道路桥梁的施工问题与加固措施研究

2020-03-29邹先鹏

工程建设与设计 2020年3期

关键词：装层桥面预应力

邹先鹏

(武汉二航路桥特种工程有限责任公司，武汉430061)

1 引言

在道路桥梁的交通运输中超载问题显得非常突出，而且目前由于道路桥梁使用时间过长，道路桥梁的结构遭到损坏，有些道路桥梁已经不能满足承载的基本需求。对道路桥梁工程进行有效的管理和维护，及时采取加固技术措施进行处理，可以提高道路桥梁的安全性。

2 道路桥梁施工问题分析

2.1 裂缝问题

在道路桥梁施工过程中，对道路桥梁的结构设计没有充分地考虑耐久性的问题，缺乏对道路桥梁结构抗力载荷的稳定性进行全面的考虑。在道路桥梁施工设计中，道路桥梁的结构耐久性是决定混凝土裂缝问题的重要因素。如果结构构件的尺寸比较小，那么混凝土的强度会受到直接影响，而且会导致混凝土腐蚀和混凝土裂缝问题的发生。道路桥梁在使用中会对车辆产生一定的承载力，如果桥面的极限承载力变大，那么桥面结构很容易发生变形，导致混凝土的结构发生开裂问题。严重的会造成桥面结构塌陷问题。道路桥梁基础施工中存在的问题，会给道路桥梁在以后的使用寿命和功能方面都带来间接的影响。道路桥梁的混凝土结构裂缝的出现，主要原因是道路桥梁在基础施工过程中，对耐久性和结构抗力缺乏科学性的设计。

2.2 桥头跳车问题

桥头跳车问题的发生，主要是在道路桥梁的施工过程中，对施工现场周边的地质结构情况缺乏深入的勘探分析。在桥台的基础施工过程中，虽然通过加固技术对荷载较高的桥面层进行了加固处理等控制措施，但还会出现结构沉降问题。在台背的施工中由于没有进行必要的加固处理，在软土的环境下进行施工会使基础加固的难度增加，导致基础结构差发生桥头跳车的情况。在施工中桥头和台背的建设结构会存在一定的差异，桥台面的路面结构由刚性和柔性2 种不同的体系组合，很多路面结构都是半刚性或者柔性的机构，如果交通运输车辆多，那么会造成载荷受力过大，道路桥梁的机构会被拉伸变形。再加上路桥两端受力情况不同，那么变形情况也不一样，这样就会出现沉降从而破坏道路桥梁的结构，发生桥头跳车问题[1]。

3 道路桥梁加固施工流程分析

设计单位在对道路桥梁进行结构设计的时候，要根据道路桥梁施工现场环境及使用实际情况进行分析，对道路桥梁整体的结构性和使用寿命进行充分的考虑，这样，道路桥梁在后期的使用中出现桥墩结构和桥型设计等结构病害的概率就会降低。

道路桥梁加固施工，主要是对道路桥梁结构采用加固技术进行处理，保证道路桥梁交通运输的安全性。道路桥梁加固施工的流程如图1 所示。

图1 道路桥梁加固处理流程图

对道路桥梁的稳固性能进行检测，可以判断出道路桥梁结构的危险系数。采用科学方法实施加固处理，并做好加固处理施工的每个环节。在加固施工之后对道路桥梁工程进行科学检测，并做好检测施工计划。道路桥梁加固施工要具有科学性的设计，进而提高道路桥梁的质量和安全使用情况。

4 道路桥梁工程加固处理措施研究

4.1 预应力加固技术处理

在道路桥梁加固施工中，预应力加固技术可以应用于混凝土受弯结构加固处理，预应力加固技术通过在外部对受弯部件施加预应力的原理，改善道路桥梁结构的受力情况。在加固施工中，通过施加预应力可以抵挡外部过重的载荷，从而减小外力对道路桥梁的影响，这样，可以提高道路桥梁部件结构的抗弯曲能力和承载力。通过预应力加固技术，实现道路桥梁受力平衡，保证道路桥梁的使用安全。预应力加固体系结构基本组成如图2 所示。预应力可以为道路桥梁结构中原构件提供一定的抗压力和承载力，提高道路桥梁整体结构的力学性能[2]。

图2 预应力加固基本体系结构图

在预应力技术实际应用中，需要对张拉的控制应力范围进行控制，达到预应力技术在加固处理中的最好效果。预应力加固技术中张垃力的取值范围计算公式如式（1）所示，

式中，fptk是外部抗力标准强度；σcon是结构部件的张拉控制应力。

张拉应力σcon的计算是预应力抗弯承载力的关键，预应力加固技术中控制应力的值不能太低，否则，就会降低张拉应力的作用效果。

在道路桥梁结构的施工中，通过预应力加固技术的应用，避免了混凝土发生裂缝情况。通过预应力加固技术，借助预应力拉杆对结构进行加固，提高了道路桥梁结构构件的承载能力。预应力加固技术可以提高道路桥梁整体结构的抗力，构成一个稳定的整体结构，进一步改善道路桥梁的整体受力能力[3]。

4.2 桥面铺装加固技术

桥面铺装层维修和加固处理措施可以提高道路桥梁路面的固定性。在固定时间对道路桥梁进行铺装层加固处理施工，可以提高路面稳定性，是道路桥梁维护和保养的重要措施。对道路桥梁铺装层加固要根据路面的实际情况，科学地进行施工。要制订科学的加固和维修方案，采用局部修复的方式对道路桥梁路面铺装层进行加固修复。道路桥梁结构发生碎裂等情况，可以根据道路桥梁结构的承载能力，采用桥面铺装层方案进行维修加固。

桥面铺装加固处理可以分为3 个步骤进行：首先，对准备铺装的桥面进行拆除处理，对道路桥梁进行封闭，对原有的桥面铺装层和栏杆等设置进行拆除，做好前期准备工作；其次，是对铺装层的浇筑阶段，对桥面铺装的混凝土进行浇筑；最后，是铺装加固的成型阶段，道路桥梁路面铺装加固的铺装层结构和原有路面结构对整体桥面的受力共同承受。

桥梁在承受荷载值达到极限的时候发生破坏变形的概率可采用可靠度的计算方法，道路桥梁可靠度计算公式如式（2）所示，在式（2）中把影响道路桥梁可靠度的因素作为随机变量，变量的概率分布情况采用统计学规律进行确定。这样，可以分析出道路桥梁设计总体可靠度。在可靠度理论的基础上，采用统计学计算的方法对变量进行确定[4]。

式中，R为道路桥梁结构的极限承载力；S为荷载值；γ0为结构的安全性系数。

常见的道路桥梁加固方法主要是提高结构的极限承载力R的值，来保证路桥结构的安全。而以叠合效应为基础的道路桥梁铺装加固方法，是对结构内部的内力分布进行改变来实现的，并减小荷载的组合值S。

具体方案设计中，道路桥梁结构中的简支梁极限承载力的值设置为R1，采用桥面铺装加固施工之前，对荷载的组合值设置为S1，这样就出现多个截面γ0S1＞R1。进行桥面铺装加固之后，桥面铺装层结构和原先桥面结构共同承载的荷载值是S2，其中，桥面铺装结构承载值是S3，原桥面结构承载值是S4，S2=S3+S4。在S4＜S1的基础之上，保证γ0S3≤R的值，那么桥面铺装加固就完成了，以上计算是桥面铺装的基本原理。

在实际施工中，如果施工的道路桥梁的承载力小，那么，首先要把路面损坏部分进行清除，然后采用混凝土灌溉的方式对其进行加固处理。如果道路桥梁的结构承载力强，那么就可以直接在路面对沥青混凝土进行铺设，来完成桥面铺装层的修复加固[5]。