公路危橋加固改造施工技術(shù)

陳兵

（貴州省遵義市湄潭縣交通運輸局，貴州遵義 564100）

0 引言

公路橋梁在使用過程中，由于各種內(nèi)外因素的干擾，容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)開裂問題。特別是隨著時間的推移，橋梁內(nèi)部受力條件會重新分布，導(dǎo)致承載能力和安全性下降，無法滿足正常使用需求，部分橋梁甚至在未達(dá)到預(yù)期使用年限就被迫退役。文章主要對公路危橋加固改造施工技術(shù)進(jìn)行分析，探索全新的加固措施，以期有效解決橋梁結(jié)構(gòu)的開裂問題，提升其承載能力和安全性，以滿足公路橋梁的長期使用需求。

1 公路危橋加固改造的作用

隨著使用年限的增長，部分公路橋梁面臨老化、腐蝕等問題，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降，存在安全隱患。為解決這一問題，需要進(jìn)行加固改造?？梢圆捎娩摻罨炷?、鋼結(jié)構(gòu)等材料和技術(shù)手段，對公路橋梁的梁、墩、臺等關(guān)鍵部位進(jìn)行加固，提高其抗彎、抗剪和抗震能力，有效預(yù)防公路橋梁倒塌和事故發(fā)生，提高公路橋梁的荷載承載能力，確保其在各種荷載和環(huán)境條件下穩(wěn)定運行。

2 公路危橋固改造技術(shù)分析

2.1 灌縫加固技術(shù)

灌縫加固是一種常用的公路危橋加固改造技術(shù)，通過使用灌縫技術(shù)修復(fù)和密封公路橋梁的裂縫，防止水分和其他有害物質(zhì)進(jìn)入裂縫內(nèi)部破壞公路橋梁結(jié)構(gòu)。

第一，清理公路橋梁裂縫，去除裂縫中的雜物和松散混凝土碎屑，確保裂縫表面干滑。

第二，將環(huán)氧樹脂等灌縫材料注入裂縫中，使其完全填充整個裂縫（見圖1）。在灌縫過程中，需要進(jìn)行質(zhì)量控制，以保證灌縫施工效果。

圖1 灌漿施工

2.2 外包混凝土加固技術(shù)

外包混凝土加固技術(shù)是一種常用的公路危橋加固方法，旨在提升公路橋梁的承載能力、延長使用壽命和保障結(jié)構(gòu)的安全性。該技術(shù)基于混凝土材料的良好性能，在原有公路橋梁結(jié)構(gòu)外部施加一層新的混凝土層，以修復(fù)公路橋梁表面損壞，避免裂縫擴(kuò)展，提高公路橋梁的橫向和縱向承載能力、彎矩承載能力，改善結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性，提高橋墩抗震性能等[1]。

首先，在施工過程中對原有公路橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行評估和檢測，確定加固的需求和范圍。

其次，對公路橋梁表面進(jìn)行相關(guān)處理，提高外包混凝土與原有結(jié)構(gòu)之間的黏結(jié)力。

再次，進(jìn)行混凝土拌和與澆筑，采用適當(dāng)?shù)氖┕すに嚭湍０?，以提高混凝土的質(zhì)量和美觀性。

最后，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和監(jiān)測，確保外包混凝土層充分固化，并通過監(jiān)測手段對加固效果進(jìn)行評估。

2.3 粘貼鋼板加固技術(shù)

粘貼鋼板加固是一種常用的公路危橋加固技術(shù)，通過將鋼板直接粘貼到需要加固的公路橋梁部位上，使原有的混凝土結(jié)構(gòu)與鋼板共同承擔(dān)外部交通產(chǎn)生的作用力。該技術(shù)只需將鋼板粘貼到指定位置，不需要大規(guī)模拆除或改變原有結(jié)構(gòu)，通常不會對公路橋梁的外觀產(chǎn)生過大的影響，對施工空間的要求也不高，施工過程更加便利，能夠有效降低對交通和周邊環(huán)境的干擾。同時，采用粘貼鋼板的方式，無須進(jìn)行混凝土澆筑，可以提高加固施工效率，適用于需要迅速恢復(fù)公路橋梁使用功能的情況[2]。

此外，粘貼鋼板加固技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受彎、大偏心受壓、受拉部件的加固中有較高的應(yīng)用價值。粘貼鋼板加固法可以有效提高公路橋梁的強(qiáng)度和承載能力，提高其抗彎和抗壓能力，延長公路橋梁的使用壽命。然而，在施工過程中需要全面了解公路橋梁結(jié)構(gòu)的銹蝕情況，并采取相應(yīng)的處理措施。此外，對于結(jié)構(gòu)部件加固效果較差、穩(wěn)定性嚴(yán)重受損的部位，在粘貼鋼板之前需要進(jìn)行螺栓錨固處理，以避免發(fā)生鋼板脫落等問題。同時，施工過程應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保加固后的公路橋梁能夠?qū)崿F(xiàn)安全、可靠運行。

2.4 碳纖維布加固技術(shù)

碳纖維布加固是一種常用的加固技術(shù)，在施工過程中，先對公路橋梁表面進(jìn)行清潔和處理，然后將特定的膠黏劑涂抹在公路橋梁表面，再將預(yù)先剪裁好的碳纖維布貼附在公路橋梁加固部位表面，確保其與公路橋梁結(jié)構(gòu)緊密黏結(jié)。碳纖維布具有高強(qiáng)度和高模量的特點，能夠在公路橋梁結(jié)構(gòu)中起到有效的加固作用。將碳纖維布粘貼在公路橋梁表面，可以提高公路橋梁的抗彎、抗剪和抗壓能力，提高整體結(jié)構(gòu)的承載能力。同時，由于碳纖維布具有良好的韌性和耐久性，能夠有效吸收和分散地震荷載，提高公路橋梁的抗震性能，降低地震風(fēng)險，碳纖維施工現(xiàn)場如圖2 所示。

圖2 碳纖維施工現(xiàn)場

3 公路危橋加固改造工程實例分析

3.1 工程概況

某公路橋梁項目投入運營的時間超過30 年，該項目采用工字梁和T 梁組合形成，跨徑尺寸較大，包含人行道、行車道等結(jié)構(gòu)，行車道采用雙向橫坡結(jié)構(gòu)形式。近年來，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，交通流量不斷增多，在多重因素的影響下橋梁已經(jīng)不能完全滿足車輛安全通行要求。對該橋梁進(jìn)行勘查發(fā)現(xiàn)，橋頭混凝土面板、伸縮縫等處出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫問題，嚴(yán)重影響橋梁正常運行。掌握相關(guān)病害問題后，主管部門通過綜合分析，決定對項目進(jìn)行加固改造。

3.2 公路危橋病害及原因

在公路橋梁運行過程中，承載力性能降低主要是由于長期運行和受到自然環(huán)境的侵蝕，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫等損壞，潮濕氣體進(jìn)入內(nèi)部導(dǎo)致鋼筋腐蝕。長時間的超載運行會提高公路橋梁結(jié)構(gòu)的病害發(fā)生率，這時會存在應(yīng)力不均勻分散的情況，破壞結(jié)構(gòu)的受力平衡，從而引發(fā)結(jié)構(gòu)損壞。在該公路橋梁中，工字梁的主梁結(jié)構(gòu)未沿縱向設(shè)置橫隔板進(jìn)行整體連接，僅通過預(yù)彎和橋面現(xiàn)澆層結(jié)構(gòu)組合形成，這種結(jié)構(gòu)容易發(fā)生斷裂，導(dǎo)致公路橋梁結(jié)構(gòu)的受力變形嚴(yán)重。

此外，該公路橋梁沒有設(shè)置支座結(jié)構(gòu)，伸縮縫嚴(yán)重?fù)p壞，結(jié)構(gòu)變形無法控制，內(nèi)力明顯增大，承載能力不足。因此，必須采取必要措施改善舊橋的變形體系，使其符合靜力平衡標(biāo)準(zhǔn)。此外，橋頭混凝土板嚴(yán)重破損，出現(xiàn)明顯沉陷，兩側(cè)的橋頭與路基連接部位也受到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致路面下沉明顯，影響了公路橋梁的美觀性與車輛的通行平順度[3]。

3.3 加固改造方案

為了提高該公路橋梁的通行質(zhì)量，滿足交通通行安全性和穩(wěn)定性要求，提高工字梁的整體性能，采取以下加固改造方案。首先，在工字梁的兩側(cè)和中間設(shè)置橫隔板，以提高工字梁的整體連接性，并將原有公路橋梁鋪裝層清除，鋪設(shè)一層厚度為13cm 的防水鋼筋混凝土表面。在施工過程中，加強(qiáng)對材料的監(jiān)督和檢測，確保其性能和質(zhì)量符合要求。對于斷裂的工字鋼和彎板，及時進(jìn)行修復(fù)處理，并在底部粘貼碳纖維布以提高承載能力。采用GQF-C60 型伸縮縫更換原伸縮縫部件，在墩臺帽挖槽部位安裝支座結(jié)構(gòu)，并按照要求設(shè)置泄水孔。對于損壞的橋頭部位，進(jìn)行清理處理，并進(jìn)行橋頭搭板與鋼筋混凝土板過渡處理，以確保車輛通行的順暢性。

3.4 加固改造施工步驟及要點

3.4.1 加固步驟

進(jìn)行公路危橋加固改造時，需要封閉施工區(qū)域，防止車輛和行人進(jìn)入，確保人員安全。橋面清理后，使用千斤頂逐段將工字梁頂升到合適的高度，并安裝支座。同時，進(jìn)行橫隔板結(jié)構(gòu)澆筑，以提高公路橋梁的承載能力和穩(wěn)定性。進(jìn)行修補(bǔ)處理時，采用工字梁修補(bǔ)方法，將修補(bǔ)材料填充到裂縫處，恢復(fù)其原有的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在施工過程中，需要注意確保公路橋梁的排水效果，如安裝伸縮縫和完善泄水孔等設(shè)施，以防止水分對橋梁結(jié)構(gòu)的損害。

3.4.2 加固要點

在公路危橋加固改造過程中，使用輕型機(jī)械設(shè)備對鋪裝層進(jìn)行有效的清理和拆除。在新舊混凝土的連接部位，采用鋼筋連接或鋼板連接，確保新舊混凝土之間連接緊密、順暢，從而提高結(jié)構(gòu)的連貫性和強(qiáng)度。在施工過程中，需要注意選擇適當(dāng)?shù)墓ぞ吆驮O(shè)備，確保鑿除和連接工作的精確性和質(zhì)量。同時，加強(qiáng)對施工現(xiàn)場的監(jiān)督和管理，確保施工過程符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以確保加固改造工程的順利進(jìn)行，確保最終的施工效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)[4]。

3.5 施工工藝

第一，灌縫施工。灌縫施工需要對灌漿材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。在施工過程中，要確保灌漿材料充分混合均勻，以保證其性能和效果。同時，對裂縫處理的準(zhǔn)備工作也要認(rèn)真細(xì)致，確保裂縫表面清潔、無雜質(zhì)，并采取適當(dāng)?shù)念A(yù)處理措施，如打孔、埋設(shè)鋼筋等，以提高灌漿材料與結(jié)構(gòu)的黏結(jié)效果。操作過程中要均勻地將灌漿材料填充到裂縫中，避免出現(xiàn)空洞等情況。這便要求施工人員熟悉灌漿設(shè)備的操作和調(diào)整，能夠合理調(diào)整施工壓力和速度，以確保灌縫材料充實、緊密地填充。同時，要合理控制施工過程中的環(huán)境條件，如溫度、濕度等，以保證灌漿材料的固化效果和質(zhì)量。

第二，裂縫封閉。裂縫寬度在0.1mm 以下時，無論尺寸大小，都應(yīng)在灌縫的同時進(jìn)行封閉處理。裂縫封閉可以采用粘貼碳纖維布的方法。在現(xiàn)場施工過程中，要先對裂縫進(jìn)行找平處理，確保表面平整且與碳纖維布的貼合度符合要求，再將碳纖維布粘貼到結(jié)構(gòu)表面，使用浸漬樹脂進(jìn)行固化處理，以確保粘貼處理的牢固性和耐久性[5]。

4 公路危橋加固改造施工質(zhì)量控制

在公路危橋加固改造施工過程中，施工質(zhì)量控制是至關(guān)重要的，需要注意以下質(zhì)量控制要點：

首先，應(yīng)根據(jù)公路橋梁的實際情況和工程要求制訂詳細(xì)的施工方案，并選擇合適的加固材料，施工過程中應(yīng)全面控制加固工藝和工序。

其次，施工人員需要仔細(xì)研究施工圖紙和設(shè)計文檔，確保了解每個加固區(qū)域的具體要求，包括材料規(guī)格、加固方法、張拉力和灌漿材料等。在實際施工中，預(yù)應(yīng)力鋼絞線的穿束、張拉、灌漿等需要按照規(guī)范進(jìn)行。在預(yù)應(yīng)力張拉過程中，需要使用專業(yè)的張拉設(shè)備來確保拉力的準(zhǔn)確度，以達(dá)到設(shè)計要求的預(yù)應(yīng)力水平。同時，灌漿工作也必須仔細(xì)監(jiān)控，確保灌漿材料充滿填充部位，以實現(xiàn)良好的黏結(jié)效果。

再次，加固施工過程中需要進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測和檢測，實時監(jiān)控關(guān)鍵節(jié)點和重要參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)和處理施工中的問題和缺陷。同時，要全程記錄施工過程，注重施工記錄和檔案的完整性，以確保施工質(zhì)量的可追溯性和可驗證性。

最后，施工結(jié)束后需要進(jìn)行質(zhì)量驗收，對加固改造工程進(jìn)行全面的檢查和評估，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以保證加固改造工程的質(zhì)量可靠性和持久性。

5 結(jié)語

綜合以上分析，在公路危橋加固改造工程中，采用加固技術(shù)能夠有效修復(fù)公路橋梁的裂縫，提高防水性能，提高其承載能力和抗震性能，提升整體改造效果。為更好地實現(xiàn)公路危橋加固改造效果，今后要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和實踐，進(jìn)一步完善施工技術(shù)，促進(jìn)公路橋梁加固改造工作的可持續(xù)發(fā)展。