浅谈高速公路桥梁加固施工技术要领

王涛

摘 要 高速公路桥梁是横贯东西、通运南北道路系统的重要组成部分，是国家基建建设的主要工作之一，是便利民生、推动经济、天下亨运的强烈要求。面对高速公路桥梁的耗损、低质、隐患问题，如何有效的予以解决，成为当下高速公路桥梁加固维护时的精进方向。高速公路桥梁的加固施工应根据不同类型、不同部位采取不同的加固维护策略。

关键词 桥梁 问题 解决

一、引言

桥梁是促进两岸相连的重要纽带，在经济、民生、基建建设等方面显现不可估量的功能和价值，是当前我国基建建设的任务之一。我国现代化桥梁的建造行业起步较晚，虽然完成了诸多不可能建设的任务，也用大量的金钱和人力堆砌出“桥梁大国”的称号，但是从施工方团队专业度、核心技术储备、材料研发、桥梁设计等方面，仍旧和国外存在一定差距。本文通过探究高速公路桥梁施工加固技術要领，以期能为我国桥梁建设事业添砖加瓦。

二、介于桥梁类别的加固要领

一般来说，桥梁以受力特点，可以划分成梁桥、拱桥、钢架桥、悬索桥、组合体系桥。

（一）介于梁桥的加固要领

对于梁桥的加固方式可以采用粘贴加固、预应力、箱梁等。[1]一是粘贴加固可以在不改变桥梁外观以及内部构造的情况下，对桥梁进行加固，可选择碳纤维板或碳纤维—树脂，以及钢板。两者都能起到对桥梁薄弱处进行分散荷载的效果，但是其也存在一定的差异，一般，钢材形变能力弱，施工工序复杂，原材料丰富，成本较低，但由于其自重较大，因而可运用于对自重要求不高的桥梁加固，而碳纤维板具备较好的弹性模量，同时质轻强度高，可应用于对荷载要求高的桥梁加固，两者都能抵抗梁板的垂直位移，避免跳车现象等；二是预应力是为分散桥梁应力分布点，而在桥体结构外或梁板和梁柱之间增加受力支撑杆，可以有效改善梁板的应力分布，减少自重产生的内应力撕裂，施工时，应注重支撑杆焊接位置、焊接牢固程度，以及支撑杆自重、强度等；三是箱梁加固方式，主要是介于箱梁抗扭、抗弯的剪力滞效应，让混凝土、钢筋的拉应变，以及中面各点法线偏移度均大幅度降低，进而减少梁上结构形变程度，减少路基等的开裂现象。

（二）介于拱桥的加固要领

拱桥是以拱作为承重构件的桥梁。[2]对其进行加固，需要考量拱圈与承力的关系，可从卸负和增加容许应力两个角度出发。一是介于卸负，通过改变拱桥的结构体系或调整拱上建筑分布的方式，来对受损程度大，且不能过多添加荷载的方式来对拱桥进行加固。可采取的手段主要是，结构体系包括梁拱结合、改用轻型的拱上建筑，进而降低压应力拉应力，或者是改变应力分布，为主拱圈进行减负；二是在拱桥受损情况较低等情况下，可以从拱圈截面、拱圈强度、拱上建筑、横向联结的角度出发。拱圈截面可以是在拱桥上浇灌混凝土，促使应力更多地向两侧集中；针对拱圈因为自重、外力等产生的塌陷、错位等，可以在受损面，或者是脆弱受力点，锚固混凝土层、钢筋、碳纤维等进行加固；拱上建筑的正当使用，不单单会降低对主拱圈的负载，同时，还可以对主拱圈进行二次加固；拱圈的容许应力主要是体现在将拱圈的压应力等尽可能向两边传递，而横向联结的方式正是将两侧桥墩等的作用发挥至最大，从而提升其应力水平。

（三）介于钢架桥的加固要领

钢架桥为较为常见的桥梁类型。构建钢架桥所需要的耐候钢、螺栓等构件，原材料丰富，加工技艺成熟。尤其是装配式钢桥，能极大的压缩工期，同时，也可以进行回收再利用，但其弊端也较为明显，比方说寿命时限、运载能力、跨中挠度等处于较低水平。其一，受损件更换，在发现桥梁的桁架存在破损时，需要对需要更换的部件进行及时的更替，操作方式是暂时终止该桥的交通，使用支撑工具替代受损构件的受力功能，其后进行构件切除和焊接工作的；其二，结构点脱节或错位，其产生的原因可能是螺栓、焊点等脱落或遭到破坏，有必要对结构点进行补牢，并对大桥的设计审视，有必要的情况下，进行较大范围的加固；其三，以混凝土浇灌桁架以及纵向支撑的桥下结构，并连续浇灌桥面板，也可以在桁架中添加预应力钢筋，从而促使钢桥的刚性进一步提升，促使全桥整体性预应力结构形成的同时，增加钢桥的耐久度、使用年限，降低后期维护成本等。缺点是使得回收效益下降，锚灌水泥的工作量较大，提升桥的荷载压力；其四，斜拉索，将钢索锚固在桥墩和桥面，或桥面与岸基上，能改变桥面的应力分布，减轻桥墩压力，或是桥面受自身内应力的影响。[3]

（四）介于悬索桥的加固要领

悬索桥的受力结构主要是索塔和缆索，对其进行辅助的主要是加劲梁、吊杆等。对悬索桥进行加固，可以从主缆绳、加劲梁、斜拉索等方面入手。其一，由于长期的风吹日晒，缆绳产生锈迹而无法正常工作的趋势不可避免，基于此，有必要对钢丝进行更换，在更换前，需要临时搭建牵拉系统，以促使牵拉系统能够暂时负担悬索桥的荷载，切除需要更换的缆绳后，将锚杯放置在固定端，运用螺纹杆、销钉完成先期准备，之后使用后张法拉连杆，使新缆绳能够承担荷载，除了对缆绳进行更换外，还可以添加辅助缆绳，操作手法主要是，将新缆绳与旧缆绳的吊杆等进行交错放置，并将极端锚固在新锚碇上；加劲梁的形式较为多样，在跨度较大的大桥上，主要是采用钢桁梁，以及扁平钢箱梁等，而对于跨度较小的大桥，可以是采用钢板梁、钢箱梁；斜拉索的添加，可以改变悬索桥的受力分布，从而让增加悬索桥的恒载能力，从形式上来看，斜拉索可以和悬索桥形成吊拉双重受力体系，正如勃罗克林大桥所表现出来的那样，刚性梁和拉索，承担悬挂系统本应承担的大部分荷载。

（五）介于组合体系桥的加固要领

组合体系桥是介于梁桥、拱桥、钢桥、悬索桥等的组合，通过多种受力体系并行，来增加桥梁恒载能力的一种桥梁类型。在对其进行加固时，需要综合考量参与组合受力体系的自身特征，进而选取有针对性的加固策略。

三、介于加固部位的加固要领

一般来说，桥梁包括上下结构、支座和其他构件。

（一）介于上部結构的加固要领

桥梁的上部结构是桥梁具备通行功能的直接构件，也是人们观察大桥时，首先着眼的地方，因而，对上部结构进行加固时，不仅仅要考虑其牢固程度，更要注重其美观程度。上部结构中，除了悬索桥存在受力构件外，其他大部分桥梁的上部结构都为非受力结构。而上部结构的美观主要体现钢板、碳纤维等粘贴的平整度，颜料等是否统一，或者是路基是否存在裂缝等。同时，桥的理论恒载深受桥自重的影响，起到负面影响的自重部分很大程度上为桥面，因而，对上部结构进行加固时，还需要充分考量桥梁自重。

（二）介于下部结构的加固要领

桥梁的下部结构是桥梁的基础支撑点，是桥功能稳定性表达的基石。当桥墩等出现裂缝时，往往需要及时修补。以避免裂缝扩大，导致桥梁变成危桥。修复方式可以是钢箍，通过钢材的刚性和强度，减轻桥荷载对桥墩脆弱部分的压力。对于受损较为严重的，有必要为大桥设置新的牵拉体系，以减轻大桥以及通行车辆等对桥墩产生持续性伤害。

（三）介于支座的加固要领

支座是桥墩与桥面的中间物，支座的截面积越大，桥墩所承受的压强越小，桥墩对桥面的支持作用也就愈好，当其产生损坏时，有必要对其进行修补，以避免支座损坏，导致桥墩对桥面的支撑效果下降，桥面受自身应力以及桥墩剪切力等影响，产生桥面错位，发生跳车现象。

（四）介于其他构件的加固要领

桥梁的其他构件可能是护栏、导流工程、桥头搭板等，护栏主要是起到安全防护的作用，避免车辆怪道或偏移时，开到桥外，而导流工程，主要是将积累的雨水等导出桥体系统，避免其对桥梁产生酸蚀等，而桥头搭板主要是为防止桥与岸基错位，产生跳车现象，对其进行加固时，需要综合考量其受损状况、使用状况等，进行及时的修补、加固等。

四、结语

桥梁在设计不符合实际、建造质量不合乎标准、使用年限增高等的情况下，往往会产生诸多的耗损和安全问题，对其进行修复加固，需要综合考量桥梁的类型和部位的受力特性或功能特点，并充分掌握对应的技术要领，以便于能更好地加固桥梁。

（作者单位为贵州大学明德学院）

参考文献

[1] 梁晓娜.浅谈高速公路桥梁加固施工技术要领[J].河南建材，2016（5）.

[2] 黄玲航.浅谈高速公路桥梁加固施工技术要点[J].民营科技，2018（6）.

[3] 章浩，王妲.浅谈高速公路桥梁加固的施工技术[J].中外建筑，2015（1）.