基于城市混凝土桥梁加固设计及优化探究

高天才

摘要：随着经济社会的不断发展，桥梁所承受的重量也是在不断地加重，再加上施工方式的不恰当，荷载增加以及材料老化，很多年限已经很久桥梁就要进行加固与修补。所以，对桥梁的加固技术不断提出新的要求，作者针对桥梁的加固技术的核心原则以及应用做出分析。

Abstract： With the continuous development of the economy and society， the weight of the bridge is also increasing， coupled with the inappropriate construction method， increased load and material aging， the bridge will be strengthened and repaired for many years. Therefore， new requirements are constantly being raised for bridge reinforcement technology， and the author makes an analysis of the core principles and applications of bridge reinforcement technology.

关键词：城市;混凝土桥梁;加固优化

Key words： city;concrete bridge;reinforcement optimization

中图分类号：U445.72                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）12-0103-02

1  桥梁加固施工技术应用的核心原则与重要性

所谓的桥梁加固技术是指工作人员在桥梁的检测过程中发现桥梁的稳定性因为各种原因遭到破坏，进而采用的一些特殊的技术手段来恢复桥梁的承载力，从而使得桥梁的使用年限延长，来满足人们日益增长的运输需要。桥梁的修建过程中有很多的因素可以影响到桥梁的实用性与永久性，比如桥梁在建设时主要用到的混凝土材料，极其容易受到温度，碳化以及酸侵蚀等的不同影响，这就会影响到桥梁的寿命。还有在桥梁的设计构造上很多的桥梁承受的车轮碾压，非常容易损伤到桥梁的寿命。这些方方面面都强调了桥梁加固施工技术的重要性，桥梁的加固技术对于桥梁的使用年限起到非常重要的作用。桥梁的养护工作在桥梁的加固过程中起着非常重要的作用，一定要做好桥梁的养护工作。桥梁加固工作是一项非常重要的工作流程，可以为桥梁建筑施工行业添砖加瓦。

其核心原则主要有以下几点：

第一，防患于未然的原则：桥梁加固技术对桥梁的使用寿命而言是非常重要的，以桥梁的养护为核心。在进行桥梁加固方案设计的时候，在这项工程工作的人员一定要把会影响到这一加固技术的因素都考虑到位，对于这种情况一定要把危害修补好之后还预测出今后可能出现的问题。然后根据实际的情况对车辆的载重，车辆的多少，在施工的过程中这坐桥梁所能承受的重量以及桥梁周围的环境、地质、河流的泥沙量等等，相關的工作人员一定要细心的掌握整个的施工环节，运筹帷幄，对于出现的问题制定出可行的策略，从而延长桥梁的使用寿命。

第二，实事求是的原则：在桥梁加固技术施工的过程中一定要从实际出发。在施工前一定要对现有的桥梁做出全方位、多层次、宽领域的检查，尤其是桥梁的实用性、磨损程度等。工作人员一定要注意在施工的过程中对桥梁中不科学并不合理的成分以及可能发生的灾害进行检测，以对施工造成的缺陷进行不断地弥补与修正。当桥面或者桥梁结构出现麻烦，相关的工作人员就要进行考察研究给出合理的推断，并结合施工现场周围的环境，对于出现的或者即将要出现的危害进行有效的治理。

第三，防止损坏的原则：在桥梁建设加固的施工过程中，一旦相关的工作人员发现了桥梁结构上出现了问题，或者是给施工工作造成了很大的不方便，施工团队在此时就要立即停止工作。然后请相关的专家与工作人员重新对该桥梁进行相关的评估与测算，在由这条路的负责人决定这条路是不是要修下去。如果能够进行下去就必须要解决好问题，加速加固与施工的进程为保证可以如期的交工。

第四，择优比较的原则：相关的工作人员需要在施工前集体讨论设计出桥梁的加固和优化的方案，然后再从中选取出最佳的设计方案。首先一定要了解清楚桥梁的使用年数，损耗的程度，车的流量，施工现成的条件以及加固之后是否可以到达想要的效果，还有可能还有一小部分的人为因素会影响到它的加固。

第五，协同受力的原则：所谓的协同受力是指两边所要承受的重量是不差上下的，协同受力是为了使桥梁处于一个非常平衡的状态，从而延长它的寿命。在城市混凝土桥梁加固技术的过程中，施工人员一定要注意使新的结构与原来的结构更好的融合到一起，来代替原来老化的结构，不太耐用的部件用更加耐用的部件代替，然后使之融为一体，相互之间配合共同承担起桥梁的承载作，然后达到加固结构、延长寿命的功效[1]。

第六，有序实施的原则：桥梁的加固过程是各种各样的，其中主要包括卸载、加载、协同受力的过程。在这一实施的过程中会受到很多因素的影响，比如受力位置、承压压力等。所以，相关的工作人员必须要按照相关规定进行操作，避免这些因素影响到桥梁的使用程度。

2  混凝土梁桥常见病害结构

2.1 耐久性较差

混凝土桥梁加固结构在这一使用的过程中基本是暴露在外面的，每天经历着风吹日晒，所以内部的结构也会有不同程度的微妙的变化。比如，桥梁中混凝土的结构在很长的时间都是暴露在外面的，并且如果时间拉长的话就会产生裂缝，然后空气中的二氧化碳更加多的进入混凝土结构的内部，造成钢筋的碱性保护层被破坏，二氧化碳就会毫无保留直接接触到钢筋的表面进行腐蚀，日复一日不断的破坏钢筋的韧性，出现锈蚀现象，影响到桥梁的使用寿命。

2.2 承载力不够

在桥梁加固施工的过程中，我们发现有很多的因素会影响到混凝土的承载能力。根据相关工作人员历年来的经验教训以及现场的施工经验来判断，它的主要因素可以分为以下两个方面：第一，在桥梁加固施工前，地质勘察单位要对现场进行勘察。因为对勘察的结果没有进行实地的监督与考察，当勘探单位在不空钻探时，没有进行科学合理的布孔，从而使得钻孔的深度与相关的技术指标差了很远，这就使得勘察的结果丧失了一定的精准性，从而使得建筑施工人员对地质做出错误的判断。第二，相关工作人员在工程的施工中会造成与相关的要求不达标的现象，从而就会使桥梁的施工质量不能达到规定的要求。比如，施工人员在桥梁加固技术的施工现场实际操作过程中没有按照相关的设计图纸进行操作，施工的材料没有达到要求或者是施工的设备比较老化等都会使钢筋的承载力出现问题。

3  城市混凝土桥梁加固设计方法

3.1 外加预应力加固法

桥梁的加固设计施工过程中用到的混凝土构件造成，一般情况下会在较短的时间里因为桥梁的承载能力因为时间的推移而发生变化。因为这种现象严重威胁到人们的出现安全，经过仔细的研究，相关的工作人员决定用外加预应力的方法来对混凝土桥梁进行不断地加固，它主要用到的施工原理就是指在桥梁的周边加上预应力，可以缓解混凝土的裂缝问题，从而在一定结构上减少混凝土结构的变形。相关的工作人员对于预应力加固施工的进行不需要考虑其空间的大小，预应力加固技术是可以轻松的避开混凝土在长期的使用过程中造成的承受力下降的问题，进一步保证了桥梁使用的安全性，使人们的出行变得更放心[2]。

3.2 混凝土加固技术置换

在桥梁加固设计的施工过程中，有一个技术是经常在施工过程中用到的。例如，在相关的工作人员实际的施工过程中，要想进行混凝土的加固技术就先将混凝土的构件进行切割，在进行切割的过程中要尽量保证切割的形状为方形的，并且还要保证混凝土表面的平整性，最后就要在切割的表面涂上一层厚厚的混凝土。

3.3 增大截面和植筋加固法

在桥梁加固的施工过程中，还有一种常用的方法那就是增加截面和植筋加固法。在这一施工过程中工作人员注意到了不论混凝土结构中产生的缝隙是深度的还是贯通式的，都会给混凝土的承载力造成很大的破坏。根据长期的实战经验，这种问题可以使用的加固手段是增大截面。说到具体的施工过程就是相关的工作人员把先前所用的材料换成混合型的材料，先把桥梁的表面凿毛意思就是打磨粗糙，然后在将原来的构件和混凝土间隙喷涂上涂料使这两者合二为一，这样就可以延长桥梁的使用年限，减慢混凝土结构的碳化，提高桥梁的安全性。另外，对于桥梁的加固还可以先用木杆外围随后再用混凝土进行包围，桥梁的加固也可以使用混凝土进行包绕[3]，这项桥梁加固技术是国内施工过程中经常用到的一种技术。所以，这种方法是经过长期的实践检验出来的技术，与其他的方法相比较具有更高的可靠性。

4  桥梁加固技术在实际工程中的应用

4.1 工程概况

在我国南方有一座公路桥梁从1992年开始修建到1993年竣工然后开始通车。该桥的全长为196m，桥面的宽度约为18.5m，主桥是预应力混凝土空心板和预应力混凝土T型梁相结合。

据相关的调查显示，本桥出现的主要病害有：桥面上不断地大面积的出现裂缝并且还具有发展的趋势，其中主要以横向和纵向为主;主梁的横隔板在建设施工的过程中所设置的湿接缝发生了较为严重的开裂，在重型车辆通过的过程中就会出现轻微的跳车现象;还有边跨的空心板铰缝中发生了严重的断裂，所以存在很严重的漏水现象;伸缩的局部位置受到了严重的破坏，混凝土开裂的也是较为严重，桥面的铺装也有一定程度上的破坏并且桥面的其他地方也受到了损害，所以，需要换掉所有的伸缩缝;支座和下部的结构没有出现异常，工作情况良好[4]。从初步分析的结果来看，混凝土会横向开裂的主要原因是因为桥面铺装与伸缩位置的混凝土不合格，纵向开裂的原因是刚度不足。就上文所述的病害和成因，设计了相关的解决方案。

4.2 病害整治与加固方案

就桥面铺装出现的问题，同时考虑到整个桥面的铺装过程中存在的横向裂缝、纵向裂缝以及裂纹等，需要对全桥的桥面进行凿除重建。在重做时选用C40的钢纤维混凝土，钢筋采用CRB550的冷轧带肋钢筋。在旧桥面凿除的过程中，要对主梁的表面进行细致的凿毛，使得表面足够粗糙便于新的桥面铺装和主梁之间的连接，增强它们之间的连接能力[5]。

这座桥在加固之后，经過很多方面的检查可以发现加固后的桥梁是可以满足本桥的正常应用的，所加固部位的工作性能良好且非常牢固。但是在进行桥梁加固的同时，该桥的上部，下部结构以及基础的工程都不能改变，所以桥梁的抗震性能也是不能改变的，加固施工不能在这个方面进行。

总而言之，桥梁的加固问题已经是世界各地普遍关注的问题。在我国，新建的桥梁技术是发展的较快的，但是在桥梁的养护与加固的发展上是落后的。桥梁的维修与加固是一个非常值得研究的课题，需要现实的施工过程中把理论落实到工作中去，创新出更多切实可行的技术。

参考文献：

[1]孙达志.探究桥梁加固维修施工中的质量控制[J].居业，2019（01）：123，125.

[2]田建军.钢筋混凝土桥梁裂缝成因及加固修补方法[J].交通世界，2018（35）：113-114.

[3]田洪伟.体外预应力技术在混凝土桥梁中的应用[J].建筑技术开发，2018，45（23）：81-82.

[4]白雪.桥梁组合加固及粘贴纤维布加固法在小跨径梁桥中的应用[J].科技创新导报，2018，15（34）：43-44.

[5]汪琰钧.高速公路桥梁加固施工技术关键点探析[J].交通世界，2018（32）：143-144.