公路桥梁加固处治方案与施工工艺

2014-04-21孙峭云

城市建设理论研究 2014年11期

关键词：公路桥梁施工工艺

孙峭云

摘要：本文主要阐述了公路桥梁加固的必要性，分析了公路桥梁病害成因，同时论述了公路桥梁常见的加固处治方案以及施工工艺。

关键词：公路桥梁；加固处治；施工工艺

中图分类号： X734文献标识码： A

引言

近年来，随着运输量的不断增加，很大一部分桥梁由于在建设之初在材料、设计、施工等多方面的影响下，已无法满足不断增加的负荷的要求，桥梁长时间的处于超负荷承力状态，破损情况严重。为确保公路桥梁交通畅通，为人们创造一个安全并且舒适的行车环境，一定要了解桥梁各种病害形成的原因，采取合适的加固处理技术。

1、公路桥梁加固的必要性

当前，危桥在我国的桥梁建设中占有一定的比例，而这些桥梁不够宽，不能满足通车的净空及通行能力的要求，因为在设计和施工时存在着一定的缺陷，因此在长年在自然的侵蚀以及洪水的冲刷下存在着沉降、拱起、开裂的现象，并且还由于不断增多的超载车辆，使得桥梁的安全性降低。很多的桥梁都会有程度不同的破损现象，可是其整体还比较完好，若盲目的推倒所有破损的桥梁再进行重建，不但要消耗非常大的资金，还会对交通的正常运行产生影响。因此，从经济角度以及确保交通运行的角度上加固改造破损的桥梁，能够使其拥有更高的承载力，延长其使用寿命。

2、公路桥梁病害成因

公路桥梁的病害大致可以分为3类：

（1）承载能力不足。公路桥梁病害主要表现在受力裂缝宽度过大，公路桥梁正题或局部刚度不足，材料强度降低和局部损伤，基础冲刷掏空、变位或不均匀沉降等；

（2）使用性能较差主要表现为变形及振动响应过大，桥面破损，行车性能不佳，伸缩缝破损，桥梁支座脱空等；

（3）耐久性能不足由于混凝土结构温度裂缝、收缩裂缝、混凝土碳化深度过大、混凝土发生碱骨料反应、混凝土保护层厚度不足，混凝土表面存在蜂窝麻面，钢结构、钢筋锈蚀、结构或构件局部破损过大等。

3、公路桥梁常见的加固处治方案以及施工工艺

第一类桥梁加固，即通过一些措施提高构件甚至是整个结构的承载能力以及使用性能，进而满足新的要求。一般来说，加固的原因主要有桥梁设计失当、年久老化、耐久性差、施工质量差等，经过对桥梁进行加固后，能够使桥梁的使用寿命延长，同时还能减少资金投入，缓和桥梁投资的集中性，防止桥梁坍塌所造成的人员和财产的损失。通常来说，这类加固的方法主要分为上部结构加固、下部结构加固。

第二类加大截面尺寸和配筋，加固薄弱构件、如：粘贴钢板加固法，碳纤维复合材料加固法，预应力加固法等。

3.1、第一类公路桥梁加固处治方案

3.1.1、上部结构加固技术

（1）粘贴钢板加固混凝土的施工技术。

（2）一旦梁强度、刚度、稳定性以及抗裂性能达不到施工规范要求时，就需要采取加固技术，这种加固技术包含对构件截面的加大，配筋的增加以及配筋率的提高三个方面。

（3）采用高速喷射机械把新混凝土混合料接连不断的喷射到已经锚好的钢筋网受喷面上面，通过凝结硬化将其生成钢筋混凝土，进而使得桥梁受力断面增大，也增加一定量的补强钢筋，使得结构整体性得到加强，进而可以承受住更大荷载力。

3.1.2、下部结构加固技术

（1）扩大基础的加固法。所谓扩大基础的加固法是指将桥梁基础底面积扩大的加固方法，这种方法经常适用在基础承载力不够或者基础埋深特别浅，又为砖石或者混凝土刚性实体式桥梁加固工程中。桥梁基础扩大的底面积经常根据基础强度验算之后才能确定。如果地基的强度可以满足要求但是所存在的缺陷单单是一些不均匀沉降引发的变形过大时，就需要采取把基础底面积扩大的加固方法，这个主要根据地基的变形情况进行计算的。

（2）增补桩基的加固法。桥梁墩台的基底下面如果有软卧层，就会促使墩台出现沉陷，或者当墩台采用桩基础时，就会由于桩深度不够，加上水流冲刷等诸多原因很容易导致桩出现倾斜，这些病害都是促使桥梁结构难以正常使用甚至导致服务年限受到极大影响的关键性因素。因而说采取增补桩基加固的方法就是比较常用而且施工效果非常好的方法，该加固法一般会在桩式基础附近补加钻孔桩或者打入合适的钢筋混凝土预制桩使得原来的承台得以扩大，进而将基础承载力提高，使得桥梁基础整体上的稳定性得以增强。

3.2、第二类公路桥梁加固处治方案

3.2.1、粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法在桥梁加固中应用较多，经过多年实践，证明了这种加固处理方法的可行性，通过应用粘贴钢板加固法，可以提高桥梁结构强度及刚度，从而满足设计要求；粘贴钢板加固法可以在短时间内完成施工任务，简单便捷；根据桥梁中存在的实际问题，可以灵活采取多种钢板加固处理方案，根据不同位置进行加固处理；因其施工速度快，工期短，且不需要采取较多的加固材料，其施工成本较低，综合效益良好。

其具体的施工工艺为：

①要在粘贴区域钻孔埋植一根长度100毫米、直径为12毫米的螺杆，其间隔为30厘米，控制其距钢板端部的距离，通常在5～10厘米的范围内。

②运用环氧砂浆填补找平混凝土表面凹陷部位；运用角磨机打磨钢板粘合面，之后运为避免生锈，用丙酮擦拭干净。

③在将胶粘剂调配好后，用抹刀装拌制好的胶涂抹在已经处理好的混凝土粘合面和钢板粘合面。

④在加固完毕后，应对构件的粘钢质量进行检查，观察期外观、钢板边缘溢胶色泽、硬化程度以及有效粘结面积。

⑤最后，为防止钢板表面锈蚀，应清除钢板外表面污垢和锈斑。

3.2.2、碳纤维复合材料加固法

纤维及基体共同组成了碳纤维复合材料，应用于桥梁加固处理中的碳纤维复合材料主要包括玻璃纤维、芳纶纤维及碳纤维等。碳纤维复合材料具有轻质、高强、抗疲劳及耐腐蚀等优势，通过粘贴碳纤维复合材料对桥梁进行维修加固，施工较为便捷，且效果较好。

其具体的施工工艺为：

①用滚筒刷将搅拌均匀的粘贴胶（底胶主剂∶固化剂＝4∶1）均匀涂抹于混凝土表面，不得漏刷或有气泡；

②用粘贴胶加适量矿物填料调制成腻子对混凝土表面凹陷部位进行填补找平；

③粘贴碳纤维布：用滚筒刷均匀地将粘接胶涂在粘贴位置，将按要求尺寸（尺寸长度在2m以内最适当）剪好的碳纤维布用手轻压贴于需粘贴位置，然后用滚筒刷和橡皮刮刀顺纤维方向多次滚压和推平，使碳纤维布充分浸渍，形成复合材料；粘贴后放置30min，若纤维有浮出或脱线情形发生时以滚轮或橡皮刮刀压平修正。