高速公路桥梁加固后的结构性能研究

刘吉勇

摘要：随着我国城市化进程的不断加快，交通运输在我国的经济发展中起到了越来越重要的作用，只有不断完善我国各个地区之间的交通运输体系，才能使我国的经济持续稳定的发展。这在无形之中为我国的桥梁带来了更大的发展空间，同时也是一个巨大的挑战。近年来，我国交通运输量不断增长，并且我国各地的地质灾害频发，这使得我国的桥梁结构在一定程度上出现了许多问题，对桥梁的耐久性和使用寿命产生了不利影响，甚至危及到我国国民的生命和财产安全。本文针对我国桥梁经常出现的问题进行分析，并对桥梁加固提出一些策略，并对桥梁加固后的评价方法进行了阐述。

关键词：桥梁加固；高速公路；性能研究

引言：高速公路的飞速发展有力地推动了我国国民经济的快速发展。但是随着近几年来交通量的增大，载重等级的提升，这使得20世纪末期修建的高速公路桥梁已经进入了大修期，尤其是许多高速公路桥梁已经受到一定程度的病害，甚至无法满足日常运行需求。因此，如何在大载重量和交通量的情况下对高速公路桥梁进行加固，同时又不中断交通，是桥梁施工单位的一个重要课题。

一、我国高速公路桥梁存在的病害

1.高速公路桥梁桥面的病害

（1）纵向开裂

我国高速公路桥梁桥面经常出现的一个问题是桥梁路面出现纵向裂缝，这些裂缝主要集中在高速公路桥梁的主梁腹板与纵梁之间的接缝以及主梁腹板与顶梁之间的接缝处，裂缝尺寸大约在0.1nm-5nm之间不等。这极大的影响了高速公路桥梁的横向刚度，使得在桥面横向上的受力分布不均匀，当大量的车流通过时，桥梁的主板受力不均匀，一些主板会遇到单板受力问题[1]，严重影响了我国高速公路桥梁的使用寿命和耐久性，甚至于威胁着国民的生命财产安全。

（2）横向开裂

高速公路桥面的横向开裂常见于半刚性的沥青混凝土路面。这是因为车辆的长期载荷冲击以及桥梁自身的热胀冷缩现象，导致高速公路桥梁的内部铺张层开裂。除此之外，施工过程中混凝土振捣不均或者雨水的冲刷也会造成这种病害的产生。

（3）伸缩缝的病害

高速公路桥梁上的伸缩缝能够协调桥梁的各个结构之间的位移，帮助桥梁抵抗机械磨损和碰撞。然而我国的桥梁伸缩缝经常被一些脏物堵住，伸缩缝两侧的混凝土出现龟裂、破损等现象。

2.高速公路桥梁上部结构病害

我国高速公路桥梁的上部结构主要存在的病害是空心板桥病害和桥梁病害两种。空心板桥病害主要是空心板桥中存在一些空洞，或者出现混凝土剥落、漏水渗水等现象，并且还会出现纵向和横向的裂缝。桥梁的病害主要表现在一些横隔板较薄或者没有横隔板的桥梁上出现纵向或者横向的裂缝。

3.高速公路桥墩常见病害

高速公路桥梁墩台通常出现的病害有桥梁墩台倾斜变位和桥梁墩台自身的开裂。在高速公路桥梁结构中，桥梁的墩台主要用于支撑桥梁上部结构，若墩台发生倾斜变位[2]，那么将会影响整个桥梁结构结构安全稳定性。墩台台身开裂一般会呈现出下宽上窄的情况。

二、高速公路桥梁病害成因分析

1.桥面病害成因

造成我国高速公路桥梁桥面病害的主要原因是施工单位在对高速公路桥梁的铺张层结构的设计和施工过程中没有对高速公路桥梁的桥面铺装施工进行严密的计算，同时在设计原理上没有综合考虑施工地的地质结构，使得桥梁的整体结构缺乏合理性，导致高速公路桥梁结构失衡造成开裂。此外，在高速公路桥梁上为了交通安全对桥梁桥面上的车道进行了划分，长此以往会造成桥梁处于长期的偏载状态，桥面受力不均匀，容易造成开裂。桥梁施工过程中施工人员的浇筑时间没有控制好，使得桥梁桥面铺装地开裂。

2.桥梁的上部结构病害成因分析

由于我国高速公路桥梁的负载量很大，同时桥梁的横向刚度较差，一些高速公路桥梁的顶板过薄就会造成桥梁上部结构中出现空洞、漏水、纵向和横向开裂等问题。

3.高速公路桥梁墩台的病害成因分析

（1）墩台倾斜变位

由于地质条件不同，造成我国公路桥梁墩台倾斜变位的原因也不同。在平原地区，造成我国公路桥梁墩台倾斜变位主要是因为河水的长期冲刷或者是桥梁墩台区内土质过软；而我国山区内高速公路桥梁墩台变位的主要原因是地质灾害频发，如山体滑坡、地质崩塌、泥石流等。

（2）墩台自身开裂现象

外部施工温度的变化会造成桥梁墩台的裂缝，体积越大的桥梁墩台自身的收缩越大，产生的裂缝也就越多。此外，河水的长期冲刷不断侵蚀着裂缝，致使桥梁裂缝逐渐增大[3]，地质灾害频发也会给桥梁墩台造成不同程度的损坏。

三、桥梁加固措施

针对以上桥梁出现的病害及病害成因分析，本文提出一些桥梁加固措施。目前我国常见的桥梁加固方法主要有桥面补强层加固、套拱加固等，随着科技的飞速发展，许多新型材料和先进的加固技术也已经得到了广泛的应用，如注浆法加固、碳纤维加固等等。

1.封缝处理

我国高速公路桥梁经常出现横向开裂和纵向开裂现象，针对这种情况，我们可以对裂缝进行封缝处理。先将裂缝表面积累的灰尘、杂物清除干净，再采用压缩空气对缝内的浮沉进行清理，最后用丙酮等工业溶剂将裂缝刷洗干净。向清理干净的裂缝涂上一层环氧树脂胶，

留出埋设灌浆底座的位置，等环氧树脂胶完全干透后，用树脂胶对灌浆底座进行埋设。将调配好的浆液灌注到裂缝中，然后立即肚丝灌浆孔，灌浆结束后早出灌浆底座，再用环氧树脂胶进行封缝。

2.盖梁加固

盖梁加固主要是针对桥梁上部结构出现的病害所采取的加固措施。在盖梁加固施工前，应根据桥梁的尺寸预先计算好盖梁侧面粘贴钢板的大小尺寸。将黏钢位置大样放与盖梁侧面，用切割机沿边线对砼进行切割，然后用钢钎将带槽剔出[4]，在剔好的槽内按照预先设计好的锚间距进行钻孔，将孔清理干净，用调配好的环氧树脂在孔内植入螺栓。预埋螺栓后，根据螺栓位置确定钢带钻孔位置，用丙酮处理干净钥板锚结面和砼表面，将黏钢固定到盖梁上。钢板粘好后立即拧紧螺母，同时不断轻轻敲击钢板，保证砂浆能够均匀扩散。30个小时后，用小锤敲击钢板来判断砂浆的密实程度。确定钢板锚结合格后，在钢板外刷一层防锈漆。

3.桥墩加固处理

针对桥墩台自身开裂等现象，可采取桥墩加固措施对其进行加固。加固桥墩的主要手段有：改变结构体系、增加辅助构件、加固墩台等技术。

桥墩面开裂后，根据裂缝尺寸别在侧面纵向粘贴两层碳纤维片，环向粘贴两层碳纤维片。施工过程中应控制桥面的交通，使加固构件上的负荷降为最低。若加固底面的硅表层已经出现剥落、腐蚀等情况，要先对其进行凿除，构件的表面要打磨平整，用角磨机将转角处打成圆弧状。硅表面清理干净后，在干燥的情况下将底层树脂均匀的涂在砼的表面，固化后用找平胶将构件表面的凹陷部位填平。在带粘贴部位预先涂好浸润胶，将剪裁好的碳纤维片粘于构件上，务必保证没有气泡。

四、结论

桥梁加固技术是一项发展空间很大的新型技术，在21世纪的高速公路桥梁施工领域有十分广泛的应用。在桥梁加固后应及时对加固效果进行分析和评价，总结分析后期使用效果，不断积累经验。只有不断完善桥梁加固的技术，革新加固材料，才能使我国高速公路桥梁滿足我国的交通量和载重负荷，促进我国交通运输体系的完善，推动我国国民经济的快速发展。

参考文献

[1]盛运顺. 高速公路桥梁加固施工技术要点探析[J]. 交通标准化，2013，17：74-76.

[2]肖斌，彭明佶. 某高速公路桥梁加固设计及施工工艺分析[J]. 中国水运（下半月），2012，01：216-217.

[3]王李. 高速公路桥梁加固施工技术研究[J]. 四川建材，2012，05：105+107.

[4]韩光文. 高速公路桥梁加固施工技术与质量控制[J]. 民营科技，2011，01：205.