在役桥梁加固施工技术探讨

摘要:根据某高速混凝土箱梁桥维修加固实例，将施工的安全性、实用性、耐久性和加固方案相融合，借助基于模糊识别的分级优选法，提出最优方案，此方案能为同类工程提供借鉴和参考。

关键词:桥梁工程；桥梁加固；裂缝；植筋

近年来，桥梁坍塌事件时有发生，除材料老化及病害等原因外，车辆超载也是重要的因素，因此，对危桥进行加固改造势在必行。具体应用中，宜依据桥梁加固工程的特点及要求，借助数学优化方法，提出最优的桥梁加固方案，使得加固方案最优化。

1在役桥梁施工前应考虑的因素

主体结构的完整性:在对桥梁进行加固时，要尽可能确保其主体原结构完整性，除了损坏到无法修复的程度，尽可能地不更换其原有的构件。施工的方便性，什么样的施工方案决定什么样的施工难度。在进行桥梁加固施工时，要选择施工较为简便、方便机械施工的施工方案。加固方案的可行性，在进行桥梁加固方案选择时要充分考虑其所处的环境，还要确保加固技术适用于损坏桥梁的结构，要选用较为完善的加固方案。对桥梁制订加固方案前，应优先选择对交通影响较小、技术先进，修复后桥梁耐久性良好的加固方案。

2桥梁加固的分级选择法

2.1在役桥梁综合指标的评价与处理

旧桥维护技术选择过程涉及到较多评价指标，指标因素所涉及的范围较为广泛，而评价标准较为模糊，定量性的工作不甚充分。为了保证旧桥维护加固过程中的指标评价需要，要借助工程学上的相关理论，对其进行分析、定级，根据所定级别给出相应数值，科学、量化地处理旧桥综合评价问题。

2.2在役桥梁施工加固维护优选技术方案

在役桥梁的评价体系中，各个因素在维护方案中所起的作用不同，要根据分级理论，通过几个类别的指标进行比较来决定其主次影响效果。根据相关研究成果，一般通过权重矩阵来判断[1]。影响方案优选的常见指标，需要根据实际工程进行选取，包括:强度要求，刚度要求，稳定性要求，耐久性要求（温度、腐蚀、冻融、潮湿等），动力性能要求，经济效应（造价、加固改造后的维护费用），工期要求，施工工艺成熟度等。针对工程实际，借助模糊模式识别方法[2]，得到不同方案对应的权重矩阵。根据矩阵中的各权重因素指标进行排序，得出矩阵的特征根以及特征向量，所得的特征向量值顺序即为各因素重要性顺序。

3工程实例

某大桥上部结构为采用预应力混凝土的变截面箱梁，经过检查发现，大桥中部的箱梁存在以下问题：梁体混凝土表面出现裂缝，钢筋锈蚀问题严重；计算主梁控制断面的主应力，发现混凝土的主应力不满足承载力需求。根据层次选择法，初步拟订了四种加固方案，具体如下:对混凝土剥落部位进行表面处理及植筋补强；整体粘贴钢板加固；用预应力钢筋进行体外加固;部分梁体采用钢纤维加固。该桥梁对工期要求宽松,对造价控制严格，没有特别耐久性要求，根据模糊矩阵计算各权重，得到各特征向量以及特征值，按照数学中的隶属原则，得到最优方案为对混凝土剥落部位进行表面处理及局部植筋加固补强方案。依据此方案，为了保证新旧混凝土性能符合要求，强度达到相关标准，要对原混凝土表面进行表面处理，从而保证其能共同作用。目前，提高混凝土修补截面抗剪能力的方式主要有凿毛、植筋两种，该大桥两种方式都有应用，根据技术要求，对原表面进行了相关处理。

3.1原混凝土凿毛处理

为了保证结构的抗剪强度，需要对新旧混凝土截面做增加粗糙度处理。一般需要将附着在表面的细小浮尘去除，使原混凝土中的粗粒式材料得以外露。施工时要尽量采用频率小的施工设备，以防止振动强度过大，影响桥梁强度。一般施工深度要保证在7~10mm，碎屑去除干净以后，会出现粗糙的表面，利于新混凝土黏结。表面凿毛措施一般有电动钢纤凿毛、高压射水凿毛、手锤凿毛、风动凿毛等，其中最为常见的是电动凿毛。该大桥在进行面层处理时使用的是高压射水和电动两种凿毛方式。在新旧混凝土的交接处，对表面存在的灰尘进行喷水清除。事实表明，在经济条件许可下，使用高压喷水凿毛方式的效果较为显著，不仅效率比较高，而且基本上不影响混凝土的强度，对人力的消耗也比较少。在实施凿毛时，要确保混凝土表面的质量达到规范标准，使其表面没有孔洞、松散和脱落等现象。对存在混凝土变形的地方，如凹陷、错台等，在经过凿毛后要进一步检查其平整度，可以借助标尺进行检查。

3.2植筋补强技术

为有效保障加固后桥梁钢筋的作用，要进行植筋处理。植筋的对象为原混凝土梁，这样做的目的就是为有效增加混凝土梁的抗剪性能，强化其连接性能。施工程序如下:表面处理施工放样确定钻孔位置钻孔清孔注入植筋胶植入钢筋钢筋抗拔力抽检。

作者：王福俊 单位：武大巨成结构股份有限公司