高速公路桥梁加固施工技术的应用要点

樊金虎

摘要：本研究是在我国经济高速发展与交通基础设施网络大力建设的背景下，明确高速公路桥梁加固施工技术应用的重要性。从其施工意义入手，分析我国高速公路桥梁施工技术现状。通过对现有施工的加固原则、加固技术、技术要点进行总结，并结合土城头上跨桥梁加固施工实际案例，以提升高速公路桥梁加固施工技术的应用水平，进而推动国家交通网络建设并更好的服务人民群众。此次研究选用的是文献研究法，通过对相应文献的查找，为文章的分析提供一些理论基础。对现有高速公路桥梁加固技术应用进行要点总结，能在一定程度上提高高速公路建设水平。

关键词：高速公路桥梁；加固施工技术；应用要点

中图分类号：U445.4文献标志码：A

0前言

高速公路桥梁加固施工是高速公路建设的关键环节，桥梁作为施工目标的重要结构物，是高速公路施工工程性能的重要体现，对于我国基础设施建设和人民生活水平有着重要意义。随着我国现代化建设不断推进，在桥梁加固施工技术的应用方面也得到突破，目前需要总结相关经验并形成科学程式，助力我国后续相关建设。因此，本论述此次研究的内容和提出的策略对提升高速公路桥梁施工技术具有理论性意义，对国家现代化建设具有现实意义。

1高速公路桥梁加固施工技术的应用意义

高速公路作为联通区域的关键基础设施，其工程建设工期长、难度大且成本高昂，在低维护情况下的拆除重建将造成大量资源浪费，徒增人、材、机成本，同时大型高速公路的停运将直接影响区域资源调配和市场销售能力，给不同的社会行业造成经济损失。由于钢筋混凝土结构成型的一体性和精密性，相关工程主要结构部件的二次利用率很低，但同时钢筋混凝土的延展性和兼容性也展现出其优秀的维修潜力，科学进行高速公路桥梁加固技术将大幅延长其寿命并节约重复建设成本。加固和改造高速公路桥梁需要的资源较少，对环境的破坏也不大，符合我国可持续发展基本理念[1]。另外及时对已建成的高速公路桥梁进行加固施工对保障我国人民的生命财产安全至关重要，对国家交通网络建设意义重大。

2高速公路桥梁加固施工技术现状

2.1维修及时性欠缺

由于高速公路使用的频繁性和桥梁组件承压的持续性，科学合理的维修工作也是高速公路桥梁加固施工的重要环节，可以减少由于环境等不可抗力对工程建设使用的影响，但由于我国高速公路建设起步晚相关后续维修经验不足，目前我国的高速公路桥梁加固施工缺乏正确的维修工作，这使得桥梁在使用过程中的磨损裂缝极易发生恶化，进而在部分路段出现沟槽与跳车。同时在部分湿度大且降水频繁的区域，雨水会将砂石带入桥梁孔洞造成堵塞。

2.2养护关注度缺乏

养护工程是高速公路功能发挥持续性的保证，也是桥梁加固工程贯彻可持续发展理念的关键所在。但由于现阶段我国施工企业长远发展眼光的缺乏，和对短期利益的过分追逐，行业内工程养护意识不足。桥梁路面养护的缺乏会使路边接地点的填土工程发生沉降，轻则导致桥梁的腐蚀与裂缝，重则使桥梁连接处出现断层危险。桥梁构件的养护缺乏会降低构件性能，严重损害高速桥梁运营的安全性。

2.3人员专业性不足

高速公路桥梁加固施工的主体是施工单位专业施工人员，其专业素养和职业道德水平的高低直接对高速公路桥梁施工质量造成影响。但现阶段我国高速公路施工单位的人员构成仍以外来务工人员和临时工为主，专业的施工队伍在交通网络快速发展的今天呈现出明显地供不应求。同时针对高速公路建设的管理专业人才与核心技术人才在市场中也比较缺乏，严重影响工程的质量和安全性。

3高速公路桥梁加固施工的技术要点

3.1高速公路桥梁加固原则

高速公路桥梁加固贯穿桥梁建设的前后环节，在实际加固工程进行中要尊重原有桥梁建设基础。依照行业标准与作业原则进行加固工作，专业人员需要依据高速公路桥梁的现实状况整改桥梁[2]。第一，优先增加桥头下方梁柱结构的最大承压能力；第二，以保证公路交通能力作为第一要义；第三，在对桥梁下部空心板进行加固时，需要在保证下方承重空间的基础上完成；第四，时刻关注公路运营性能以及桥梁路面的表面情况，在科学判断裂缝成因的基础上完成表面修补工作，兼顾高速公路桥梁的美观性与实用性。

3.2高速公路桥梁加固技术

现阶段，高速公路桥梁加固技术主要有高强复合纤维预应力加固技术、化学植筋加固技术与高速公路桥梁增强技术。高强复合纤维预应力加固技术，该技术通过纤维材料产生的上拉作用力减轻桥面重力对桥梁产生的压力，从而将桥梁的承重性能进行进一步发挥，该技术的优势在于轻质量的纤维材料不会大幅改变原有工程的重量与体积，在提升桥梁载重能力和延伸能力的同时兼顾桥梁初始设计的形变空间，减少由于多次施工造成的组件冲突。化学植筋加固技术，该技术利用原有混凝土构件的工程基础，通过钢筋植入钻孔的方式增加桥墩与路面的受力面积，钢筋分散原有承重压力，更好的提升工程整体性能，同时由于该技术的钻孔安全需要，在具體施工过程中还包含对桥体开裂灾害的整体封闭处理，由于其简单的操作和一举多得，该技术在具体施工中最为常见。高速公路桥梁加固增强技术，施工单位主要利用加大载体截面、工程外部黏贴加固和纵向承重梁体增设等方式在物理层面进行加固施工。钢板粘贴桥梁施工技术能够有效防止加工施工对桥梁结构尺寸带来的影响[3]。对于桥梁结构完整，但载重能力缺乏的情况，加大截面的加固技术可以系统化地减轻工程荷载压力。若受限于构件尺寸，横截面的延伸空间不足，则需要采用外部黏贴加固法或增设纵梁结构法进一步提升公路桥梁的综合性能。

3.3高速公路桥梁加固施工技术要点

在高速公路桥梁加固工程施工中主要的施工部位为桥梁上部组件以及桥梁下部组件，由于二者在高速公路桥梁实际应用中的功能不同，因此在实际加固施工中也存在不同的侧重点。对于桥梁上部组件施工部位而言，为了提高施工效率减少对使用过程的影响，常采用黏贴钢板加固法，在利用化学黏贴材料黏贴加固钢板的基础上配合螺栓完成物理加固。该方法的加固技术要点在于加强加固材料与混凝土结构的紧密性与一体性，在实际工程施工现场，通常利用高速喷射机械在开裂或弯曲桥梁底部与侧面的加固钢板网，同时需要保证加固钢板与现有桥梁载重的物理作用力方向一致，实现加固效果最大化。通过施加预应力改变结构体系，优化桥梁很窄的内力分配形式[4]。对于桥梁下部结构施工部位而言，精准定位病害问题及成因，统筹计算桥梁自身承载强度与计划增强强度的数值，以减少施工误差是该方法的技术要点，针对已经发生沉降灾害的桥墩，需要根据其下沉角度和幅度，科学分析选择增设桩基或扩大原有桩基面积，针对已经发生裂隙灾害的桥墩，则需要判断开裂程度与方向，合理分析选择钢结构或混凝土结构的支撑与填充方案。

4高速公路桥梁加固施工技术的应用案例

4.1土城头路上跨桥梁工程概况

土城头路上跨桥作为某高速公路二期工程的重要施工路段，严格按照《公路工程技术标准》执行施工，整体桥梁跨越半径120 m，全线双向8车道通车。具体工程概况见表1所列。

4.2土城头路上跨桥梁病害

土城头路上跨桥在桥梁加固施工中主要面临的施工问题为混凝土制空心板衔接处的受力钢筋和组件垫板位移，具体表现为固定钢筋内外侧不在原有箍筋位置内。针对土城头路上跨桥工程而言超过三分之二的梁片板材的主要受力点在箍筋点外，这就导致箍筋对于板材的实际固定作用力小于预期，使得梁桥混凝土空心板在承压受力时出现不平衡的病害，对整个土城头高速公路桥梁加固工程质量造成影响。

该工程病害出现的主要原因在于工程材料设计的不严谨与采购过程中的规范性缺乏。施工过程采用的混凝土保护层达不到要求，设置横向纵筋力量分布不均[5]。理想化和经验主义的工程设计图纸导致施工单位采购部门在锚垫采购过程中，选购了尺寸不适合的锚垫板构件，在材料现场加工过程中工人对钢筋绑扎作业态度较为散漫，导致钢筋负重后由于重力和惯性作用出现错位。

4.3土城头路上跨桥梁加固施工

土城头路上跨桥空心板病害发生的第一时间，工程内加固工作也就此展开。根据土城头路上工程采用的30 m空心板的材料背景与施工方受力结构的演算分析，土城头路上跨桥加固施工工程主要采用预应力施工方案，以套箍镶嵌加固材料的方法固定移位的钢筋构件以完成补强加工。

土城头路上跨桥首先使用现浇混凝土浇灌空心板腔形成楔形套箍镶嵌结构，为现有空心板端腹板提供额外的受弯能力，在浇灌混凝土凝固后楔形机构为空心板内部搭建了一个连接两侧腹板的“反八字墙”，分担原空心板板端的整体受力，利用抗剪力防止空心板在承压过程中的形变弯曲，严格控制钢板强度与混凝土结构稳定性[6]。同时，土城头加固工程也汲取了之前工程只看重短期效益的教训，提前预判到在加固工程中使用混凝土楔形结构对空心板顶端的压力问题。因此在土城头路上跨桥加固工程的实际工作中，根据板材极限挠值计算，在混凝土浇灌前为空心板空腔顶部填充1 cm厚度的泡沫板，提升固件自身的抗剪及抗弯能力[7]。以防止加固工程中的空心板翘板现象以及工程建设中发生二次灾害的情况。

4.4土城头路上跨桥梁加固效果

土城路上跨桥桥梁加固工程施工结束后，成功利用预应力施工改善了板材节点处的极限剪力、极限弯矩与极限抗力，进而通过向上受弯的受力方式满足了项目预期要求的轴力与弯矩数值。其工程效果最明显的表现为预应力混凝土结构的裂缝数值，根据土城头路上跨桥桥梁A类演算公式，施工团队对板材缝隙进行了重复测量，抽检节点的上下裂缝，根据计算结果，数值皆满足基准数据最大裂缝的标准[8]。其加固施工具体混凝土构件节点缝隙数据见表2所列。

5结束语

高速公路建设是我国现代化建设的关键工程，其中桥梁加固施工建设对于其施工质量和安全性至关重要，同时由于现阶段我国交通网络建设具有区域发展不平衡的问题，目前亟须对高速公路桥梁加固技术进行相关实践经验的总结。通过研究，得知总结高速公路桥梁加固施工技术有着重要意义，目前存在维修及时性欠缺、养护关注度缺乏、人员专业性不足的問题，在施工技术方面主要侧重于加固技术与原则。基于土城头路上跨桥梁的实际案例，总结了相关桥梁加固施工经验。

参考文献：

[1]汤伟干.高速公路桥梁加固施工技术要点探讨[J].建材与装饰，2020（17）：231，234.

[2]赵宏亮.高速公路桥梁加固施工技术要点分析[J].住宅与房地产，2020（4）：223.

[3]胡鹏.高速公路桥梁加固施工技术要点分析[J].城市建设理论研究（电子版），2018（19）：123.

[4]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）：138-139.

[5]龚浩，张晶，尹福，等.高速公路桥梁加固施工技术要点分析[J].城市建设理论研究（电子版），2018（8）：124.

[6]陈东.高速公路桥梁加固施工技术要点[J].中国公路，2017（24）：113-114.

[7]魏从荣.高速公路桥梁加固施工技术要点分析[J].建材与装饰，2017（41）：258-259.

[8]王东阔.高速公路桥梁加固施工技术要点分析[J].绿色环保建材，2017（8）：88.