浅谈桥梁加固

摘要：通过桥梁加固，能够有效延长桥梁的使用寿命，不仅可以使桥梁满通量的要求，还可以缓和桥梁投资的集中性，具有良好的经济效益和社会效益。

Abstract： Bridge reinforcement can effectively extend the service life of bridge， which can not only make the bridge meet the traffic quantity requirement， but also can relieve the concentration of bridge investment， so it has good economical and social benefit.

关键词：桥梁；混凝土；病害；加固；技术方案

Key words： bridge；concrete；disease；reinforcement；technical solution

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）18-0107-03

0 引言

当前，全国范围内有许多结构存在缺陷的危桥仍在勉强维持运营，岌岌可危的桥体结构对桥面上人车通行安全造成了严重的威胁，因此有必要对这些桥梁进行加固处理。严格来讲，要对本身存在危险的危桥进行加固，施工队不仅面临安全风险，而且无论是施工工艺、施工技术都必须按照高标准精益求精，施工难度比较大。另外，如果缺乏旧桥原有的设计资料和施工记录，无法了解结构内部结构的受力状况、承载力等工艺参数，就很难确定其结构极限，这无疑增大了旧桥加固的风险。

本文基于这一现状，基于桥梁加固原则，从施工角度提出一套可行性桥梁加固技术要求，旨在通过严格的技术控制提高施工质量，确保成桥的各项参数达到技术标准。

1 桥梁加固特点

1.1 桥梁加固的难度大

①已通车的桥梁出于交通需要的压力在加固过程中不能中断交通，在这种情况下进行桥梁加固施工，势必会受到不利影响。②结构形式的限制：加固通常要求在原有结构上进行，存在很大的局限性。③新老结构的结合是一个难题：如何使旧桥体和新加固的桥体更好的融合是当务之急，且存在很大难度。④风险大：由于凡是需要进行加固的桥梁多半都是危桥，甚至是处于岌岌可危的状态，在这种情况下，对旧桥进行加固存在很大的风险，该风险不仅体现在施工质量无法符合要求上，更可能会对相关人员的生命安全造成威胁。

1.2 加固的技术要求高

①通常大的设计单位不愿意承担旧桥加固这些设计任务，因为不仅设计、工作量大，而且收费低。②加固设计需要良好的桥梁理论水平和力学基础知识。在准确分析和判断旧桥的安危程度的基础上，确定加固方案，这要求相关人员必须进行大量的力学试验，确保设计的加固方案科学合理。③加固方案实施中存在复杂性。由于桥梁加固施工具有很强的复杂性，对加固方案和处理方法有很高的要求，只有这样才能满足需求。

2 桥梁加固应遵循以下原则

①加固工程应由有专业桥梁加固资质的公司施工。②施工前，应对照实桥，结合检测报告及维修加固设计图（或说明），认真测量，并依据实测值进行修正，并制定完整的施工组织计划。③应对材料标准、规格严格要求；对材料进行安全存放，以免影响使用。④施工剔凿前应根据受力情况确定是否应加支撑系统，剔凿时应重锤轻敲，不能对原有构件造成破坏。⑤施工前应做好施工组织设计，经建设方、监理方审核后方可进行具体施工。⑥加固使用桥梁完成加固后，应加强观测，测量关键部位的应力与裂缝情况。⑦其他施工应遵循国家相应规范规定要求。

3 桥梁加固主要技术要求

3.1 混凝土及混凝土梁存在的主要病害及处置方法

3.1.1 混凝土及梁常见病害

混凝土梁表层缺陷主要有蜂窝、漏筋、麻面、空洞、老化、锈蚀、磨损等类型，另外还包括混凝土结构裂缝。在加固施工中，可采用注胶法整治桥梁混凝土裂缝。具体步骤如下：

①基层处理：清除裂缝周围混凝土表面的灰尘、油污，并凿除松动混凝土掉块；②确定注入口：一般按20～30cm距离设置一个注入口，注入口位置尽量设置在裂缝较宽、开口较通畅的部位，每条裂缝至少设置两个注入口，注入口先用胶带覆盖；③封闭裂缝：采用封缝胶，沿裂缝表面涂刮，留出注入口；④安设注胶底座：揭去注入口上胶带，用封缝胶将底座粘于注入口上；⑤较浅裂缝可以使用弹簧灌浆器，较深裂缝应使用压力大的手揿泵，将配好的灌浆树脂通过连接于灌浆底座的软管，注入裂缝；⑥注入完毕：待注入速度降低确认不再进胶后，用堵头将底座堵死。树脂固化后敲掉底座及堵头，清理表面封缝胶；⑦将修补处裂缝打磨平整后，使用P-33混凝土防护面涂料对梁体外表面进行封闭涂装。如图1所示。

3.1.2 混凝土梁防护与加固

3.1.2.1 使用材料

P-31聚合物改性水泥基修补砂浆、P-32混凝土防护底涂料、P-33混凝土防护面涂料、R-10 纤维布粘结树脂、R-12 碳纤维布、R-13 芳纶纤维布、R-11 AB型双组分灌浆树脂。

3.1.2.2 应用范围

混凝土桥梁的涂装防护、病害整治以及梁体加固。

3.1.2.3 施工方法

①一般性防护：

桥梁的一般性防护指采取相应措施桥梁免遭各种化学物质的侵蚀和气候变化的影响而产生碳化、氯离子侵蚀、温差及冻融循环裂缝等病害。如果桥体由于上述原因而产生轻微病害，一般采用涂装P-33混凝土防护面涂料进行防护。P-33混凝土防护面涂料自身良好的柔弹性及耐久性保证了梁体与外界水、腐蚀性物质隔绝，从而起到良好的保护效果。

涂装可以用刷子、毛长为25mm的滚刷或喷枪施工。如果涂装基层比较坚固密实，可按每平米0.5升的使用量进行涂刷，涂层表面必须密实没有针孔，干膜厚度为0.4mm：如果基层表面疏松粗糙，可以考虑涂刷两遍，每遍的使用量为每平米0.5升，即总的使用量为每平米l升，干膜厚度0.8mm；涂刷涂料应沿同一方向进行涂刷。

②强化防护：

1）彻底清理涂装表面，清除所有松动的物质、油污、油漆等杂质及污垢，可以用高压喷水进行表面清理，但正式涂装前结构表面应保持干燥。2）用抹刀在结构表面刮涂调和好的P-32混凝土防护底涂材料，P-32混凝土防护底涂材料的涂层厚度不应大于6mm，刮涂时应将结构的所有裂缝及缺陷嵌填平整并使表面光滑。3）P-32混凝土防护底涂料施工48小时后，可以进行P-33混凝土防护面涂料的涂装施工。可以用滚刷、刷子或无气喷枪进行P-33混凝土防护面涂料的施工，P-33混凝土防护面涂料根据需要可以涂覆一道或两道，干膜厚度应不小于0.12mm。如图2所示。

③碳纤维布（芳纶纤维布）加固梁体：

1）确保涂装表面整洁无异物。打磨加固位置混凝土，直到露出含有石子的部位即坚硬层。2）用底胶对混凝土进行底涂。3）待底胶干后用找平胶对混凝土进行找平。4）找平胶干后，在找平胶和纤维布表面分别涂刷粘结浸渍胶，然后将纤维布粘贴在加固位置，而后用橡胶棍对碳纤维布（芳纶纤维布）进行滚压，使浸渍胶充分浸渍到纤维布的布丝里去，使之粘结成一个整体。5）如果粘贴多层碳纤维布（芳纶纤维布），则重复3）～4），否则进行下一道工序。6）在纤维布的背面涂刷浸渍胶，进行补充浸渍及封闭保护。

3.2 钢筋种植

3.2.1 工艺流程

准备钻孔清孔孔除尘孔干燥筋处理配胶注胶插筋养生

3.2.2 关键工序

3.2.2.1 钢筋处理

检查钢筋是否顺直，若是无锈蚀钢筋无需进行除锈，若是普通钢筋必须采取有效措施进行除锈工序，且要求钢筋清洗干净后才能投入使用。

3.2.2.2 配胶和注胶

根据植筋胶生产厂家的使用说明、种类要求配置，注胶要一次完成。首先在胶枪中放入植筋胶，将搅拌头旋到胶的头部，扣动胶枪直到胶流出为止，第一次打出的胶不用，待胶流出成均匀灰色方可使用。注胶时，将搅拌头插入孔的底部开始注胶，注入孔内约2/3即可。每次扣动胶枪后，停顿5 -6秒钟，再扣动下一次胶枪。注射下一个孔时，按下胶枪后面的舌头，因为胶枪为自动加压，避免胶继续流出，造成浪费。更换新的胶时，按下胶枪后面的舌头，拉出拉杆，将胶枪取出。

3.2.2.3 插筋

插入处理好的钢筋，此时需用手将其旋转着缓缓插入孔底，使胶与钢筋全面粘结，并防止孔内胶外溢。按照植筋固化时间表的规定时间进行操作，使得植筋胶均匀附着在钢筋的表面及缝隙中，插好固定后的钢筋不可再扰动，待植筋胶养生期结束后再进行钢筋焊接、绑扎及其它各项工作。插筋、养护期间，桥上应避免震动的影响。

3.2.2.4 养生

养生时间通常需要超过二十四小时，一般在室外温度下自然养护即可，若温度低于5℃，应改用耐低温改性结构胶。

3.3 顶升加固施工工艺

桥梁顶升采用上、下抱柱顶升力系的断柱顶升法。施工工序如下：

①凿除现状桥面的桥面铺装、现浇层及防撞护栏，拆除原桥伸缩缝。②顶升准备。③顶升抱柱梁施工。④千斤顶系统及临时支座设施的布设。⑤梁体各个控制部位设置固定标记，以实时确定梁体的空间位置。⑥安装横向、纵向限位装置；解除桥面伸缩缝及其它联系。⑦预顶。为保证抱梁、千斤顶等装置在稳定状态下工作，在正式顶升前必须进行预顶。⑧分步顶升为一个步长，保护顶与主顶须保持同步上升。对全部顶升系统须进行实时监控，一旦发现异常情况，必须立即停工，直到找到原因并进行妥善处理后才能继续施工。

3.4 桥面铺装层的加固施工

桥面铺装层的加固施工分为三个步骤：第一步，清除或刨洗桥梁旧铺装层。要注意在清洗过程中不能对原有结构造成损坏；第二步，认真清洗旧桥面。采取有效措施和方法清洗旧桥面，使之清洁并干燥；第三步，重铺新桥面。注意开放交通前必须确认桥面浇筑的混凝土强度是否符合相关的设计标准，只有符合要求才能开放交通。

3.5 伸缩缝的维修技术

伸缩缝的安装共包括：切割、清槽、伸缩缝安装、混凝土浇筑、养生和上胶条六项工序。

①切缝。在正式切割伸缩缝之前，需先进行混凝土面（包括沥青油面）平整度检测，然后根据检测结果适当的扩大切割面的宽度，要求一边最多比设计要求加宽30cm，若通过扩大切割面的宽度依然无法使其达到伸缩缝安装要求，则必须进行返工处理.若检测结果发现平整度没问题，就按照施工图纸要求进行切缝即可，要求锯缝整齐、顺直。

②清槽。用风镐开槽，伸缩缝开槽后应将槽内所有杂物清除干净，同时应在旁边放好彩条布，将开槽产生的杂物统一放在彩条布上，彩条布与预留槽边缘距离不小于500mm，以便伸缩缝定位时测量方便；一旦发现梁与梁之间间隙不在规定值范围内，应及时采取修正措施；同时为保证施工质量，在施工过程中应严格禁止车辆通行等。

③伸缩缝安装。正式安装前应先检查槽内是否存在杂物，只有确认无误后才能开始依照施工安装图进行施工。焊接时，每隔2-3个锚筋焊接一点，然后再按上述步骤焊接另一侧锚筋与预埋筋，两侧完全固定后，就可将其余未焊接的锚筋完全焊接，并穿横筋焊接进行加固。对于伸缩缝较长需要现场对接的，焊接采用高质量的焊条，先焊接顶面，再焊接侧面，最后焊接底面，确保焊接质量；伸缩缝焊接加固后，可以打开固定装置使伸缩缝自由伸缩。

④混凝土浇筑。采用高压水冲洗，是砼出现新鲜面。检查砼配合比是否按经监理批复的设计配合比进行，是否掺入外加剂，同时应对砼坍落度进行检查，确保砼质量；浇注时，为防止混凝土溅到路面上，在预留槽两侧加盖不低于1m宽的膜和彩条布，以防止混凝土污染沥青路面。砼必须浇筑密实、平整无蜂窝，平整度在0-2mm范围内，并一次浇筑，保证整体性；混凝土振捣应采用两侧同步振捣的方法，至出浆、不再有气泡为止，确保振捣密实；振捣密实后用刮杆将混凝土表面刮平，平整度一般应控制在低于路面标高2mm；混凝土要通过不少于3遍的抹平、压实工序，保证混凝土平整度。

⑤养生。在养生期间，应安排专人负责交通管制，确保施工质量未达到标准前没有车辆通行；混凝土初凝后，应用麻袋或土工布覆盖其表面并洒水，要求养护时间不能少于7昼夜。

⑥安装橡胶条。安装橡胶条需在混凝土达到设计强度的50%要求的至少三天以后进行，安装前应将缝内的异物清除干净，安装过程应严格依照相关规范标准，做到整洁，外表美观，顺畅。

4 工程案例

寨境2号中桥中心里程D3K366+302，长度110.47m。本桥系地形控制设计，桥址地震动峰值加速度0.05g，设计百年洪水流量为2.55m3/s。上部采用后张预应力混凝土曲梁，下部墩身为矩形实心墩，矩形承台，钻孔灌注桩基础，T形桥台。全桥共设桩基17根，桥墩2个、桥台2个，3孔32m梁。各墩台具体情况见表1。

该桥基本采用上文所总结的加固施工方案和技术措施。加固完成后，施工单位结合相关技术指标对桥体加固质量进行了检验。从检验结果（见表2）可以看出，混凝土裂缝修补、养护等工序的施工质量都在技术标准控制范围以内，说明加固施工达到了预期效果，也就是说，所采取的加固技术方案切实可行。

5 结语

寨境2号中桥加固质量检验所统计的各部分技术参数全部在标准值控制范围内，足以证明本文所提出的旧桥加固方案和技术措施达到了预期的加固指标，必然能有效提高混凝土桥梁的强度和结构承载力。另外，在技术实践中，为了进一步提高加固质量，还应该加强桥梁的养护管理，使其时刻保持正常的工作状态，充分发挥旧桥的作用。

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