高速公路桥梁加固施工技术探讨
2015-12-03
公路桥梁加固技术是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。然而加固施工工艺相对较复杂，要求桥梁加固工程取长补短，不仅延长了原桥的使用寿命，同时还增强了原桥的承载能力。桥梁加固将是桥梁工程界一个非常迫切的任务，体外预应力是一种有效的桥梁加固方法，简单易行，不影响行车，受力途径明确，能显著提高结构承载力和抗裂度，有效改善结构的应力状态。
1.桥梁维修加固的基本概念
养护维修是一项经常性的工作，一发现桥梁产生小的缺陷，就必须及时处理，由养护部门对缺陷进行修理，日常的养护维修对于防止缺陷的产生和扩大具有积极的意义，补强是通过对桥梁构件和重大病害进行彻底整治来提高整座桥梁承载能力作用的加固，称为永久性的加固，为了维持临时通车而采用的临时加大，称为临时性的加固，对旧桥进行拓宽，升高桥面，改桥为涵，全部更换桥梁主要承重构件等工作一般称为桥梁的改建[2]。
2.高速公路桥梁的使用现状及加固的原因
2.1由于缺乏规范的经常性的检查和维护，在自然环境和使用环境的作用下，桥梁的桥面板容易遭到损坏，尤其是沥青材料铺装的桥面或者使用年限较长的桥梁更容易遭到损坏。桥面不平整严重影响车辆行驶，车辆行驶不舒适，严重的会出现跳车现象。由于缺乏养护和车辆行驶造成的磨耗，简支梁的梁端接头处和挂梁的悬臂挂梁支点处的填缝材料发生脱落，进而出现大沟槽，引起跳车现象的发生。跳车处因临近梁段的严重振动导致构件的疲劳增加。若对此不加以改善，势必将缩短桥梁的使用寿命。许多中、小型桥梁普遍存在因长期无人清扫、整理的问题，桥面不清洁，泄水孔堵塞，下雨时桥面产生积水，车辆过桥时泥水飞溅，影响通行能力。
2.2在许多失养的高速公路线上都能看到，因机动车交通事故造成的桥面栏杆损坏，没有及时维修恢复，使桥上交通缺乏安全感，还影响道路美观。
2.3许多桥梁桥面与引道路面衔接处不够平整、顺适，这主要是由于桥头引道高填土产生不均匀沉降早成的，车辆驶过桥头时，产生轻微或严重跳车现象。桥头跳车不但影响车速，降低行车舒适性，而且也会影响桥梁使用寿命，严重的跳车甚至导致交通事故。
2.4桥梁在交付使用后出现的空洞、裂缝、沉陷、变位等毛病在日常维修养护中缺乏经常检查与及时修补，致使钢筋锈蚀，小裂缝发展成大裂缝，活动支座失去活动能力，混凝土脱落等。对桥梁下部的墩台、锥坡、护岸，上部构件的背面极少巡视查看，因此问题不能及时发现，汛期抗洪能力极差，易遭到水毁，所以有的桥梁“小病不治酿成大病”。
2.5不少中小桥的桥孔水流不畅，桥孔附近河床淤塞。位于城镇郊区和工厂附近的桥梁，由于排放大量生活污水和工业废水，使桥孔淤塞更为严重。
2.6许多桥梁由于建造年限较长，标准较低，桥面窄小。在高速公路的维修改建中，往往路面拓宽，而桥梁没有相应拓宽改建，形成“瓶颈”，既影响通过能力，又增加行车的危险性。
3.桥粱加固的步骤与原则
一般来说，桥梁的加固包括现有桥梁的改造及病害桥梁的修复。桥梁的加固与桥梁的设计一样，除了满足设计规范、符合技术要求、经济合理及结构安全的原则外，还必须经过一定的程序和步骤，其步骤及基本原则如下：
3.1桥梁结构由于结构失效或损伤经评估不能满足结构安全或正常使用要求时，必须进行加固。加固设计的内容及范围，应根据评估结论及委托方要求确定。
3.2建立既有桥梁维修、加固、重建的经济分析模型，选择技术可行、经济合理、对现有交通干扰小的方案实施，以保证改造后的桥梁能安全运营。
3.3根据需要改造桥梁的评估结论和经济分析，当得知现有桥梁可以通过加固、维修达到使用要求的结论后，再提出桥梁加固设计方案。
3.4对于大桥、特大桥，其主要承重构件需要加固补强时，加固设计方案不少于两个，进行方案评选和经济评估，选择最佳加固方案。
3.5加固设计及施工尽量不破坏原结构，并保留有利用价值的构件，避免不必要的拆除与更换。加固设计应与施工方法紧密结合，并采取有效措施。加固设计应按结构实际损坏情况进行计算。
3.6在加固施工中，应尽可能减少对桥上及桥下行车及行人的干扰，采取必要的措施，减少对周边环境的污染。
3.7在施工过程中，若发现原结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷时，应立即停止施工，会同加固方案设计者进行研究，待采取有效措施处理后，方能继续施工。加固施工过程中注意安全防护工作，保证施工人员安全。
4.加固措施
4.1封缝处理
先用钢丝刷清除裂缝表面的灰尘、浮碴及松散物，确定需要封闭的范围， 用气压0.2MPA 的压缩空气清除缝内浮尘，用工业丙酮将裂缝刷洗干净。沿清理好的缝涂一层环氧树脂胶留出埋设灌浆底座的位置，待胶干后用树脂胶埋设灌浆底座。灌浆材料选用一灌浆材料，在干燥或潮湿环境下固化具有收缩性小、强度高、韧性好、可灌性好等特点，浆液配比均有说明。
施工顺序先将配制好的浆液吸人软管，装好注浆器，逐孔灌浆，如单孔不足可取下灌浆器补充后再继续灌注，灌后及时堵死灌浆孔。灌浆完毕待树脂初凝后凿除灌桨底座，并用环氧树脂胶封缝
4.2盖梁加固
盖梁侧面粘贴的钢板应预先设计尺寸裁出备用，在盖梁侧面放出粘钢位置大样用切割机沿边线切割砼深1CM，然后用钢钎凿毛，剔出带槽，在剔好的槽内按设计锚固间距钻孔，空乓机吹净孔内粉尘后用配好的环氧树脂在孔内植人螺栓。根据盖梁预埋螺栓情况确定钢带钻孔位置，用角磨机对钥板猫合面除锈并打出横纹猫结前用丙酮对钢板猫结面及硷表面进行擦拭，以去除灰尘及油渍。硅表面用毛刷涂一道环氧胶液，钢板翁结面涂抹配好的环氧砂浆，砂浆涂抹宜中厚外薄，均匀一致，然后对准孔位粘合到硅表面。钢板粘好后立即紧固螺母，交替间隔紧固，同时不断轻敲钢板使砂浆扩散，排出气泡，使钥板平整，浆体饱满密实。粘完钢板30H 后，用小锤轻敲钢板表面，判断密实程度如钢板猫结面小于此应剥下重粘。钢板猫结合格后应及时刷防锈漆。钢板的环氧砂浆固化后，支立模板在盖梁底部浇筑环氧砂浆。环氧硷应浇筑密实， 与原硅结为一体。
4.3桥墩加固处理
设计要求桥墩侧面裂缝封缝后先在侧面纵向粘贴两层碳纤维片，再环向粘贴两层碳纤维片。碳纤维片与其他加固方法相比具有高强、耐腐蚀、不增加构件自重、便于施工等特点。加固前对加固桥面进行交通控制， 尽可能对加固构件卸荷对加固底面的硅表层出现的剥落、空鼓、腐蚀等部位应先凿除，用角磨机、砂纸等除去硷表面的浮浆、油污，构件表面打磨平整，转角处打成圆弧状。硅表面清理干净并保持干燥。将底层树脂均匀刷于硷表面，待固化后以指触干燥为准，再将构件表面凹陷部位用找平胶填平。浸润胶调好后均匀涂于待粘贴部位，将裁好的碳纤维片粘于构件上用滚筒反复滚压去除气泡，将浸润胶充分浸透碳纤维片， 待碳纤维片表面指触干燥后可进行下一层的粘贴。在最后一层碳纤维片表面均匀涂抹浸润胶。碳纤维片端部用横向碳纤维片固定，碳纤维片与硷的粘结质量可用手压碳纤维片表面的方法检查， 总有效面积不应小于95% ， 当空鼓面积小于10000mm2 时， 可用针管注胶的方法进行修补， 当空鼓面积大于10000mm2 时应将空鼓部位的碳纤维片切除重新搭接等量的碳纤维片，搭接长度不应小于100MM。加固后的碳纤维片表面应涂一层水泥漆进行保护。
结束语
路桥加固、维修将是一个永久性的课题，路桥的加固是一项既综合繁杂，应当引起各级公路主管部门的领导充分重视，积极引进和开发路桥加固、改造的先进技术、材料和设备，合理确定加固、改造方案，让有限资金发挥更大的效益。
