橋梁工程的加固技術應用標準
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摘要：伴隨我國交通運輸網的逐步完善，公路基礎設施建設力度也越來越大。但現有部分道橋工程已無法滿足交通發展需求，尤其是修筑時間長、質量低及病害較為嚴重的老橋，隨著通行運行時間的不斷增多，其承載力下降嚴重，為確保車輛通行安全，必須做好橋梁加固處理。只有做好加固改造施工工作，才能進一步提升橋梁承載能力，才能更好地為人們出行提供服務。本文在調查分析原橋病害情況的前提下，制定了切實可行的加固方案，并對其技術應用標準進行了探討，以期全面提升工程質量。
1工程概況
某橋梁工程為剛架鋼筋混凝土橋，通車時間較長。橫向上本橋主要構件為6個剛架片，通過橋面、橫隔板進行剛架片連接，在拱腳、跨中位置各個剛架片鉸接，構成三鉸斜腿剛架橋。在橋臺上放置邊跨梁一端，則中跨主梁端部牛腿位置放置另一端。21.66m為主橋跨徑，26m為全橋長度，7m為橋面凈寬。該橋地形地貌及水文地質特征如下：1.1地形地貌特征本工程所在地具有較為平坦的地形，6.3到7.5m為地面高程范圍，第四系內陸河湖沉積硬可塑狀粘土、粉質粘土為該橋位勘察深度范圍已揭露的土層，且有一定量淤泥質軟土、粉土存于頂部，基巖埋深較大，不良地質未出現于勘察范圍內。1.2水文地質特征5.0到6.0m為勘察區地下水水位測量埋深，孔隙潛水為地下水類型，季節對水位影響較大。經分析得出，于混凝土結構而言地下水不存在腐蝕影響，而對鋼筋、鋼結構，地下水存有弱腐蝕性。因多種因素影響，目前橋梁結構存有病害問題，如箍筋銹蝕、鐵銹膨脹導致混凝土保護層剝落等。除此之外，因交通量不斷增大，為滿足車輛運行需求，必須進行橋梁加固施工。
2病害調查分析
加固施工前，應全面、詳細地檢查原有橋梁各個部位的實際情況.整體來講，本橋梁具有基本完整的橋梁結構，且受力清晰，可實施加固措施。但因通車運行時間較長，所有構件都存在不同程度的破壞現象，其中最為嚴重的為裂縫、銹脹問題。為此，必須做好加固施工，才能確保車輛通行安全。
3加固方案分析
根據施工設計要求，并與工程現場實際情況相結合，提出以下施工加固方案。3.1下部結構加固方案原橋橋臺結構為“短樁、承臺、重力式橋臺”三者結合方式，調查結果顯示，橋臺不存在變位、表面腐蝕等問題，同時該施工區域具有良好地質情況，且橋臺較厚，此次加固施工，無需更改原橋臺，僅將混凝土噴灑到表面裂縫位置即可，保證該位置具有良好平整度且密實度符合設計要求，避免裂縫擴大及內部鋼筋銹蝕。3.2上部結構加固方案加固時，需將跨中鉸接進行固接轉變，保證單榀剛架片為超靜定結構，以此增加主橋承受彎矩的能力，同時需將U形鋼板設置到主梁段外。要求將梁的下緣、跨中部位作為加固關鍵點。由于結構體系轉變將大大增加抵抗截面彎矩的能力。斜腿基本等同于拱肋，受軸壓為主，且承受相應彎矩，加固可選取外包型鋼法，也就是將角鋼粘黏到梁截面4角上，隨后進行扁鋼箍焊接，保證連接4根角鋼，并將水泥砂漿涂抹到外側，厚度為2.5cm左右。以此制約混凝土，達到混凝土材料抗壓能力提升的目的。針對邊跨主梁，因其與中跨主梁不連接，可構成受力清晰的簡支梁，與支點相近位置具有較大主拉應力，為此，可選取碳纖維補強法進行加固。要求將碳纖維貼于跨中受拉側，如梁體下部側面、底面，以縱橋向作為纖維向，因支點相近位置具有較大主拉應力，應將碳纖維豎向粘貼到梁肋兩側。
4橋梁工程加固施工工藝
4.1碳纖維施工
4.1.1表面處理施工前，需將加固構件表面質量不良的混凝土清理干凈，保證混凝土結構層露出，表面可選取修復材料施工。如受力裂縫存于施工中，需做好灌縫處理，必要時可進行封閉施工。要求打磨整平粘貼后的混凝土表面，將附著上面的雜物清理干凈，如浮漿等，直到混凝土結構新面露出。選取導角處理法處理轉角粘貼位置，進行半徑20mm以上圓弧狀打磨。4.1.2底層樹脂涂刷待清理干凈混凝土表面后，應進行底層樹脂涂抹。要求嚴格按照施工現場具體溫度進行樹脂每次拌和量的確定，且對使用時間加以嚴控。隨后通過滾筒在混凝土表面均勻涂抹底層樹脂。待其表面干燥程度滿足設計要求后，即可進行下階段施工。針對凹凸不平位置，可通過找平材料處理修復。4.1.3碳纖維布粘貼碳纖維布粘貼時，需根據設計要求進行碳纖維布剪切，并在粘貼位置均勻涂抹浸漬樹脂。通過人工方式向被粘貼位置按壓碳纖維布，確保兩者粘黏，隨后沿著纖維方向選取專用滾筒進行多次滾壓，將氣泡擠出，保證碳纖維布能夠被浸漬樹脂浸透，施工中嚴禁對碳纖維布造成任何破壞。碳纖維布粘貼及浸漬樹脂均勻涂抹到表面后，需做好加固結構表面防護工作。要求將砂、素水泥漿等施加到被加固表面，并涂抹厚10mm左右的水泥砂漿。
4.2濕法粘鋼施工
4.2.1處理混凝土表面施工前，應將混凝土構件表面污漬、油垢清理干凈，并鑿除粘結位置粉刷層。同時打磨粘結面，直到混凝土基層露出，打磨作業結束后，需及時將其表面浮渣清理干凈，表面可選取丙酮等進行清理。如表面存在空洞、蜂窩等問題，需做好修復處理。4.2.2鋼板表面處理將鋼板粘結面銹跡等清理干凈后，需對其進行打磨直到呈現出金屬光澤，盡可能保證表面粗糙，打磨紋路必須垂直于鋼板受力方向，隨后選取丙酮清理。4.2.3安裝鋼板根據施工規范規定，準確安裝鋼板，同時還需安裝鋼板連接位置、錨栓等，且在1到2mm之間控制鋼板、基面的縫隙。4.2.4灌膠粘鋼封縫處理鋼板附近，并將灌漿孔留出，依照既定灌漿順序做好灌膠施工。固化階段，禁止擾動鋼板，最后做好鋼板防護工作。
4.3加固檢測
混凝土結構選取碳纖維片或樹脂類粘結材料加固的情況下，需做好各項工序檢驗工作，如質量不符合施工規定，需及時采取切實可行的措施予以補救。一般情況下，相比設計面積，碳纖維片材具體粘貼面積需控制在設計面積以上，且在10mm以內控制誤差值。為檢驗碳纖維片是否緊密粘結混凝土，可通過手壓法檢查碳纖維片表面，或利用小錘敲擊，保證在95%以上控制整體有效粘結面積。如碳纖維布空鼓面積在10m2以內，修補時可選取針管注膠法施工。如空鼓面積在10m2以上，需及時去除空鼓位置的碳纖維片，再次進行新碳纖維片搭接粘結，且在10cm以上控制搭接長度。特殊情況下，可現場抽取碳纖維片等樣品進行檢驗。粘鋼施工中，當臨時固定設備去除后，粘結鋼板可選取小錘輕敲，通過聲音對粘結效果進行判斷。當90%以下為錨固區域粘結面積、70%以下為非錨固區域粘結面積時，可認為該粘結件質量不合格，需去除再次進行粘結。
5結束語
綜上所述，伴隨我國橋梁工程建設規模的不斷擴大，施工所面臨的環境愈加復雜，必須結合工程實際情況，選取相應的施工技術，確保工程質量及穩定性。加固技術的應用，可有效提升橋梁承載能力，滿足交通運行需求。為克服設計、施工弊端，進一步推廣碳纖維補強法，必須加大設計理論、施工理論及檢測技術等方面的研究力度，這對提高橋梁工程質量意義重大。
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作者:劉春艷 單位:河南通和高速公路養護工程有限責任公司