霍繼輝

(遼寧省高速公路運營管理有限責任公司 沈陽市 110003)

在役橋梁運營過程中，一方面可能出現(xiàn)結構性病害和耐久性病害，另一方面，隨著交通量不斷提升，橋梁的荷載等級需要提高，以上兩種情況均需對橋梁進行加固或改造。橋梁加固和改造設計與新建橋梁設計存在不同，有其自身特點，需先分析現(xiàn)有橋梁的病害特點及現(xiàn)有承載能力,在此基礎上方可進行設計施工，有較大的限制性與針對性。橋梁的加固水平直接關系到后續(xù)使用的安全狀態(tài)，因此作為道路運輸行業(yè)中的難點問題，橋梁加固改造應該引起管理者的足夠重視。

1 公路波紋鋼管改造技術

1.1 技術介紹

波紋鋼管橋涵就是施工過程中利用鋼制波紋管、波紋結構板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的施工材料完成橋涵工程，使橋涵工程能滿足人們更高需要的一種施工。將鋼板的斷面加工成為波紋狀，這樣能夠一定程度上增加構筑物的強度，一般情況下比平鋼板堅固十倍以上，并且具有重量輕、安裝方便、耐久性好、成本低、抗變形能力強等特點，同時由于其重量較輕，對施工地基的負荷較小，因此對于一些地質條件不那么好的地區(qū)提供了一種橋梁改造的新思路，現(xiàn)階段波紋鋼管橋在地基不均勻、土基較軟、填方地區(qū)均有運用且施工效果良好[1]。

1.2 施工技術與施工方法

(1)波紋鋼管涵洞基礎一般為柔性基礎，但要對整道波紋鋼管涵保持均勻的承載力。公路波紋鋼管橋涵施工的第一步是對現(xiàn)場施工環(huán)境與地質情況做勘探，并依照地質勘探的情況確定挖掘地基的各項參數(shù)，包括地基的寬度、深度等關鍵參數(shù)。在軟土區(qū)等地質條件不太好的路段，基本原則是涵洞基底的處理方式與路基處理的方式相同就行。

(2)由于管涵會受到尖銳石塊的破壞，因此要對不良地基進行前置處理，目的是為了保證埋設管涵的位置沒有大石塊的影響，對于一般的砂質石與小碎石影響不大，一般不會對管涵造成實際破壞，常見的辦法就是換填碾壓或者基底夯實，目的是確保管涵的重量能夠得到有效的承載，保證后續(xù)結構物的穩(wěn)定性，避免發(fā)生由于土體偏移而導致的施工事故，使施工能夠安全有序的進行。

(3)根據(jù)力學知識可知管涵在實際工作中，其中部受到的荷載高于其兩邊，為了使這種變形不會影響到地基，進而導致管涵下沉的不利現(xiàn)象發(fā)生，施工人員需要在地基挖掘時預留一定的拱度，地基預留拱度通常為0.6%～1%，最大不能超過2%，具體數(shù)值需要依據(jù)所用涵管的材料性能、涵管的長度和地基的實際情況而定。

(4)涵管在基坑內(nèi)拼裝好后需要進行回填操作，回填土應就近采集，同時要剔除其中體積較大的石塊避免對涵管造成損害，盡量采用軟質的砂礫土進行回填，要采用分層回填的方式，每層回填的厚度20cm左右。當兩側填筑完成后，還要用水密法將兩側的填土密實。每一層回填后及時檢測密實度確保達到要求，當涵管上方的回填土厚度超過30cm以上時，需要用壓路機進行機械壓實，如果回填土厚度超過60cm，則在用壓路機壓實后還需要進行密實度檢測，盡量采用對稱壓實以確保效果良好。

2 小跨徑橋梁加固技術

2.1 錨噴混凝土加固法

錨噴混凝土是指先將錨桿錨入補強部位結構內(nèi)，掛設補強鋼筋網(wǎng)，然后再噴射一定厚度的混凝土，使其與原結構共同承受外力的組合結構[2]。

錨噴混凝土加固法多應用于漿砌片石石拱橋中，我國許多石板拱橋屬于早期修建的工程，由于當時施工要求不明確，施工技術不完善等原因，所用石料未達到需要的強度與規(guī)格，砌筑砂漿不飽滿，通過現(xiàn)場調研可以發(fā)現(xiàn)，許多該類橋梁存在不同程度的損壞。在這種情況下，錨噴水泥混凝土加固法的優(yōu)點得以體現(xiàn)，它在解決已有病害同時不會影響橋體的正常使用，可以在不妨礙通行的情況下達到滿意的加固效果。

施工工序：

(1)需要在拱圈表面進行鑿毛，同時將被污染的砂漿徹底清除。

(2)在拱圈底面進行植筋，采用電鉆打孔，鉆孔深度不小于10cm，鉆孔直徑不小于12mm,用吹風機清理孔內(nèi)殘渣，往孔內(nèi)注入植筋膠后插入鋼筋，確保鋼筋粘連牢固。

(3)為使噴射混凝土與拱圈粘接牢固，植筋以后需要在外層焊接一層鋼筋網(wǎng)，確保焊點數(shù)量達到施工規(guī)范要求，防止噴射混凝土時鋼筋移動。

(4)噴射混凝土之前需要對拱圈表面進行水洗濕潤，之后在表面噴涂砂漿，這層砂漿的厚度建議在1cm左右，這樣操作的目的是為了使新舊混凝土黏結效果良好，確保片石之間的孔隙能夠被填充密實，混凝土噴射完成后還要做好養(yǎng)生工作。

2.2 外包混凝土加固法

外包混凝土加固法又稱增大截面加固法，是指增大構件的截面和配筋，以提高構件的強度和剛度的一種加固方法[2]。這種方法多應用于增加橋梁橫向聯(lián)系，由于早期修筑的橋梁很多都存在橫系梁或者橫隔板尺寸不足的情況，隨著交通量的日漸增多，在外界荷載較大的情況下，由于梁板間的橫向聯(lián)系不足，很容致產(chǎn)生變形失穩(wěn)的現(xiàn)象，直接后果就是橫系梁產(chǎn)生脫落開裂等現(xiàn)象。此加固方式可以通過增大橫系梁有效截面，以提升橫向聯(lián)系與橋梁整體受力性能。

施工工序：

(1)為使新舊混凝土完全融合要對構件表面進行拉毛處理。

(2)用水清洗混凝土表面，之后在構件表面涂抹一層水泥漿。

(3)進行外包混凝土的施工。

2.3 粘貼碳纖維布加固法

碳纖維是一種新型材料，具有高強、輕質、耐腐蝕以及施工簡便等優(yōu)點，成為舊橋加固的理想材料。加固混凝土構件時，按構件的不同受力特點，用粘結材料將碳纖維布粘貼于構件表面，實現(xiàn)對構件變形的約束并由此提高構件的承載能力[3]。

此種加固方法多用于增強構件的抗彎剛度，能夠約束混凝土裂縫的擴展趨勢，同時減少構件的撓度，橋體中有些需要補強的結構物經(jīng)常外形比較復雜并不是十分規(guī)則，傳統(tǒng)補強方法可能不適應，同時傳統(tǒng)方法中的粘貼鋼板等還可能在施工過程之中對橋體原結構造成損害，碳纖維布的優(yōu)勢此時就得以體現(xiàn)，由于其能隨著結構物的外形改變，很大程度上降低了施工難度，這點在應對復雜構件的時候尤其重要。

施工工序：

(2)對混凝土的表面進行清潔處理，使其露出新的結構面，清潔后要保持新結構面干燥。

(3)使用特制的專用滾刷將底膠均勻涂抹在混凝土的表面，直到指觸不粘時才算完成膠水干燥定型。

(4)將混凝土表面的坑洞凹槽采用專用膠水填平，同時將混凝土比較尖銳的邊緣修整成圓弧形狀。

(5)將纖維布裁剪成設計尺寸，并將裁剪好的纖維布用膠水粘連到預設位置，用滾刷或者毛刷將布內(nèi)的氣泡全部擠出，使膠水填滿布料與混凝土之間的孔隙。

(6)多層粘貼重復上述步驟，待纖維布表面完全干燥后即進行下一層的粘貼。在最后一層的碳纖維布表面均勻涂抹粘貼膠。

2.4 橋面補強層加固法

橋面補強層加固法是指重新澆筑一層鋼筋混凝土橋面鋪裝，使其與梁板構成一個整體結構形式。這樣做的結果就是梁體的截面變高，橋梁的橫向應力分布得到改善，進而橋梁的承載能力會有一個顯著提高[4]。

車輛荷載直接作用于橋面鋪裝層，一般而言中小型橋梁在面對應力變化或者受到外部沖擊的時候其變形會比較大，這就是中小型橋梁易受損的原因，其中經(jīng)常會出現(xiàn)的病害包括橋面鋪裝的破損，進而導致的網(wǎng)裂、露筋和坑洞的產(chǎn)生。在我國，大部分橋梁橫向鏈接結構為鉸縫，由于這部分的施工要求在舊的規(guī)范中未明確，因此這類橋梁在使用年限較長的情況下，在鉸縫的位置出現(xiàn)松動破損，進而出現(xiàn)單板受力的情況，縮短橋梁使用壽命，整體橋梁出現(xiàn)安全隱患。

一瞬間的驚愕過后，他的心中忽地掠過了一絲不安。他突然意識到了什么，與此同時，便見一道白光，從身側斜向而出，朝著自己劈下來。

3 橋梁墩柱玻纖套筒加固技術

3.1 技術介紹

采用傳統(tǒng)方法對橋梁墩柱和樁基進行加固時，為了保證墩柱周圍有足夠的施工空間，需要設置圍堰，導致上游水位堆積，河道無法通行，同時由于樁基體積增大，外包的混凝土部分會導致河流的泄洪能力下降，可能影響河流周圍居民的生活[5]。

該項技術實施具有以下幾方面優(yōu)點：

(1)全程只需要施工時潛水員水下作業(yè)，施工方便。

(2)不影響河道通行和排洪能力。

(3)所用材料屬于環(huán)保材料，符合環(huán)保要求；施工時無噪音干擾，不影響周圍居民正常生活。

(4)工期短，效率高。

3.2 技術實施要點

橋梁墩柱玻纖套筒加固技術的實施要點如下：

(1)根據(jù)橋梁原施工圖紙計算待加固樁基應采用的纖維套筒尺寸；由專業(yè)潛水員下潛到目標位置對實際情況進行勘查，同時使用專業(yè)工具對樁基表面進行清理。

(2)提前在工廠預制套筒，套筒的直徑需滿足設計要求，以便填充物有足夠的空間填充。

(3)在套筒的鎖扣槽內(nèi)注入低模量氫脂環(huán)氧膠，并用臨時固定設施將其固定在樁基外側。

(4)在套筒底部安裝密封條，并采用環(huán)氧砂漿封底。

(5)8h后，用環(huán)氧灌漿料將筒內(nèi)的水擠壓出去。

(6)采用環(huán)氧膠對套筒進行頂部密封。

(7)一般情況下24h取下臨時固定裝置，安裝完畢。

4 總結

所介紹的方法均是應用范圍較廣、可行性較高的方法，但其中一些技術細節(jié)仍然有很大的提升空間，需要施工人員在實際應用中及時總結提升，同時加固后的橋梁也應該持續(xù)進行觀測與分析，以便檢驗加固改造的實際效果，只有不斷總結經(jīng)驗，橋梁改造加固技術才能有長足的發(fā)展，更好地服務于我國的交通運輸行業(yè)。