高速公路的質(zhì)量控制與橋梁加固施工技術(shù)的探討

吳淑敏 鄒莉陽

摘要：在高速公路橋梁加固改造工程中,有共性,但也存在著各自不同的特點(diǎn)。采用最先進(jìn)的技術(shù)和材料，在橋梁利用、加固、改造工作中，創(chuàng)造和總結(jié)出多種切實(shí)可行的方法，使橋梁繼續(xù)發(fā)揮固有的使用功能，以保證高速公路交通暢通無阻。

關(guān)鍵詞：高速公路橋梁；加固；施工

20 世紀(jì) 80 年代以后，隨著中國國民經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，中國的高速公路鋼橋和公鐵兩用鋼橋也進(jìn)入了快速發(fā)展時期，并且在結(jié)構(gòu)形式、材料及加工制作、施工架設(shè)方面有所開拓和創(chuàng)新。隨著材質(zhì)（主要是高強(qiáng)度鋼材和各種耐候鋼）的提高以及焊接工藝和高強(qiáng)度螺栓連接的不斷完善，受力件能優(yōu)越、制作架設(shè)容易的箱形截面梁得到大力發(fā)展。鋼橋突顯出大跨、輕質(zhì)、高強(qiáng)、美觀、施工快速等特點(diǎn)。

1 高速公路橋梁加固的原因

1.1橋面不平、不潔

由于缺乏經(jīng)常性的維修養(yǎng)護(hù)，在車輛輪胎的不斷作用下，許多橋梁的橋面板易產(chǎn)生破壞，特別對于已使用數(shù)十年以上的橋梁，或用瀝青材料鋪裝的橋面最易遭到損壞。橋面不平整對行車的影響，輕則使行車有輕微顛簸，重則產(chǎn)生跳車，以至不得不低速行駛。

在簡支梁的梁端接頭處和掛梁的懸臂掛梁支點(diǎn)處的填縫材料，由于缺乏養(yǎng)護(hù)而產(chǎn)生脫落，且遭受車輛的磨耗，從而出現(xiàn)較大溝槽，這是引起跳車的主要原因。

當(dāng)車輛經(jīng)過跳車處時，即會引起臨近梁段的嚴(yán)重振動，從而增加構(gòu)件的疲勞。若對此不加以改善，勢必將縮短橋梁的使用壽命。橋面上因長期無人清掃、整理，橋面不清潔，泄水孔堵塞，這一問題在許多中、小型橋梁中普遍存在。橋面上不清潔往往體現(xiàn)在護(hù)輪帶下積存垃圾、泥土污物，形成三角形硬塊，造成泄水孔被堵塞，下雨時橋面產(chǎn)生積水，車輛過橋時

泥水飛濺，影響通行能力。

1.2橋面欄桿破損、不完整

橋面欄桿損壞后，沒有及時維修恢復(fù)，在許多失養(yǎng)的高速公路線上都能看到。造成橋面欄桿局部損壞的原因，絕大多數(shù)是機(jī)動車交通事故造成的，部分是因?yàn)檐囕v上載有長大笨重的貨物在橋上行駛時不慎碰壞的，少數(shù)是人為碰損或盜竊所致。橋梁欄桿損壞，如不及時修整，不但影響美觀，更重要的是使橋上交通缺乏安全感。

1.3橋頭產(chǎn)生跳車

由于橋頭引道高填土產(chǎn)生不均勻沉降，致使許多橋梁橋面與引道路面銜接處不夠平整、順適，從而使車輛駛過橋頭時，產(chǎn)生輕微或嚴(yán)重跳車。橋頭跳車不但影響車速，降低行車質(zhì)量，而且也會影響橋梁使用壽命，嚴(yán)重的跳車甚至導(dǎo)致汽車彈簧鋼板折斷。

1.4橋梁構(gòu)件小的損壞未及時維修

橋梁在交付使用后出現(xiàn)的空洞、裂縫、沉陷、變位等毛病在日常維修養(yǎng)護(hù)中缺乏經(jīng)常查與及時修補(bǔ)，致使鋼筋銹蝕，小裂縫發(fā)展成大裂縫，活動支座失去活動能力，混凝土脫落等。對橋梁下部的墩臺、錐坡、護(hù)岸，上部構(gòu)件的背面極少巡視查看，因此問題不能及時發(fā)現(xiàn)，汛期抗洪能力極差，易遭到水毀，所以有的橋梁“小病不治釀成大病”。

1.5橋孔通水不暢，通航凈空不足

不少中小橋的橋孔水流不暢，橋孔附近河床淤塞。位于城鎮(zhèn)郊區(qū)和工廠附近的橋梁，由于排放大量生活污水和工業(yè)廢水，使橋孔淤塞更為嚴(yán)重。

1.6路寬橋窄，形成 “瓶頸”，影響通過能力

許多橋梁由于建造年限較長，標(biāo)準(zhǔn)較低，橋面窄小。在高速公路的維修改建中，往往路面拓寬，而橋梁沒有相應(yīng)拓寬改建，形成“瓶頸”，既影響通過能力，又增加行車的危險性。

2 高速公路橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固方法

2.1橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法

在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層，一般先鑿陳舊橋面，使加鋪層與原有主梁形成整體，增大主梁有效高度，提高抗壓截面強(qiáng)度，改善橋梁荷載橫向分布能力，從而達(dá)到提高橋梁承載力的目的。

2.2增大截面和配筋加固法

當(dāng)梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時，通常采用增大構(gòu)件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是增大梁底面或側(cè)面的尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度和抗彎強(qiáng)度，從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。

2.3錨噴混凝土加固法

借助高速噴射機(jī)械，將新混凝土混合材料連續(xù)地噴射到已錨鋼筋網(wǎng)的受噴面上，凝結(jié)硬化而形成鋼筋混凝土，從而增大橋梁的受力斷面，增加補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，使其能承受更大的外荷載作用。

2.4粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固混凝土技術(shù)是一項(xiàng)新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，該技術(shù)基本不改變原結(jié)構(gòu)的尺寸，具有施工簡單、技術(shù)可靠、短期加固效果較好且工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)。粘貼鋼板加固法是采用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其他薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體，以提高構(gòu)件的抗彎、抗剪能力，提高原結(jié)構(gòu)的剛度，限制裂縫的開展，改善鋼筋與混凝土的應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)粘貼鋼板擬提高梁的抗彎強(qiáng)度時，鋼板粘貼在梁的底面。此時將鋼板和混凝土作為整體考慮，對鋼板與混凝土的局部剪切強(qiáng)度進(jìn)行控制設(shè)計；當(dāng)擬提高梁的抗剪強(qiáng)度時，鋼板可粘貼在構(gòu)件側(cè)面，并與原構(gòu)件內(nèi)抗剪鋼筋方向一致。粘貼鋼板補(bǔ)強(qiáng)加固的合理設(shè)計應(yīng)控制在鋼板發(fā)生屈服之前，以保證混凝土不出現(xiàn)剪切破壞。

3高速橋梁下部結(jié)構(gòu)的加固方法

3.1擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法

擴(kuò)大橋梁基礎(chǔ)底面積的加固方法，稱為擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法。此法適用于基礎(chǔ)承載力不足或基礎(chǔ)埋深太淺，又是磚石或混凝土剛性實(shí)體式的情況。擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強(qiáng)度驗(yàn)算確定。當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度滿足要求而缺陷僅僅表現(xiàn)為不均勻沉降變形過大時，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積的方法加固，主要由地基變形計算來加以選定。

3.2 增補(bǔ)樁基加固法

當(dāng)橋梁墩臺基底下有軟臥層，墩臺發(fā)生沉陷，或墩臺采用樁基礎(chǔ)，而樁的深度不足，或由于水流沖刷等原因使樁發(fā)生傾斜，這些病害都直接影響橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用和服務(wù)年限。對此，采用增補(bǔ)樁基加固法是一種常用而且有效的方法。這種加固法是在樁式基礎(chǔ)的周圍補(bǔ)加鉆孔樁或打入鋼筋混凝土預(yù)制樁擴(kuò)大原承臺，以此提高基礎(chǔ)的承載力，增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

3.3鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固法

當(dāng)橋梁墩臺由于基礎(chǔ)埋置深度不夠，或因施工質(zhì)量控制不嚴(yán)等原因，導(dǎo)致墩臺開裂破損時，有時會出現(xiàn)貫通裂縫，可采用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進(jìn)行加固。加固時，一般在墩身上、中 、下分設(shè)三道圍帶，其間距應(yīng)中大致相當(dāng)于橋墩側(cè)面的寬度。每個圍帶的寬度根據(jù)裂縫的情況和大小而定，一般約為墩臺高度的 1/10，厚度采用 10～20cm。當(dāng)墩臺損壞嚴(yán)重，如有嚴(yán)重裂縫及大面積表面破損是、風(fēng)化和剝落時，則可采用圍繞整個墩臺設(shè)置鋼筋混凝土護(hù)套的方法進(jìn)行加固。

3.4橋臺新建輔助擋土墻加固法

由于橋臺臺背水平土壓力過大，引起橋臺傾斜，應(yīng)設(shè)法采取平衡橋臺后壁土壓力的處理方法，在臺背之后加建一擋墻，以抵御過大的壓力。

3.5墩臺拓寬法

利用舊橋基礎(chǔ)，加寬墩臺蓋梁挑出的懸臂部分，以便安裝加寬的上部結(jié)構(gòu)，此種情況只加寬墩臺上部的蓋梁，墩臺身和基礎(chǔ)則不需加固。采用此法加寬墩臺時，舊橋墩臺基礎(chǔ)必須完好、穩(wěn)定，且需經(jīng)過承載力驗(yàn)算后才能采用。否則，應(yīng)在老橋的墩臺旁重新澆筑拓寬部分的墩臺及基礎(chǔ)。

由于橋梁維修加固工作是一項(xiàng)新出現(xiàn)的技術(shù)，許多施工工藝是全新的，因此，其工藝的可靠性、可行性、合理性、耐久性等必須經(jīng)過反復(fù)的科學(xué)試驗(yàn)和實(shí)踐論證且需經(jīng)受時間的考驗(yàn)。只有在車輛的反復(fù)作用下，才能充分驗(yàn)證是否獲得了預(yù)期成效。通過大量實(shí)踐，進(jìn)一步探求其規(guī)律，為改進(jìn)新工藝奠定基礎(chǔ)。