鋼筋混凝土橋梁加固維修技術解析

賈 軍

(山西交通養(yǎng)護集團有限公司，山西 太原 030006)

0 前 言

鋼筋混凝土以其平整度高、噪聲低等優(yōu)勢成為橋梁工程施工的常用材料，但是，目前鋼筋混凝土橋梁因長期的交通負荷和各種客觀因素的影響，出現(xiàn)了橋面受損、鋼筋繩索銹蝕、梁板或拱體裂縫等問題。針對這些不足，應加大技術投入的力度以避免各種安全風險的產(chǎn)生。

1 鋼筋混凝土橋梁問題成因分析

在進行橋梁加固和維修之前，應對其結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的劣化和損傷問題進行分析，運用恰當合理的技術方案來加固和維修。當前，除了因偶然荷載導致橋梁出現(xiàn)梁板斷裂等大型損壞故障外，比較常出現(xiàn)的問題有裂縫、剝落、蜂窩、鋼筋銹蝕等，其中對鋼筋混凝土承載耐久功能的影響比較突出的是裂縫問題，其不僅會破壞鋼筋保護層，而且會有空氣入侵使鋼筋出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，導致整個鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件功能受損，其具體原因分析如下。

1)橋梁在建造之前，沒有做好現(xiàn)場勘察和細節(jié)處理工作。設計圖紙不合理，存在截面尺寸、鋼筋材料配置不符合實際建設要求；在施工的過程當中，質(zhì)量控制工作沒有落實到位，導致進入施工現(xiàn)場的材料達不到標準。橋梁在運行使用過程當中，混凝土出現(xiàn)干縮、徐變和預應力構(gòu)件的預應力損傷，導致了橋梁裂縫問題和構(gòu)件的強度降低。在實際情況中，橋梁還會受到來自自然環(huán)境當中有害化學物質(zhì)的影響使橋梁結(jié)構(gòu)遭受到破壞，如運行時來往車輛的撞擊、交通超載促使橋面磨損。

2)自然環(huán)境變化影響了鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)。如四季溫度、氣候條件的差異變化、地震洪水等重大自然災害的破壞等使橋梁自身鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)劣化問題。這些影響因素的交錯作用所產(chǎn)生的惡性循環(huán)，使得劣化問題更加突出，主要表現(xiàn)在橋梁出現(xiàn)裂縫、材料剝落、蜂窩以及鋼筋銹蝕等。

3)橋梁使用過程，部分車輛嚴重的超載和超限導致橋梁橋面板出現(xiàn)嚴重的坑洼不平問題，使得受力鋼筋產(chǎn)生外漏、銹蝕。車輛超限所產(chǎn)生的彎矩和剪力致使梁板承受不住較大的彎曲變形并持續(xù)遭到剪力破壞，而荷載量過大則導致裝配式板橋的鉸縫混凝土產(chǎn)生裂縫，嚴重影響到出行民眾的安全。

2 鋼筋混凝土橋梁加固維修原則

1)妥善制定完善的加固維修方案。通過實際的現(xiàn)場勘探，以橋梁遭受的損害程度選取合理的加固維修技術，以此保證整個維修過程的順利實行，提升維修的效率和質(zhì)量，同時嚴格控制加固維修時間。

2)橋梁在進行維修加固的過程中，盡可能不去破壞橋梁原有的結(jié)構(gòu)，需在此基礎上進行施工作業(yè)。一般情況下，除非橋梁損壞異常嚴重，嚴重影響到人民生活和社會秩序，否則仍保持原有的結(jié)構(gòu)基礎。

3)在實際的作業(yè)當中，對橋梁進行維修加固時，要重視對橋梁原本的內(nèi)部結(jié)構(gòu)材料進行補充修補，仔細檢查橋梁維修加固的部分是否與橋梁原有的結(jié)構(gòu)相適應，保持橋梁的整體美觀效果。

3 鋼筋混凝土橋梁加固維修技術

3.1 基礎沖空技術

在橋梁維修加固技術中，基礎沖空是實際應用中最為常見的方法。這項技術主要是在橋梁表面產(chǎn)生沖空部位的時候，使用混凝土材料對沖空部位進行填充，從而起到維修加固的目的。但是在實際操作中，當橋梁部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)下沉現(xiàn)象或者地基不牢固的問題，還需要應用到支固技術，將混凝土等材料混雜在一起以此來建立一個支撐面，安裝在橋梁的外部側(cè)面位置，通過外力作用來強化橋梁自身的穩(wěn)定程度，之后再對橋梁損壞的部分結(jié)構(gòu)進行維修和加固。

3.2 主拱圈加固技術

主拱圈出現(xiàn)損壞也是橋梁常見問題之一，因此，需要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的實際狀況采取適當?shù)募庸碳夹g。首先對橋梁周遭環(huán)境進行勘察，如水流速度變化、水流量的大小、橋梁來往車輛通行情況等，通過評估和測量之后再綜合考量運用拱背加固或者拱腹加固的方法。通過拱圈進行加固，能夠最大程度提升維修過程當中橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并且將加固材料本身的作用發(fā)揮出來。常用加固手段見圖1～2。

圖2 拱腹新增鋼筋混凝土襯砌

如果橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭受到破壞，僅采取加固拱圈或者拱腹的方法已經(jīng)不能解決的時候，可運用主拱圈襯砌技術。其主要技術原理是當橋梁本身受到河水或者其他外部因素的沖擊而使穩(wěn)定性遭到破壞的時候，主拱圈襯砌技術能夠最大限度發(fā)揮橋梁保護作用。除此之外，如果出現(xiàn)橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土損害已經(jīng)達到較高程度，那么還需要將橋梁本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行拆除和更換，然后再開展對橋梁的主拱圈的加固工作。

3.3 強化橋梁加固以及施工檢測的力度

橋梁施工前的準備工作、施工過程以及施工完畢后對鋼筋混凝土的實際加固情況進行細致的實地檢測具有重要作用。施工之前，需要做好原材料檢查等基礎工作，橋梁所采取的維修加固方法中運用到的大部分原材料為鋼筋還有混凝土，這需要質(zhì)量檢測人員落實好任務，加強自身的職業(yè)責任感，做好鋼筋和混凝土的檢查工作，保證其質(zhì)量符合實際作業(yè)操作的要求。針對方案設計的內(nèi)容，必須對其技術應用的合理性進行審核，達到合理可行的目的。在施工過程中，要嚴格把控好每一道程序，因橋梁加固維修主要是進行二次改造，延長使用壽命。因此，加固維修工作必須完善好監(jiān)督管理工作，以現(xiàn)代化技術為依托，對施工過程進行實時監(jiān)控。混凝土材料配比也要符合技術規(guī)范，增加抽樣檢查的頻次，促使加固維修工作的順利進行。

4 現(xiàn)階段橋梁加固維修新技術

4.1 纖維增強復合材料應用

相比較以往使用的以粘鋼材料為主的加固方法，纖維增強復合材料具有一定的優(yōu)勢。①不會受到電化學腐蝕的干擾，在一定的溫度范圍內(nèi)避免受到酸、堿、鹽等物質(zhì)元素的影響，減少抗腐蝕成本投入，降低維護成本；②纖維增強復合材料能夠針對處于不同環(huán)境的橋梁結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同部位進行處理，以實際施工情況剪裁符合要求的形狀和所需數(shù)量；③方便操作和運輸，纖維增強復合材料需要應用到的大型輔助設備不多，突破了空間的限制，擴大操作的靈活性和便利性，最大程度地降低對施工現(xiàn)場的干擾，實現(xiàn)縮短工期和節(jié)省成本的目的；④纖維增強復合材料本身所構(gòu)成的纖維絲束其直徑比較小，彎曲剛度比較低，能夠在生產(chǎn)過程中形成連續(xù)長度的產(chǎn)品，折疊成卷進行運輸，避免接頭帶來的影響。

4.2 應用預應力加固橋梁的方法

1)應用體外預應力法。這種方法主要通過將具有防腐能力的預應力筋安置在橋梁的箱梁上，使預應力產(chǎn)生的反彎矩來消除部分外荷載所形成的內(nèi)力作用，實現(xiàn)梁體功能的改善，提升承載力度。見圖3～6。

2)應用具備粘結(jié)預應力的加固方法。這種方法是運用錨固于進行加固的橋梁上的高強鋼絲，以2～3股鋼絞線或者自身直徑較小的高強度粗鋼筋，將產(chǎn)生的預應力作用到梁體上，以較高抗拉強度的復合砂漿進行灌注，使預應力筋和實施加固技術的梁體融合起來。

3)運用預應力高強復合纖維加固方法。這是以梁體外所黏貼的高強復合纖維布條或者板條產(chǎn)生預應力作用于梁體。

5 結(jié)束語

橋梁建設工程是一項關乎國計民生的重大事項，因而改善橋梁加固維修的手段和技術，應用具有科學性和合理性的施工工藝，能夠促使國家社會效益和經(jīng)濟效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。通過高新技術手段的發(fā)展，橋梁維修加固方法手段將會更加完善，符合新時代建設理念。

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