城市橋梁維修加固施工研究

朱恒怡

摘 要：近年來，我國交通事業蓬勃發展，高速公路建設的不斷完善，國內公路網的形成，使得高速公路承擔起了主要的交通運輸任務，經濟的飛速發展，帶動了整個交通運輸業的繁榮，在高速公路上涌現出大量大型、重型車輛，這些加速了公路橋梁的老化，表現為破損嚴重、承載能力下降。在分析目前我國公路橋梁現狀、橋梁病害診斷基本思路、加固方法選擇原則、評估及加固準則的基礎上，綜述了幾種常用和新型加固技術，評述比較各自優缺點。最后在評述以上新技術以及其他已成熟應用技術的基礎上，給出橋梁加固工程的實際應用原則并展望了未來加固技術。

關健詞：道路橋梁；成因；評估；加固；方法

隨著我國社會經濟和交通運輸事業的快速發展，過去年代修建在市政道路上的橋梁，負擔著十分沉重的交通荷載及繁重的交通量。由于受到當時的設計、材料、施工等方面的影響和局限，先天不足，加上不能適應目前交通量的迅猛增長，使得橋梁的檢測和加固成為必要，橋梁結構是典型的不可逆結構，受自然因素如腐蝕、沖刷、預應力損失等，非自然因素如意外損傷、超載、開裂等的影響，一旦建成，其結構性能會隨運營時間的增長而不斷下降。

一、橋梁加固的目的與意義

（一）橋梁加固的目的

自橋梁建成之始，不久就會產生已建橋梁的維修、改造和加固的需求，也就是針對已經變舊的橋梁，不能滿足繼續使用的狀況進行處理的方法。

（二）橋梁加固的意義

橋梁加固后，可以延長橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性。加固橋梁可以預防和避免橋梁的坍塌造成物資損失和人身傷亡。

二、橋梁病害成因

在加固與補強之前，應確定結構的劣化和損傷的原因，以便確定維修加固方案。除有偶然荷載急劇作用于橋梁造成梁板斷裂等重大損壞外，常見的橋梁病害有裂縫、撞損、剝落、蜂窩、沖刷、鋼筋銹蝕等。其中裂縫是混凝土橋梁最常見的病害表現之一，是影響橋梁承載力和耐久性的重要因素。混凝土裂縫引起鋼筋保護層破壞，致使空氣侵人導致鋼筋銹蝕，鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土構件破壞的重要原因。造成以上病害的主要原因如下：

（一）橋梁設計、施工及運營對橋梁的影響。在橋梁的建造過程中，設計不合理、截面尺寸和鋼筋配置不符合力學要求、施工質量 問題達不到設計要求、建筑材料使用不當、品質不良等等。這些方面如果出現問題將使橋梁在使用伊始就存在質量隱患。橋梁在使用過程中，混凝土的干縮、徐變現象以及預應力構件的預應力損失不可避免，造成裂縫產生、構件強度降低；同時，環境中有害的化學物質會對結構造成侵蝕，導致混凝土強度降低，鋼筋產生銹蝕。 此外，交通超載、車輛的撞擊損壞、橋面磨損等人為因素的破壞是經常發生的；嚴寒酷暑的溫度影響、洪水的沖擊、地震造成的破壞也不可避免。

（二）環境因素對橋梁病害產生的影響。嚴寒酷暑的溫度、氣候、洪水的沖擊等橋梁外部環境對橋梁會產生影響，以致混凝土橋梁的劣化現象。多種原因相互作用，惡性循環，形成橋梁的劣化與損傷。常見的劣化現象有裂縫、撞損、剝落、蜂窩、沖刷、鋼筋銹蝕等。裂縫是混凝土橋 梁最常見的劣化現象。鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土 構件破壞的主要原因。

（三）超載超限對橋梁的危害。車輛的超載超限對橋梁的損傷很大，自06年以來，我市干線公路橋梁出現了不同程度的病害和損壞，橋面板嚴重坑洼不平，梁板出現較多的裂縫、斷裂、受力鋼筋外漏、銹蝕。車輛的超載超限已成為嚴重的公路橋梁的殺手。超限產生過大的彎矩和剪力使梁板產生過大彎曲變形和剪力破壞，產生彎曲裂縫，支座附近產生剪切裂縫。過大的荷載使裝配式板橋的鉸縫混凝土開裂，導致橋面橫向分布削弱，橋板承受荷載增加；嚴重時鉸縫混凝土破壞，形成單塊板受力，使橋板斷裂，產生險情，嚴重威脅橋梁和行車安全，如不及時采取措施，將形成事故。

（四）地震對混凝土橋梁的破壞地震因其發生的突然性和巨大破壞 力而被列為各種自然災害之首。

三、橋梁維修加固方法

通過對橋梁現狀、病害成因及可能的發展趨勢、橋梁使用狀況的科學分析，按照“安全、經濟、實用、美觀”的維修加固原則，在橋梁加固方案的選擇、幾何尺寸的擬定上力求實用有效，同時考慮施工方法可行。對每座橋梁加固均嚴格按規范要求繪制設計圖紙，編報施工圖預算。對施工難度大、施工工藝復雜的橋梁進行加固時，同時做好相應的施工組織設計，確保維修加固質量。下面是幾種常見橋梁病害處治方法：

（一）基礎沖空

在沖空部位用灌注素混凝土填充，選擇的混凝土標號不小于C20。如雙峰山小橋0號臺基礎沖空采用了此方法。

（二）因地基不均勻沉降橋臺側墻開裂或外傾

采用支撐加固方法處理，即在側墻外傾處設置支撐墻。支撐墻常用漿砌片石或澆混凝土等材料修建。

（三）主拱圈出現縱向裂縫的加固

常用的方法有拱背加固和拱腹加固兩種，應考慮河道水流量、安全、交通等因素選擇加固方法。采用拱腹加固時，一是用拱肋橫系梁加固，可節約材料用量，降低費用；二是拱圈襯砌加固。

（四）橋梁附屬設施及橋面系的損毀維修

橋梁附屬設施包括錐坡、橋頭護岸等，是最易遭受水毀損壞的部位，此類損毀主要采用原結構修復方法處治。橋面系由于受到車輛和人為破壞，也會出現損壞，影響了橋梁的正常使用和行車行人安全。如橋梁欄桿、橋面鋪裝層的損壞。對此類病害，視其損壞程度、數量及原構件的可利用價值，主要采用維修更換或拆除重建。

四、橋梁加固施工質量控制

（一）嚴把圖紙審查關。

從幾何尺寸擬定、力學體系分析、構件組合型式，到施工因素影響均充分考慮，做到“精心設計”，并上報設計圖紙，請上級審查把關。

（二）嚴把材料進場關。

在橋梁大中修工程施工中，對鋼材、水泥等外購材料要有產品合格和生產廠家的證明，進場材料的規格型號必須符合設計圖紙規定；對砂石材料必要檢查其相關的技術指標，確保材料質量符合施工規范要求。

（三）嚴把工藝操作關。

從混凝土配合比的配制、鋼筋的焊接到構件的澆筑等工序均嚴格把關，對關鍵工序、隱蔽工程實行全過程旁站，對混凝土采取抽取試件檢測。

（四）規范施工管理。對大中修項目實行監理模式和合同管理

通過近期對已維修加固橋梁使用情況、外觀質量、老橋病害有無發展等現場檢查可以看出，維修加固效果顯著，滿足了橋梁的正常使用要求。

五、結束語

由于橋梁病害發生的不確定性，橋梁維修加固又無現成的理論體系，因而橋梁維修加固工作是項探索性、實踐性較強的工作。只有不斷地積累經驗，總結分析后期的使用效果，才能判斷維修加固方法的科學性、適用性和針對性。隨著我國橋梁建設的發展以及現有橋梁的老化，安全評估和加固補強必將成為橋梁工程中的一門新興學科，推動橋梁工程發展特別是橋梁的加固技術要求新工藝、新技術的不斷出現。隨著科研工作的不斷深入以及廣大科研設計等人員的共同努力，新材料、新技術的應用將在今后的橋梁加固改造中發揮日益重大的作用。

參考文獻：

[1]王聰慧.植筋技術在橋梁加寬及加強工程中的應用[J].公路，2002（9）：63～66.

[2]易剛祥，龍廖乾，謝 芳.橋梁加固綜述OVM通訊，2003，（4）：11～154.