁維修加固施工技術(shù)研究[J].消費導(dǎo)刊，2020（16）：75-76.

[2]趙海峰，張偉.城市橋梁維修加固工程施工技術(shù)分析[J].工程技術(shù)研究，2019，4（12）：67-68.

[3]蔡偉.城市高架橋梁病害快速集中整治及維修加固施工技術(shù)[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2019，46（13）：126-128.9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3