在役橋梁加固施工技術分析

王福俊

武大巨成結構股份有限公司（430200）

在役橋梁加固施工技術分析

王福俊

武大巨成結構股份有限公司（430200）

根據某高速混凝土箱梁橋維修加固實例，將施工的安全性、實用性、耐久性和加固方案相融合，借助基于模糊識別的分級優選法，提出最優方案，此方案能為同類工程提供借鑒和參考。

橋梁工程；橋梁加固；裂縫；植筋

近年來，橋梁坍塌事件時有發生，除材料老化及病害等原因外，車輛超載也是重要的因素，因此，對危橋進行加固改造勢在必行。具體應用中，宜依據橋梁加固工程的特點及要求，借助數學優化方法，提出最優的橋梁加固方案，使得加固方案最優化。

1 在役橋梁施工前應考慮的因素

主體結構的完整性：在對橋梁進行加固時，要盡可能確保其主體原結構完整性，除了損壞到無法修復的程度，盡可能地不更換其原有的構件。

施工的方便性，什么樣的施工方案決定什么樣的施工難度。在進行橋梁加固施工時，要選擇施工較為簡便、方便機械施工的施工方案。

加固方案的可行性，在進行橋梁加固方案選擇時要充分考慮其所處的環境，還要確保加固技術適用于損壞橋梁的結構，要選用較為完善的加固方案。

對橋梁制訂加固方案前，應優先選擇對交通影響較小、技術先進，修復后橋梁耐久性良好的加固方案。

2 橋梁加固的分級選擇法

2.1 在役橋梁綜合指標的評價與處理

舊橋維護技術選擇過程涉及到較多評價指標，指標因素所涉及的范圍較為廣泛，而評價標準較為模糊，定量性的工作不甚充分。為了保證舊橋維護加固過程中的指標評價需要，要借助工程學上的相關理論，對其進行分析、定級，根據所定級別給出相應數值，科學、量化地處理舊橋綜合評價問題。

2.2 在役橋梁施工加固維護優選技術方案

在役橋梁的評價體系中，各個因素在維護方案中所起的作用不同，要根據分級理論，通過幾個類別的指標進行比較來決定其主次影響效果。根據相關研究成果，一般通過權重矩陣來判斷[1]。影響方案優選的常見指標，需要根據實際工程進行選取，包括：強度要求，剛度要求，穩定性要求，耐久性要求（溫度、腐蝕、凍融、潮濕等），動力性能要求，經濟效應（造價、加固改造后的維護費用），工期要求，施工工藝成熟度等。針對工程實際，借助模糊模式識別方法[2]，得到不同方案對應的權重矩陣。根據矩陣中的各權重因素指標進行排序，得出矩陣的特征根以及特征向量，所得的特征向量值順序即為各因素重要性順序。

3 工程實例

某大橋上部結構為采用預應力混凝土的變截面箱梁，經過檢查發現，大橋中部的箱梁存在以下問題：梁體混凝土表面出現裂縫，鋼筋銹蝕問題嚴重；計算主梁控制斷面的主應力，發現混凝土的主應力不滿足承載力需求。根據層次選擇法，初步擬訂了四種加固方案，具體如下：對混凝土剝落部位進行表面處理及植筋補強；整體粘貼鋼板加固；用預應力鋼筋進行體外加固;部分梁體采用鋼纖維加固。

該橋梁對工期要求寬松,對造價控制嚴格，沒有特別耐久性要求，根據模糊矩陣計算各權重，得到各特征向量以及特征值，按照數學中的隸屬原則，得到最優方案為對混凝土剝落部位進行表面處理及局部植筋加固補強方案。

依據此方案，為了保證新舊混凝土性能符合要求，強度達到相關標準，要對原混凝土表面進行表面處理，從而保證其能共同作用。目前，提高混凝土修補截面抗剪能力的方式主要有鑿毛、植筋兩種，該大橋兩種方式都有應用，根據技術要求，對原表面進行了相關處理。

3.1 原混凝土鑿毛處理

為了保證結構的抗剪強度，需要對新舊混凝土截面做增加粗糙度處理。一般需要將附著在表面的細小浮塵去除，使原混凝土中的粗粒式材料得以外露。施工時要盡量采用頻率小的施工設備，以防止振動強度過大，影響橋梁強度。一般施工深度要保證在7～10 mm，碎屑去除干凈以后，會出現粗糙的表面，利于新混凝土黏結。

表面鑿毛措施一般有電動鋼纖鑿毛、高壓射水鑿毛、手錘鑿毛、風動鑿毛等，其中最為常見的是電動鑿毛。該大橋在進行面層處理時使用的是高壓射水和電動兩種鑿毛方式。在新舊混凝土的交接處，對表面存在的灰塵進行噴水清除。事實表明，在經濟條件許可下，使用高壓噴水鑿毛方式的效果較為顯著，不僅效率比較高，而且基本上不影響混凝土的強度，對人力的消耗也比較少。

在實施鑿毛時，要確保混凝土表面的質量達到規范標準，使其表面沒有孔洞、松散和脫落等現象。對存在混凝土變形的地方，如凹陷、錯臺等，在經過鑿毛后要進一步檢查其平整度，可以借助標尺進行檢查。

3.2植筋補強技術

為有效保障加固后橋梁鋼筋的作用，要進行植筋處理。植筋的對象為原混凝土梁，這樣做的目的就是為有效增加混凝土梁的抗剪性能，強化其連接性能。施工程序如下：表面處理→施工放樣→確定鉆孔位置→鉆孔→清孔→注入植筋膠→植入鋼筋→鋼筋抗拔力抽檢。

[1]劉麗妲.鐵路橋梁下部結構承載力評估與加固技術研究[D].蘭州：蘭州交通大學,2015.

[2]崔建龍.體外預應力加固鐵路蓋板涵力學性能研究[D].蘭州：蘭州交通大學,2015.