高速公路拓寬改造橋涵加固技術研究

摘要：隨著城市道路建設的完善及交通運行量的提高，許多原有高速公路難以滿足現有交通的需求，需要采取改擴建措施增加道路的通行能力。橋梁改造是改擴建工程的關鍵環節，以某城市高速公路為工程背景，對該路段橋涵技術狀況調查分析基礎上，提出了橋梁加固設計的方案，為其他類似的工程提供參考。

關鍵詞：公路工程；高速公路；拓寬改造；橋涵檢測；加固設計

1" "工程概況

某城市施工標段的樁號范圍為K257+051～

K267+126，此路段涉及到的維修加固橋梁一共包括5座，另外還有13座箱涵洞和圓管涵。通過對橋梁結構編號，對橋涵存在病害的區域進行標記。按照小樁號到大樁號的順序進行編號，將位于橋梁孔號的位置設為第1孔，沿著此順序依次進行編號。對于橋梁構件的編號按照里程增加的順序進行編號，按照自左到右邊的順序進行編號，雙幅橋按照從外到內的順序，起止編號為１＃。橋涵存在病害的部位如圖1所示。

1.1" " 橋梁現有狀況調查

該路段共計需要修繕的橋梁一共有5座，從對5座橋梁發生的病害進行分析，整體上5座橋梁結構良好，梁體結構完整，主線橋梁結構存在的病害得到了較好的處置，具體橋梁存在的病害及處理如表1所示。

預應力混凝土空心板存在大量的墻體裂縫的現象，在對橋梁進行維護和修繕過程中，已經通過封縫和灌縫的方式進行了加固，沒有出現明顯的裂縫問題。在修繕過程中，發現有2座預應力橋梁存在滲水問題，并未發現單板受力問題。裝配式預應力混凝土組合箱梁上半部分存裂縫問題，部分裂縫為豎直方向的裂縫，對于此裂縫通過封縫和灌縫技術進行封閉處理。

在實際勘探中發現，未對該橋進行聯跨梁底板的加固。且在調查的過程中發現，沒有對該橋跨箱梁底板進行加固，在腹板區域出現裂縫現象，通過對預應力底板和鋼板的加固，以起到對裂縫的預防目的。分離式立交橋的孔跨通過粘貼鋼板進行固定，固定效果較好[1]。需要分析橋梁病害原因，對橋梁施工的技術進行綜合判定評價[2]。

1.2" " 通道和涵洞的技術狀況

施工標段總體來說，所用施工技術手段較為先進，突出的病害主要表現為墻體裂縫、鋼筋發生銹蝕以及地基存在積水。在頂板、側墻區域存在大量的不規則裂縫，在一些通道的局部位置存在鋼筋銹蝕現象，且很多通道存在不平整現象，致使局部發生了雨水匯集。標段涵洞技術良好，主要存在的病害為大量的雨水匯集以及堵塞。在觀測中發現涵洞存在明顯的積水問題，并且圓管涵洞的存在雜草存生。因為長期的雜草堆積，致使涵洞存在堵塞現象。

1.3" " 檢算結果匯總結論

對橋涵的總體情況進行總結，根據項目施工規范，對橋梁的安全系數進行計算。對橋梁的安全情況進行評測，主要從新老荷載之間的對比性、新結構對老結構的影響、橋梁測量結構的影響、計算模型確定等方面，對結果進行驗算[3]。上部結構承載能力狀況如表2所示。其中16m以及20m跨徑的預應力混凝土空心板上部結構承載能力效果較好，下部結構的承載能力驗算結果如表3所示，通道承載能力驗算情況如表4所示。由表的數據可知，3種跨徑的預應力混凝土上部分的承載能力不足，0.2m預應力混凝土空心板橋梁頂板中抗彎不足，承載性能未達到要求，需要對上述存在問題的橋梁進行加固處理。

2" "橋涵加固設計

結合橋梁的等級和對路段的改擴建要求，對橋梁加固的措施和手段進行研究。分離式立交橋擴建方案為對第3聯進行拆除，對25m組合箱進行加固再次利用。采取分離新建的工藝對該橋進行改擴建，其中對于橋梁的第2、5-6、8-9、11-12聯進行加固處理，其他則采取拼寬的舉措。

按照橋梁存在的病害問題，綜合采取粘貼碳纖維布和鋼板的措施，來增強梁體結構穩定性[4]。13m預應力碳纖維布抗彎加固的范圍為第10#～13#板梁。16m的抗彎碳纖維布抗彎加固范圍為10#～13#橋梁。對于25m預應力連續箱梁運用碳纖維布進行加固，加固范圍為內邊梁。4#梁加固的范圍則為橋梁所有跨。

針對梁體中容易出現的裂縫和鋼筋外露問題，需要結合橋梁出現的具體病害成因，有針對性的進行處理[5]。對于縫寬小于0.1mm的裂縫，主要運用樹脂封閉膠進行縫隙的處理。對于縫寬大于0.1mm的裂縫，則可以運用環氧樹脂漿液進行作業。

對于出現破損和鋼筋露筋的部位，需要對露筋的部位涂抹混凝土漿液，并針對露筋的部位進行加固處理?？招陌辶旱壮霈F大量縱向裂縫，裂縫寬度較大，最大裂縫寬度達到0.2mm，且裂縫處存在滲漏水問題。針對裂縫貫穿底板的問題，需要采取水泥基灌膠料對其進行填充，使水泥基灌膠料全部填充到縫隙中來，從而實現對裂縫的封閉處理。

除此之外，對于底板粘貼雙向碳纖維網格需要進行加固處理，使其達到提高底板抗裂縫的目的。對于空心板梁底板存在的縱向裂縫，若其未發生滲水問題，可在底板粘貼纖維網格作為加固裝置[6]。對于空心板梁鉸縫，若其已經出現滲水問題，主要運用鉸縫加固方案。對于位于墩臺位置小范圍內的滲水問題，可以不做處理。

3" "橋涵加固維修養護對策

3.1" " 橋涵上部結構加固維修方案

對橋涵上部結構的承載能力、撓度值進行計算。對于在施工中出現的梁板底面結構性裂縫，若其縫隙超過規定要求，按照評價規范依次評價為四類和五類，并對上部結構進行更換。對于上部結構梁不符合施工規范，部件技術狀況評價為三類以上的，在整體結構不遭受破壞前提下，通過以下方案進行優化和處理：

對于單板受力問題，主要采取加強鋪裝層的工藝進行防止縫隙處理。若涵洞板面混凝土層發生破損，對于板面承受載體能力符合規范要求的，在板底鉸縫區域未發生滲水的情況下，需要根據嚴重程度對發生病害部位再次進行鉸縫施工，并在鉸縫上層鋪設混凝土。

若梁板區域的裂縫不影響結構，其處理方式如下：運用表面封閉法對寬度低于0.15mm裂縫進行加固；對于數量多、寬度在0.1～0.15mm范圍內的裂縫，主要運用了自動低壓滲注法進行加固處理；對于深度較深且寬度大于0.15mm的裂縫，在施工中主要采取灌注的方式進行加固。

對于橋（涵）梁板存在空洞、蜂窩面、整皮脫落的問題，需要按照墻面病害產生的具體原因以及被破壞的程度，對病害區域進行修補。在修補過程中，需要特別注重對凍脹及鹽腐蝕病害的處理。

3.2" " 橋涵下部結構加固維修方案

3.2.1" "基礎

對于地基發生大規模不均勻地基沉降，且橋涵表面裂縫已經影響結構安全的，需要進行拆除后重建。對于橋涵鋼筋外露以及地基局部存在掏空，但未發生大規模變形的，需要根據病害產生原因具體分析，通過加大基礎埋深距離、對橋涵底部地基進行加固等方式，對橋涵下部結構進行加固。對于橋涵底部可以運用以下防護措施：在局部基礎存在掏空時，需要對局部掏空部位完全清理，然后進行支模，再采用流動性強的混凝土進行澆筑。必要時，可在橋涵底鋪砌防護堤壩。對于基礎埋設較淺、沖刷問題較為嚴重的橋涵下部結構，需要立足于當地的工程土質和水文狀態，通過堆砌堤壩的方式進行加護。

3.2.2" "臺身

對于臺身位置發生的不均勻性沉降以及表面存在的裂縫，需要根據病因及產生機理具體分析。對于完全破壞基礎的橋涵，應拆除重建。對于因基礎不穩定產生的地基沉降問題，可以通過灌注混凝土漿液和對基礎進行加固的方式進行處理。對于加固維修的情況來說，主要采取增加固定鋼筋、對裂縫處灌注混凝土等方式。對于臺身表面存在整體性脫落、表面不完整、表明裂縫較多的問題，主要運用聚合物混凝土（砂漿）等進行修補。對于缺乏內邊梁翼板的部位，可增設滴水檐。對于支座存在損害的地方，需要對支座進行一一檢驗。對于下部結構出現裂縫的問題，可以通過增加粘貼鋼板的方式進行固定處理。

4" "結語

調查勘測是道路是改擴建項目的重要依據，要按照道路交通的實際情況對橋梁進行改造。對橋涵評價時，需要對橋梁所發生的病害問題進行全面調查，對橋梁結構承載能力存在的病害問題進行分析。橋梁加固需要按照橋涵的實際情況進行判斷，根據橋梁存在的病害的原因，提出相應的預防舉措。

參考文獻

[1] 楊海平，馬悅.某橋梁病害整治及加固設計分析[J].城市道橋與防洪，2019，36（8）：123-125.

[2] 祁信麗.公路橋梁病害及加固設計技術[J].河南建材，2019，21（3）：226-228．

[3] 李穎.公路橋梁加固設計的主要方法和關鍵問題[J].工程建設與設計，2017，65（15）：130-132.

[4] 黃尚.橋梁樁基加固設計方案探討[J].公路與汽運，2017，33（4）：145-148.

[5] 張世娟.橋梁加固設計關鍵技術應用[J]. 黑龍江交通科技，2016，39（6）：135-136.

[6] 黎抒婕.橋梁加固設計實例分析及總結[J].中外建筑，2018， 24（4）：142-145.