關于鐵路混凝土橋梁加固施工技術探究

李浩然

（中鐵十九局集團第一工程有限公司，遼寧遼陽 111000）

0 引言

隨著橋梁使用時間的推移，橋梁正逐漸呈現在老化中，并且以往的鐵路橋梁受到當時施工技術等各方面客觀因素的影響，質量水平相對落后。因此，為保障以往鐵路橋梁正常使用就需要使用混凝土加固施工技術，對原有的鐵路橋梁進行混凝土結構加固工作，這也是國內外建筑工程行業所關注的重點之一。

1 橋梁加固概念與原因

橋梁加固，就是針對出現問題的橋梁，采取混凝土結構加固的方式來提高其使用壽命和承載能力，使其能夠更好的適應新的使用條件。橋梁往往會隨著時間的推移逐漸老化，無論是自然環境因素的影響，還是在使用過程中不可避免的損耗，都是造成橋梁需要加固的必然原因之一，綜合來說橋梁需進行混凝土加固主要受3個因素的影響。

（1）在橋梁項目建設時就存在一定的缺陷，尤其是較為古老的橋梁，受到當時的材料、設計、工藝等方面的制約，這類橋梁的安全度較低，使用存在一定的危險性，因此需采用施工技術對其進行加固和補足。

（2）橋梁受到時間的推移而使承載能力減弱，衡量橋梁功能的重要標準之一就是承載能力，承載能力下降會導致橋梁質量問題的出現，結構老化與破損是主要表現形式，所以加固技術能夠恢復橋梁原有的承載能力。

（3）橋梁的設計問題，隨著社會經濟發展，交通出行的需求越來越大，橋梁車輛通行大幅度增加，橋梁本身以無法滿足新的承載需要，對其加固后才能更好的滿足社會需要，當然也不能排除天災的因素，類似洪汛、地震等自然界對橋梁產生的破壞，此情況下也需要對橋梁進行修復加固。

2 橋梁病害情況分析

（1）通常橋梁病害是由多種因素形成，如裂縫問題就是混凝土結構橋梁中較為普遍的病害之一，目前情況下所有的橋梁建筑均會有裂縫產生，裂縫對橋梁的傷害視嚴重程度而定。例如，嚴重的裂縫會損害橋梁的整體結構，對橋梁的安全造成極大威脅，同時裂縫也會隨著其他因素的影響逐漸擴大損壞，輕微裂縫會受到外界環境變化逐漸加深，從而引發結構性損壞。較為普遍的裂縫是局壓裂縫和彎曲裂縫，局部壓力裂縫簡稱為局壓裂縫，通常是由于橋梁設計階段的混凝土抗壓強度計算有誤，導致橋梁局部承載力不符合使用需求，因此會在超載壓力的情況下會產生局部裂縫病害，甚至局部的混凝土會被壓碎，彎曲裂縫則是受拉區拉力超過混凝土抗拉強度時產生，彎曲裂縫會從彎矩的最大截面附近出現。

（2）裂縫會隨著時間變化而逐漸從小縫隙變為網狀裂縫，究其橋梁病害產生的根本，一般都是由于混凝土本身出現的問題才產生，在混凝土的攪拌階段需要一次性完成，并且攪拌均勻，而部分施工由于客觀因素的影響，運輸和攪拌之間都存在一定的時間差，在此過程中就出現混凝土本身水分蒸發的情況，水分少于預期進行混凝土澆筑坍落度降低，就會導致裂縫，并且混凝土澆筑完成后養護期間受到惡劣天氣影響，又或者養護不到位均會讓混凝土表面異常干燥，混凝土內部強度就無法達到相應指標，從而導致裂縫產生，與此同時鋼筋問題也會引起裂縫，尤其是當橋梁使用時間較長后，內部鋼筋生銹與受到腐蝕后，銹蝕物質會讓鋼筋產生一定的體積膨脹，以此產生內部膨脹應力，當膨脹應力達到一定程度就會引起裂縫。

（3）根據不同的原理剝蝕問題也分為不同種類，首先是較為普遍的凍融剝蝕，在外界溫度變化較大的情況下，混凝土內部空隙水分結冰膨脹，變現為從外部逐漸向內部剝蝕的破壞現象，剝蝕現象會讓混凝土橋梁的節點結構部分快速老化，降低橋梁整體的承載能力，甚至隨著時間變化造成結構性破壞。除凍融剝蝕外還有水質剝蝕、風化剝蝕、沖磨剝蝕等。

（4）混凝土材料的碳化，它會使橋梁的結構變得更加脆弱，造成橋梁使用安全方面的問題。另外，自然因素也有較大比重，如基礎的不均勻沉降會引起橋梁結構性破壞。橋梁病害發生在其他部位有，如下部墩臺及基礎的病害，主要表現為承載力不足及基礎均勻沉陷，甚至導致基礎的滑移和傾斜，橋墩和前面則會出現裂縫，裂縫進而引發鋼筋外露和銹蝕等情況。較為嚴重的結構性破壞通常是由伸縮縫與支座2個原因，伸縮縫引發結構性破壞是由于設計與材料問題，多為施工階段遺留下的問題，支座也是如此，除重大自然災害情況以外，支座的設計會考慮到很多，因此支座通常是施工階段造成的位置偏移，進而引發功能喪失、支撐不穩等情況，嚴重威脅橋梁行車安全。

3 鐵路混凝土橋梁加固施工技術

（1）混凝土橋梁加固技術有很多種類，依據我國目前情況，較為普遍的有5種，首先是要增大構件截面，增大主梁的截面有助于提高整體承載能力，在原有的橋梁基礎上進行構件截面增加，將原有構件截面截斷后接長箍筋，但此種施工方法較為復雜，容易造成殼橋梁本身的結構破壞，因此只適用于無法增加主梁高度的橋梁改造工作。除主梁截面增大外，還能進行橋肋混凝土截面的增加。橋面截面的增加，增加輔助構件也是橋梁加固技術中效果較為顯著的方法，例如，橋梁本身承載力無法完成任務時，就增加主梁來進行解決，增加主梁需要較長施工時間，因此不適用與交通要道橋梁，并且工程量較大，施工工藝復雜，除此之外橫隔梁、微彎板等輔助構件均能增加。

（2）除了在橋梁上增加構件以外，提高橋梁承載能力也是加固技術的一種，例如，粘貼鋼板來加強橋梁支撐能力，當然粘貼鋼板需要支護機械設備的配合，成形也比較困難，投入施工成本較大，后期維護也比較復雜，因此一般橋梁加固并不會選擇粘貼鋼板，如需要對橋梁進行臨時加固，則可以采用粘貼玻璃鋼的形式來實現。

（3）橋梁問題較小的情況下，采取局部修補完成得更快，成本更低，能盡量不影響橋梁的使用。病害以裂縫為主，針對裂縫的修補可以對橋梁表面進行抹灰，裂縫的部分需要用施工水泥漿等材料進行填充涂抹，起到修補的作用，表面噴漿需要評估裂縫產生的原因，再利用對裂縫噴漿的方式來處理表面裂縫，在漿液的基礎上澆筑一層高密度混凝土，從而修補裂縫。當出現裂縫較深的情況時，要在灌漿時施加一定壓力，將修補漿液灌入裂縫深處，在修補的同時也能提高原有強度。漿液的使用要根據現場橋梁病害情況來選擇，例如，水泥漿液、化學漿液等，根據實際情況合理選擇漿液才能達到最佳的裂縫修補效果。

（4）體外預應力橋梁加固技術，此方式的原理就是用高強度鋼絲等材料將橋梁承載力轉移到橋梁上方結構上，部分的承載力并預加產生的反彎矩抵消，從而達到提高老舊橋梁承載能力的目的。在主梁下方受拉區采用預應力材料，通過張拉對主梁本身產生偏心預應力，在此作用下讓梁體上拱抵消自重應力，減小橋梁架構變形程度，加強橋梁受力能力。體外預應力橋梁技術能極大提高橋梁承載能力，適用于跨徑較大的橋梁，是目前我國大跨徑橋梁和加固改造施工普遍采用的方法之一，體外預應力橋梁加固技術主要采用鋼筋和高強度鋼絲完成，并且不受外界季節的限制，簡化了橋梁加固改造工程的繁瑣程度，既提高了橋梁抗疲勞能力，還可提高橋梁的整體荷載。

（5）使用碳纖維來進行橋梁改造的加固工程，碳纖維相比混凝土更具優勢，因此可以將碳纖維材料粘貼在混凝土結構表面，提高其受力節點，在有結構問題的構件上，碳纖維可以防止構件的變形繼續擴大，提高構建受力能力，從而起到橋梁加固的作用。通常碳纖維加固技術使用在增強構件抗彎剛度與減少構件撓度中，使用碳纖維布能讓施工更加簡單靈活，并且施工周期較短，適用于大部分橋梁加固工作。

4 結束語

隨著時間的推移和需求的增加，我國的很多橋梁都面臨著加固改造問題，橋梁加固施工有很多種方式，各有其適用的情況和特征，施工單位需要根據現場實際情況來選擇加固施工技術，保證橋梁加固能夠達到預設需求。鐵路橋梁作為我國交通運輸的重要組成部分之一，肩負著人民出行和運輸的重要責任，也為我國經濟發展做出了巨大貢獻，只有做好橋梁加固施工，才能保證橋梁質量與安全，從而帶動經濟發展。