高速公路橋梁加固施工技術的應用要點

樊金虎

摘要：本研究是在我國經濟高速發展與交通基礎設施網絡大力建設的背景下，明確高速公路橋梁加固施工技術應用的重要性。從其施工意義入手，分析我國高速公路橋梁施工技術現狀。通過對現有施工的加固原則、加固技術、技術要點進行總結，并結合土城頭上跨橋梁加固施工實際案例，以提升高速公路橋梁加固施工技術的應用水平，進而推動國家交通網絡建設并更好的服務人民群眾。此次研究選用的是文獻研究法，通過對相應文獻的查找，為文章的分析提供一些理論基礎。對現有高速公路橋梁加固技術應用進行要點總結，能在一定程度上提高高速公路建設水平。

關鍵詞：高速公路橋梁；加固施工技術；應用要點

中圖分類號：U445.4文獻標志碼：A

0前言

高速公路橋梁加固施工是高速公路建設的關鍵環節，橋梁作為施工目標的重要結構物，是高速公路施工工程性能的重要體現，對于我國基礎設施建設和人民生活水平有著重要意義。隨著我國現代化建設不斷推進，在橋梁加固施工技術的應用方面也得到突破，目前需要總結相關經驗并形成科學程式，助力我國后續相關建設。因此，本論述此次研究的內容和提出的策略對提升高速公路橋梁施工技術具有理論性意義，對國家現代化建設具有現實意義。

1高速公路橋梁加固施工技術的應用意義

高速公路作為聯通區域的關鍵基礎設施，其工程建設工期長、難度大且成本高昂，在低維護情況下的拆除重建將造成大量資源浪費，徒增人、材、機成本，同時大型高速公路的停運將直接影響區域資源調配和市場銷售能力，給不同的社會行業造成經濟損失。由于鋼筋混凝土結構成型的一體性和精密性，相關工程主要結構部件的二次利用率很低，但同時鋼筋混凝土的延展性和兼容性也展現出其優秀的維修潛力，科學進行高速公路橋梁加固技術將大幅延長其壽命并節約重復建設成本。加固和改造高速公路橋梁需要的資源較少，對環境的破壞也不大，符合我國可持續發展基本理念[1]。另外及時對已建成的高速公路橋梁進行加固施工對保障我國人民的生命財產安全至關重要，對國家交通網絡建設意義重大。

2高速公路橋梁加固施工技術現狀

2.1維修及時性欠缺

由于高速公路使用的頻繁性和橋梁組件承壓的持續性，科學合理的維修工作也是高速公路橋梁加固施工的重要環節，可以減少由于環境等不可抗力對工程建設使用的影響，但由于我國高速公路建設起步晚相關后續維修經驗不足，目前我國的高速公路橋梁加固施工缺乏正確的維修工作，這使得橋梁在使用過程中的磨損裂縫極易發生惡化，進而在部分路段出現溝槽與跳車。同時在部分濕度大且降水頻繁的區域，雨水會將砂石帶入橋梁孔洞造成堵塞。

2.2養護關注度缺乏

養護工程是高速公路功能發揮持續性的保證，也是橋梁加固工程貫徹可持續發展理念的關鍵所在。但由于現階段我國施工企業長遠發展眼光的缺乏，和對短期利益的過分追逐，行業內工程養護意識不足。橋梁路面養護的缺乏會使路邊接地點的填土工程發生沉降，輕則導致橋梁的腐蝕與裂縫，重則使橋梁連接處出現斷層危險。橋梁構件的養護缺乏會降低構件性能，嚴重損害高速橋梁運營的安全性。

2.3人員專業性不足

高速公路橋梁加固施工的主體是施工單位專業施工人員，其專業素養和職業道德水平的高低直接對高速公路橋梁施工質量造成影響。但現階段我國高速公路施工單位的人員構成仍以外來務工人員和臨時工為主，專業的施工隊伍在交通網絡快速發展的今天呈現出明顯地供不應求。同時針對高速公路建設的管理專業人才與核心技術人才在市場中也比較缺乏，嚴重影響工程的質量和安全性。

3高速公路橋梁加固施工的技術要點

3.1高速公路橋梁加固原則

高速公路橋梁加固貫穿橋梁建設的前后環節，在實際加固工程進行中要尊重原有橋梁建設基礎。依照行業標準與作業原則進行加固工作，專業人員需要依據高速公路橋梁的現實狀況整改橋梁[2]。第一，優先增加橋頭下方梁柱結構的最大承壓能力；第二，以保證公路交通能力作為第一要義；第三，在對橋梁下部空心板進行加固時，需要在保證下方承重空間的基礎上完成；第四，時刻關注公路運營性能以及橋梁路面的表面情況，在科學判斷裂縫成因的基礎上完成表面修補工作，兼顧高速公路橋梁的美觀性與實用性。

3.2高速公路橋梁加固技術

現階段，高速公路橋梁加固技術主要有高強復合纖維預應力加固技術、化學植筋加固技術與高速公路橋梁增強技術。高強復合纖維預應力加固技術，該技術通過纖維材料產生的上拉作用力減輕橋面重力對橋梁產生的壓力，從而將橋梁的承重性能進行進一步發揮，該技術的優勢在于輕質量的纖維材料不會大幅改變原有工程的重量與體積，在提升橋梁載重能力和延伸能力的同時兼顧橋梁初始設計的形變空間，減少由于多次施工造成的組件沖突。化學植筋加固技術，該技術利用原有混凝土構件的工程基礎，通過鋼筋植入鉆孔的方式增加橋墩與路面的受力面積，鋼筋分散原有承重壓力，更好的提升工程整體性能，同時由于該技術的鉆孔安全需要，在具體施工過程中還包含對橋體開裂災害的整體封閉處理，由于其簡單的操作和一舉多得，該技術在具體施工中最為常見。高速公路橋梁加固增強技術，施工單位主要利用加大載體截面、工程外部黏貼加固和縱向承重梁體增設等方式在物理層面進行加固施工。鋼板粘貼橋梁施工技術能夠有效防止加工施工對橋梁結構尺寸帶來的影響[3]。對于橋梁結構完整，但載重能力缺乏的情況，加大截面的加固技術可以系統化地減輕工程荷載壓力。若受限于構件尺寸，橫截面的延伸空間不足，則需要采用外部黏貼加固法或增設縱梁結構法進一步提升公路橋梁的綜合性能。

3.3高速公路橋梁加固施工技術要點

在高速公路橋梁加固工程施工中主要的施工部位為橋梁上部組件以及橋梁下部組件，由于二者在高速公路橋梁實際應用中的功能不同，因此在實際加固施工中也存在不同的側重點。對于橋梁上部組件施工部位而言，為了提高施工效率減少對使用過程的影響，常采用黏貼鋼板加固法，在利用化學黏貼材料黏貼加固鋼板的基礎上配合螺栓完成物理加固。該方法的加固技術要點在于加強加固材料與混凝土結構的緊密性與一體性，在實際工程施工現場，通常利用高速噴射機械在開裂或彎曲橋梁底部與側面的加固鋼板網，同時需要保證加固鋼板與現有橋梁載重的物理作用力方向一致，實現加固效果最大化。通過施加預應力改變結構體系，優化橋梁很窄的內力分配形式[4]。對于橋梁下部結構施工部位而言，精準定位病害問題及成因，統籌計算橋梁自身承載強度與計劃增強強度的數值，以減少施工誤差是該方法的技術要點，針對已經發生沉降災害的橋墩，需要根據其下沉角度和幅度，科學分析選擇增設樁基或擴大原有樁基面積，針對已經發生裂隙災害的橋墩，則需要判斷開裂程度與方向，合理分析選擇鋼結構或混凝土結構的支撐與填充方案。

4高速公路橋梁加固施工技術的應用案例

4.1土城頭路上跨橋梁工程概況

土城頭路上跨橋作為某高速公路二期工程的重要施工路段，嚴格按照《公路工程技術標準》執行施工，整體橋梁跨越半徑120 m，全線雙向8車道通車。具體工程概況見表1所列。

4.2土城頭路上跨橋梁病害

土城頭路上跨橋在橋梁加固施工中主要面臨的施工問題為混凝土制空心板銜接處的受力鋼筋和組件墊板位移，具體表現為固定鋼筋內外側不在原有箍筋位置內。針對土城頭路上跨橋工程而言超過三分之二的梁片板材的主要受力點在箍筋點外，這就導致箍筋對于板材的實際固定作用力小于預期，使得梁橋混凝土空心板在承壓受力時出現不平衡的病害，對整個土城頭高速公路橋梁加固工程質量造成影響。

該工程病害出現的主要原因在于工程材料設計的不嚴謹與采購過程中的規范性缺乏。施工過程采用的混凝土保護層達不到要求，設置橫向縱筋力量分布不均[5]。理想化和經驗主義的工程設計圖紙導致施工單位采購部門在錨墊采購過程中，選購了尺寸不適合的錨墊板構件，在材料現場加工過程中工人對鋼筋綁扎作業態度較為散漫，導致鋼筋負重后由于重力和慣性作用出現錯位。

4.3土城頭路上跨橋梁加固施工

土城頭路上跨橋空心板病害發生的第一時間，工程內加固工作也就此展開。根據土城頭路上工程采用的30 m空心板的材料背景與施工方受力結構的演算分析，土城頭路上跨橋加固施工工程主要采用預應力施工方案，以套箍鑲嵌加固材料的方法固定移位的鋼筋構件以完成補強加工。

土城頭路上跨橋首先使用現澆混凝土澆灌空心板腔形成楔形套箍鑲嵌結構，為現有空心板端腹板提供額外的受彎能力，在澆灌混凝土凝固后楔形機構為空心板內部搭建了一個連接兩側腹板的“反八字墻”，分擔原空心板板端的整體受力，利用抗剪力防止空心板在承壓過程中的形變彎曲，嚴格控制鋼板強度與混凝土結構穩定性[6]。同時，土城頭加固工程也汲取了之前工程只看重短期效益的教訓，提前預判到在加固工程中使用混凝土楔形結構對空心板頂端的壓力問題。因此在土城頭路上跨橋加固工程的實際工作中，根據板材極限撓值計算，在混凝土澆灌前為空心板空腔頂部填充1 cm厚度的泡沫板，提升固件自身的抗剪及抗彎能力[7]。以防止加固工程中的空心板翹板現象以及工程建設中發生二次災害的情況。

4.4土城頭路上跨橋梁加固效果

土城路上跨橋橋梁加固工程施工結束后，成功利用預應力施工改善了板材節點處的極限剪力、極限彎矩與極限抗力，進而通過向上受彎的受力方式滿足了項目預期要求的軸力與彎矩數值。其工程效果最明顯的表現為預應力混凝土結構的裂縫數值，根據土城頭路上跨橋橋梁A類演算公式，施工團隊對板材縫隙進行了重復測量，抽檢節點的上下裂縫，根據計算結果，數值皆滿足基準數據最大裂縫的標準[8]。其加固施工具體混凝土構件節點縫隙數據見表2所列。

5結束語

高速公路建設是我國現代化建設的關鍵工程，其中橋梁加固施工建設對于其施工質量和安全性至關重要，同時由于現階段我國交通網絡建設具有區域發展不平衡的問題，目前亟須對高速公路橋梁加固技術進行相關實踐經驗的總結。通過研究，得知總結高速公路橋梁加固施工技術有著重要意義，目前存在維修及時性欠缺、養護關注度缺乏、人員專業性不足的問題，在施工技術方面主要側重于加固技術與原則。基于土城頭路上跨橋梁的實際案例，總結了相關橋梁加固施工經驗。

參考文獻：

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