高速公路隧道桥梁加固技术分析

郑海东

（贵州恒创建设工程有限公司，贵州 贵阳 550000）

0 引言

随着我国高速公路领域的持续完善与发展，车辆数量及荷载重量逐年攀升，因此对高速公路隧道桥梁质量提出了更高的要求。然而，受多方面因素影响，部分高速公路隧道桥梁在使用过程中出现了严重的损坏现象，因此，开展相应的维修与加固工作十分重要，以有效提升高速公路隧道桥梁的承载能力、优化结构性能，进而提高工程的整体质量，保证交通安全。

1 高速公路隧道桥梁结构鉴定

当前，我国大部分高速公路隧道桥梁的整体规划与结构较为复杂。因此，为提升鉴定效率，需积极采用先进的检测技术[1]。

目前，主要的鉴定方式有概率鉴定法和概率极限情况鉴定法两种。在实际检测过程中，需要根据高速公路隧道桥梁的实际结构及受损情况选择适用的鉴定方法。

概率鉴定法是指对高速公路隧道桥梁进行构造鉴定时，通过取样、检测与鉴定等流程，评估高速公路隧道桥梁的结构状况。

概率极限情况鉴定法又可分为钻芯取样检测方法和统一回弹检测两种。钻芯取样检测是通过随机抽样方法获取芯样，并将之加工成指定规格的试件，通过强度应力试验得出鉴定结果。统一回弹检测主要利用统一回弹仪，对结构进行相应的检测，具有操作方便、快捷及测试结果准确性较高等优点。

2 高速公路隧道桥梁加固原因

高速公路隧道桥梁的质量和实际运用情况对整条线路的运行状态有显著影响[2]。近年来，我国经济和科技水平持续提升，高速公路隧道桥梁的设计标准也在不断提高，早期修建的部分高速公路隧道桥梁已无法满足当前的适用需求。例如，车辆数量的持续增长使得高速公路隧道桥梁承受的荷载加重，加剧了桥梁损伤，缩短了桥梁的使用寿命，且会给公众出行带来安全隐患。

目前，部分高速公路隧道桥梁甚至已无法正常使用，对交通运输产生了严重影响，也对地方经济发展构成了阻碍。然而，鉴于多种因素的制约和影响，部分损坏的高速公路隧道桥梁无法完全拆除重建，需借助技术手段进行检测、维修和加固，以提高其承载能力，确保交通正常运行。

3 高速公路隧道桥梁加固技术应用的必要性

3.1 减少资源浪费

高速公路隧道桥梁工程的开展，需要大量的财力、物力和人力支持，拆除重建会导致成本上升，同时加剧资源浪费。针对高速公路隧道桥梁病害问题，采取科学的维修、加固措施，不仅能延长其使用寿命，还能有效减少资源浪费，节省大量经费。

3.2 推动交通运输行业的发展

近年来，我国经济高速发展，私家车保有量不断攀升。在此背景下，公众的交通需求日益提高，不仅关注道路平整度，还对绿化和清洁度提出了更高的要求。因此，在公路隧道桥梁工程建设中，需灵活运用多种技术，以满足公众的交通需求。同时，对出现病害的高速公路隧道桥梁进行有效加固，提升其承载能力，确保其安全、稳定运行，为我国交通运输业的发展提供支持[3]。

4 高速公路隧道桥梁病害类型与原因

4.1 高速公路隧道桥梁病害类型

高速公路隧道桥梁在日常使用中由于长期暴露在外部环境中，受到各种外部因素的影响，极易出现裂缝、坑槽和沉陷等问题。其中，温度裂缝、沉降裂缝、收缩裂缝及荷载裂缝为主要裂缝类型[4]。然而，无论何种类型的裂缝，均会对高速公路隧道桥梁的安全运行造成影响，甚至可能威胁民众的生命安全。

4.2 高速公路隧道桥梁病害成因

高速公路隧道工程施工会受到各种因素的影响，如天气、温度、湿度、热荷载等，如果未能有效控制相关影响因素，会影响工程质量，高速公路隧道投入施工后容易形成早期病害。

同时，未对施工材料的质量进行合理控制，会影响工程整体质量；混合料配比存在问题，会出现密实度不足等问题；混凝土没有得到充分搅拌，加之运输时间较长，容易影响混合料质量与性能，会为工程留下安全隐患。此外，施工技术应用不规范也会影响工程质量。

4.3 高速公路隧道桥梁加固注意事项

第一，为确保高速公路隧道桥梁加固措施的有效性和安全性，必须对高速公路隧道桥梁进行全面的检测与评价，以了解其实际状况，基于检查结果制订相应的防治和加固对策，采用合适的加固技术，以确保加固工作有的放矢。

第二，进行加固工作时，必须遵循相应的设计规范，确保加固后的高速公路隧道桥梁能够保持良好的运行状态。

第三，随着交通需求的不断变化，对高速公路隧道桥梁承载性能的要求也在日益提高。因此，需要不断完善和更新加固技术，以满足这些新需求。尤其是对于那些使用时间较长的高速公路隧道桥梁，应给予特别的关注，及时进行修复与加固，避免受损情况加剧。

5 高速公路隧道桥梁加固技术应用

5.1 加固技术类型

5.1.1 直接加固技术

针对高速公路隧道桥梁病害，采用直接加固技术，既能提升其刚度和承载力，也有助于提高整体工程效益。高速公路隧道桥梁直接加固技术主要包括以下几种：

第一，包钢加固技术。该技术主要是将钢材、型钢等材料包裹在破损部分外部，从而提升结构的整体承载力和刚度。此外，该加固技术还能有效增强结构的抗压性能和抗弯曲性能，且施工时间短、不占用过多空间、加固效果好[5]。

第二，加大截面加固技术。该技术主要是通过增大构件或构筑物截面面积，以提高被加固构件的承载能力与截面刚度，能够有效改变混凝土结构性能。

第三，预加固技术。该技术通常采用钢筋或高强度型钢，在需加固部位设置预应力拉杆或撑杆，能够有效提升桥梁结构质量，增强其承载能力。此外，该技术还适用于抗裂施工和提高结构刚度施工等。

5.1.2 间接加固技术

在高速公路隧道桥梁加固施工中，除了可以采用直接加固技术，还可以采用间接加固技术，通过改变结构受力状态的方式，最大限度地降低载荷影响，从而有效提升高速公路隧道桥梁的安全性与稳定性。在实践中，可采取如下间接加固技术：

第一，增设支点。在高速公路隧道桥梁加固施工中，可增设若干支点，同时加入一些起支撑作用的部件，以有效分散荷载压力，改善结构的稳定性，起到良好的加固效果。

第二，增加构件。若高速公路隧道桥梁的原结构体系不合理，条件允许的情况下可以通过增加构件的方式改变结构体系，以有效提高结构的抗震承载力、变形性能等，常用的方法包括加墙加固法、加柱加固法等。

第三，结构刚度比调整。该技术主要是对原钢筋混凝土结构进行改造，并使其强度分配达到最优，通过调整高速公路隧道桥梁的应力状态，提升其受力水平，改善横向承载能力等（见图1）[6]。

图1 间接加固

5.2 加固技术应用

5.2.1 碳纤维布加固技术

在高速公路隧道桥梁加固工程中，碳纤维布加固技术因凭借高效、轻便和耐腐蚀等特点而得到广泛应用。该加固技术能够显著提高结构的承载能力和耐久性，同时可降低对交通的影响。具体应用过程如下：

第一，开始加固工作之前，需要对高速公路隧道桥梁进行全面的检测和评估，确定加固范围与具体的施工方案。同时，准备好所需的碳纤维布、树脂、滚筒等材料和工具。

第二，对加固表面进行处理，去除油污、锈蚀等杂质，确保表面平整、干燥便于碳纤维布与加固表面紧密贴合。

第三，根据加固方案，裁剪合适尺寸的碳纤维布，在加固表面均匀涂抹一层树脂，将碳纤维布粘贴在树脂上，并用滚筒压实，确保碳纤维布与加固表面紧密贴合，无气泡和褶皱。

第四，碳纤维布粘贴完成后，需要进行一段时间的养护固化，使树脂充分固化并与碳纤维布形成整体，其间应避免对加固部位施加外力或进行其他施工活动。

第五，养护固化完成后，对加固部位进行质量检验，包括外观检查、厚度测量、承载力测试等，确保加固效果符合设计要求和规范标准。

5.2.2 钢筋后生根技术

钢筋后生根技术也是一种有效的高速公路隧道桥梁加固技术，该技术主要是在高速公路隧道桥梁结构中植入钢筋，以提高其整体稳固性。该技术更适用于钢筋损坏的桥梁或者结构材料受到破坏的桥梁。为充分发挥该技术的作用，通常以结构胶作为辅助材料，从而进一步提升加固效果（见图2）。

图2 钢筋后生根加固

5.2.3 扩大基础加固技术

对桥梁下部结构进行加固时，常采取扩大基础底面积加固技术。该技术主要适用于基础承载力不足或埋深太浅而墩台为刚性实体式基础的桥梁加固工况。进行加固前，需要对地基强度进行准确的检测与计算，在保证地基强度能够满足扩大基础加固施工要求，并且工程仅存在不均匀沉降或变形过大等问题的情况下，方可进行扩大基础底面积加固施工。

6 结语

近年来，高速公路交通日益繁忙，为保证交通安全性、延长高速公路隧道桥梁使用寿命，需要科学采用加固技术，如碳纤维布加固技术、钢筋后生根技术、扩大基础加固技术等，以有效解决桥梁老化、损伤等问题，同时降低维修成本。未来，在高速公路隧道桥梁加固技术的研究方面，应更注重实效性、经济性和环保性，同时应积极与智能化、信息化技术手段深度融合，为高速公路隧道桥梁的安全、畅通运行提供更加坚实的保障。