淺談道橋結構的加固技術

郭鋒　郭豐

摘要：隨著我國交通事業的飛速發展，道路橋梁負荷不斷增加，在自然與人為等因素作用下，部分道橋出現老化、破損現象，超出原先設計的承載標準，已不能適應現代交通運輸的發展要求，因此迫切需要采用加固技術對現有損毀道橋進行修復，提高承載能力。本文首先分析了道橋的病害成因，接著介紹了道橋加固流程，最后闡述了兩種種值得借鑒的先進道橋加固技術。

關鍵詞：道橋結構加固技術預應力錨噴

中圖分類號：U443 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（c）-0043-01

1道橋病害成因

1.1 由于地基沉降引發的道橋病害

這是道橋病害的最主要原因之一，主要形成原因包含以下幾個方面：一是在施工之前沒有進行科學合理的勘探和設計。如果在設計施工之前沒有進行實地地質勘察報告或者報告有誤，就會造成后期設計出現問題，導致施工地基不穩，出現不均勻沉降問題。二是工程施工不規范。施工過程中沒有很好的實施管理，出現偷工減料，不按照設計圖紙施工等問題，很大程度上影響工程質量。三是周圍工程對地基的影響。周圍工程打樁深挖不合理就會影響到本工地地基的穩定。

1.2 由于橋梁結構剛度與耐久性不夠產生的病害

具體原因如下：一是設計載荷偏低，通行后實際車輛載荷過高。二是結構設計存在先天缺陷，比如橋型結構不當，設計假定不合理。三是施工質量造成的工程質量太差。四是沒有后期養護措施。

1.3 化學腐蝕造成的病害

混凝土的主要成分是硅酸鈣，與水發生化學反應，會發生堿蝕作用，如果工程出現裂縫沒有及時修補，就會放大這種作用，加速結構的失效。

2道橋結構加固流程

一旦發現道橋結構病害之后，要立刻采取相應加固或者維護措施。道橋結構加固工程基本按照以下流程進行。

結構可靠性鑒定→加固方案確定→加固設計→施工組織設計→施工→驗收。

結構可靠性鑒定就是對道橋病害進行診斷，確定加固方案就好比醫生開處方，加固設計即利用現行規范標準對加固方案再次深入。施工即利用已經設計好的圖紙資料進行最后的執行，對于大型結構加固，為了保證質量，還應編制施工組織設計。所有工程都進行完了以后，組織專家進行工程驗收。

3兩種常見的道橋結構加固技術

3.1 預應力加固技術

體外預應力通過對布置于承載橋梁結構本體之外的鋼束張拉產生預應力。在設計的時候，一般把鋼束錨固區域設置在橋梁結構本體之內，轉向塊設置在橋梁結構體內體外均可。管道、漿體、錨固體系以及轉向塊等部件共同構成體外預應力體系。體外預應力體系包括有粘結體外預應力體系和無粘結體外預應力體系。前者是將鋼絞線穿入孔道內張拉后，向孔道內灌入水泥漿。后者的體外預應力筋由一些單根無粘結筋構成，把單根無粘結筋穿入管內，先灌漿，后張拉，用水泥漿把鋼筋定位，一旦張拉，就不在進行灌漿操作。我們根據其受力特點，進行受力分析時，分為兩個階段進行，一是施加預應力階段，一是活載作用階段。

在施加預應力階段，固定斜筋上端，然后把滑塊和斜筋相連接。張拉水平拉桿，在千斤頂的推力作用下，梁底兩滑塊之間產生相向滑動，拉長斜筋，與此同時在滑塊和墊板之間產生豎向壓力與摩擦阻力，一直把水平筋拉到控制值。斜筋產生的水平分力給梁一個偏心壓力，豎向分力對梁體產生負彎矩和負剪力。這些預加力在梁體內可以用來抵消外載荷引起的內力，提高了梁的承載力。

在活載作用階段，梁體產生彎曲形變，增加水平筋中的拉力，影響斜筋中的拉力、墊塊對梁體的正壓力以及摩擦阻力。體外預應力結構不同，直接會影響到拉桿內力增量之間的平衡關系。按照有水平移動滑塊情況考慮，取滑塊為隔離體，受力分析如圖1所示。

圖1中：XP為水平筋中的拉力增量；X為斜筋中的拉力增量；TX為滑塊與梁底墊塊間的摩阻力，TX=f0N；DX為斜筋力的豎向分力，DX=Xsinaα；NX為斜筋力的水平分力，NX=Xcosα；N為梁底對滑塊的正壓力，N=DX。

3.2 錨噴加固技術

錨噴技術發源于歐洲，通常被稱作“新奧法”（奧地利新的隧道修筑法簡稱）。我國從七十年代末逐步引進這一技術，并應用于隧道襯砌護壁，地下洞室襯砌，煤礦坑道作業中。八十年代中期重慶交通學院王世槐教授等科技人員將此法運用于拱橋加固，至今已經成功加固幾十座舊橋。錨噴技術作為眾多加固增強方法中的一種，是常用的地下工程支護形式，但是目前橋梁加固中的運用還處于推廣之中，但是其發展潛力巨大。錨噴加固技術在隧道、礦山、地下工程中廣泛使用，道橋加固的錨噴技術是指利用體外鉆孔安裝錨桿以及鋼筋網支護或者體外預應力加固再噴射混凝土將其覆蓋的一種加固增強工藝。

施噴機具的發展與噴射、鋼筋網、錨桿配合使用，進一步增強了錨噴技術。在加固橋梁上部結構時，一般采用錨噴技術來完成。具體過程如下，利用噴射硅，不管是在工藝材料還是結構方面，都比現有的現澆硅技術有很大的優勢。施工的時候，需要添加加速凝劑，所有具有很高的強度和凝結速度。錨噴技術在施工過程中一般不利用模板，或者只采用側向模板，可以把它的運輸、搗固、澆注多道工序進行合并，這樣就具有設備簡單、占地較少、自動化程度高、工作效率高等諸多優勢。

4結語

道橋加固技術做為21世紀公路橋梁施工領域發展速度最快、用途最為廣泛的一種科學技術，極大地推動了土木工程的快速發展，同時也給道橋結構的承載能力的提升做出了貢獻。對我國舊橋加固或者改造技術進行研究，不僅能夠解決目前迫切的運輸運力問題，而且對國家長遠經濟發展產生巨大經濟效益，發展前景極為廣闊。

參考文獻

[1] 彭江.有關道路橋梁預應力加固技術的施工探討[J].城市建設理論研究（電子版），2012（5）.

[2] 毛文清.錨噴技術在橋梁加固工程施工中的運用[J].銅業工程，2008（3）.