桥梁加固过程中关键问题的研究

尹进

（秦皇岛市公路养护服务中心，河北秦皇岛066000）

1 引言

桥梁是连接城市各个区域的重要通道， 对国家和地方经济的发展发挥着关键作用。 然而，随着桥梁使用年限的增加，部分桥梁的结构状况呈现逐渐恶化趋势， 导致桥梁的承载能力降低，进而影响公路交通的安全性和畅通度，须对桥梁进行加固。 在桥梁加固过程中，如何有效解决存在的关键问题，是保障加固质量和加固效果的重要保证。 因此，针对桥梁加固过程中存在的关键问题进行深入分析和研究，探索解决方案，具有重要的实用价值。

2 桥梁加固的必要性及加固原则

2.1 桥梁加固的必要性

桥梁在运营期间，受长期使用和气候等因素的影响，许多桥梁的结构状况恶化，其承载能力降低，存在安全隐患。 为保障桥梁的结构安全和公路交通畅通，须对桥梁进行加固。 通过采用先进的加固技术和材料， 可大幅提升桥梁的结构稳定性和承载能力， 使其能够满足日益增长的车流量和交通运输需求，保障公路交通的安全和畅通。 同时，桥梁加固还能延长桥梁使用寿命，减少对环境的影响，降低交通事故发生率，对城市的经济、社会和环境发展具有重要意义[1]。因此，桥梁加固十分必要，是城市交通运输发展的重要保障措施。

2.2 桥梁加固的原则

桥梁加固是指在保证原有桥梁基本结构不变的前提下，采用加固材料和相关施工技术提升桥梁的承载能力和使用寿命。 为保证加固效果，需遵循以下桥梁加固原则：（1）结构安全性原则。 桥梁加固过程须保证桥梁结构安全，不得破坏原有结构的完整性，同时加固后的结构应具有更好的安全性能。 （2）功能恢复原则。 桥梁加固后应保证原有功能得到恢复，即加固后的桥梁能满足设计要求，并承担原有的交通运输任务。 （3）技术先进性原则。 桥梁加固过程中应采用先进的加固技术和材料，提升桥梁的承载能力，延长使用寿命。 （4）经济效益原则。 桥梁加固过程中应充分考虑经济效益，选择经济合理的加固方案，以达到最优的经济效益和社会效益。 （5）可操作性原则。 桥梁加固方案应具备可行性和可操作性，使得加固施工过程中能达到预期效果。

3 桥梁的主要病害

桥梁病害是桥梁使用过程中不可避免的问题， 也是影响桥梁安全性和使用寿命的重要因素。 因此，对桥梁病害进行分类，并针对不同病害采取相应的治理措施，是保障桥梁安全和延长使用寿命的关键。 桥梁病害通常分为3 类，即结构病害、材料病害及地基病害。

3.1 结构病害

结构病害是桥梁最常见的病害之一， 其主要原因是桥梁在使用过程中受到外部荷载作用和环境因素影响，如气候、自然灾害等。 常见的结构病害包括裂缝、变形、断裂等。

3.2 材料病害

材料病害是桥梁的另一个重要问题， 主要是由桥梁材料自身存在的固有缺陷或老化、劣化等问题导致。 例如，混凝土结构碳化、钢筋锈蚀、金属疲劳等，均为常见的材料病害。

3.3 地基病害

地基病害主要是指桥梁基础所在地基发生沉降、滑移、坍塌等导致的损伤或破坏，该病害通常会导致桥梁变形、裂缝等问题，严重时甚至可能引起桥梁崩塌。

4 桥梁加固工作程序

桥梁加固是一个复杂的工程， 需经过多个步骤和程序才能完成，应严格遵循设计要求和标准，确保加固工程顺利完成并达到预期效果。 同时，需注意施工安全和环境保护等方面问题，确保加固工程的顺利进行。 一般而言，桥梁加固的工作程序包括以下几个阶段。

4.1 桥梁检测

在桥梁加固工作开始前， 桥梁检测是桥梁加固工程的重要一环，其目的是确定桥梁的病害类型和程度，为加固方案的设计和施工提供依据。 因此，进行桥梁加固工作前，须进行详细的检测和评估， 确保加固工作的顺利进行和加固效果达到预期。

4.2 方案设计

根据桥梁检测结果，设计桥梁加固方案。 桥梁加固方案的设计是保证加固工程成功和加固效果达到预期的关键。 进行方案设计时，需进行综合分析和评估，综合考虑加固材料、加固方式、加固强度以及经济效益等多种因素。

4.3 材料选用

根据桥梁加固方案，选择合适的材料，如钢板、钢筋混凝土、预应力钢束、碳纤维等，为加固工程提供坚实保障。 选择材料时，需充分考虑材料的强度、耐久性、施工难度、经济性等因素，以确保加固工程高效完成，加固效果达到预期。

4.4 加固施工

桥梁加固施工是桥梁加固工程中最关键的步骤。 施工时，需根据具体加固方案选择合适的加固方法和施工技术， 严格控制施工质量和安全，确保加固工程达到预期效果。

4.5 质量检验

加固施工完成后，对加固工程进行全面的质量检验，确认加固效果是否达到预期。 质量检验采用专业的检验方法和设备，检验内容包括加固部位的强度、稳定性、耐久性、承载能力等指标。 若发现问题，需及时进行整改，确保加固质量和效果满足要求。

4.6 加固效果评估

对加固后的桥梁进行评估是确保加固效果的重要环节。评估工作需对加固工程的各项指标进行全面检查，包括强度、稳定性、耐久性等，以确认加固效果是否达到预期目标。 同时，加固后还需进行定期维护管理， 以确保桥梁长期保持良好的使用状态。 加固效果评估结果分为合格和不合格，评估结果合格，则说明加固效果符合设计要求。 评估结果不合格，则需采取相应措施进行整改。

5 桥梁加固技术

桥梁加固技术是维护桥梁安全和延长使用寿命的重要手段。 目前，常见的桥梁加固技术主要包括灌封胶灌注法、钢材加固法、预应力加固法、碳纤维加固法以及喷射混凝土加固法等。 以上加固技术应用范围十分广泛，具有较强的实用性和适应性，可针对不同的桥梁类型、结构形式、病害类型和加固要求等进行选择，在桥梁管理和养护工作中发挥着重要作用。 例如，在桥梁结构出现断裂、疲劳等病害时，常采用钢材加固、预应力加固等方法进行处理；在混凝土结构存在碳化、锈蚀等问题时，可采用碳纤维加固、混凝土加固等技术进行修复；在桥梁基础存在沉降、滑移等问题时，可采用地基处理、加固基础等方法进行加固。

5.1 灌封胶灌注法

灌封胶灌注技术的基本原理是通过在桥梁结构的裂缝和空隙中灌注特殊的胶体材料，使其与原有结构形成一个整体，以提高结构的承载能力和稳定性。 灌封胶灌注技术在桥梁加固中具有较好效果，其不仅可修补裂缝和空隙，还可提高结构的整体强度和刚度，增强结构的抗震性能。 同时，该技术具有施工简便、成本低廉等优点，适用于各种桥梁结构的加固和维修。 需注意的是，选择合适的灌浆材料和施工方法非常关键，可确保处理后的裂缝能够满足工程要求。 灌封胶灌注技术处理流程如图1 所示。

图1 灌封胶灌注法工艺流程示意图

5.2 钢材加固法

钢材加固法具有施工简便、加固效果显著等优点，被广泛应用于桥梁加固修复中[2]。该技术的基本原理是在桥梁受力区域布置一定数量和规格的钢材，通过钢材的高强度和刚性提高桥梁的承载能力和抗震性能。在实际应用中，钢材加固技术具有很高的适应性和灵活性，可以根据桥梁的不同结构形式和病害类型进行针对性的加固处理。 钢材加固技术还可与其他加固技术相结合，形成综合加固方案，提高桥梁的抗震性能和承载能力。

5.3 预应力加固法

预应力加固技术主要是通过在桥梁结构中增加预应力提高结构的承载能力和抗震性能。 该技术具有加固效果好，增强结构的承载能力和抗震能力， 延长结构使用寿命等优点。 此外，预应力加固技术还具有施工简便、周期短、对桥梁结构损伤小等特点，可适用于各种类型的桥梁结构加固和修复，是一种有效的桥梁加固技术。 预应力加固技术可分为内加预应力和外加预应力两种类型。

5.3.1 内加预应力加固法

内加预应力是指在桥梁结构内部钢筋混凝土构件中预先施加预应力，以改善结构的受力性能。 内加预应力一般采用张拉法和压气法，其基本步骤包括：制订加固方案、进行张拉或压气、灌注混凝土、松弛预应力。 常用的内加预应力加固技术包括钢筋预应力加固和钢束预应力加固两种[3]。

5.3.2 外加预应力加固法

外加预应力是指在桥梁结构外部使用预应力构件施加预应力，以达到加固目的。 外加预应力一般采用拉杆和索道等构件，其基本步骤包括：制订加固方案、安装预应力构件、施加预应力、灌注混凝土、松弛预应力。 常用的桥梁SRAP 加固法即属于外加预应力加固法中的一种。

5.4 碳纤维加固法

碳纤维加固技术是一种较新的桥梁加固技术， 又称为碳纤维增强复合材料加固技术， 其主要作用是利用碳纤维增强材料的高强度和耐久性，以增强桥梁的承载能力和抗震性能，达到加固和修复目的。 该技术不仅可用于新建桥梁的增强和修复，还可用于旧桥梁的改造和升级，具有加固效果好、施工快速、成本低以及对桥梁结构损伤小等优点，因此，被广泛应用于各种类型的桥梁结构的加固和修复[4]。碳纤维加固工艺流程如图2 所示。

图2 碳纤维加固工艺流程示意图

5.5 喷射混凝土加固技术

喷射混凝土加固技术又称为“喷混凝土加固法”或“喷涂混凝土加固法”。 该技术通过将高强度、高黏度混凝土以高压水泥泵形式喷射到桥梁表面或内部， 形成一层致密混凝土膜或固化混凝土块，从而增强桥梁的结构强度和承载能力，达到加固的目的[5]。

喷射混凝土加固技术主要适用于桥梁表面或内部损伤或裂缝较为严重的情况，如混凝土剥落、开裂、酥松、腐蚀等。 在加固过程中，需先对桥梁进行清洗、处理，使其表面或内部干净、结实。 在喷射混凝土前，需进行钢筋加固、封堵、喷砂处理等步骤，以保证喷射混凝土与原有结构紧密衔接。

6 结语

综上所述，桥梁作为我国重要的基础设施之一，对我国经济社会发展发挥着关键作用。 随着桥梁使用年限的增加，会出现越来越多的问题，影响交通安全及运营质量。 通过对桥梁的加固，可提高其安全性，延长其使用寿命。 基于此，本文从工作实践出发，对桥梁加固的必要性及加固原则进行简要概述，对桥梁加固工作程序进行了深入探讨， 并提出了桥梁加固常用技术，对今后桥梁加固工作具有重要的指导意义。