高速公路桥梁加固施工关键点探究

韩 雪

(山西省晋中路桥建设集团有限公司,山西 晋中 030600)

若要对高速公路桥梁进行加固施工，首先必须针对桥梁性能展开检测和鉴定，针对其可能存在的病害问题进行分析，并最终提出针对性的加固处理方案，实现施工工艺全面优化。如此可实现对高速公路桥梁使用寿命的有效延长，提高桥梁交通安全性。

1 高速公路桥梁常见病害与加固施工的必要性

高速公路桥梁常见病害问题种类非常繁杂，例如在桥梁中纵向裂缝非常之多，这种裂缝可以归属为预应力空心板结构病害，导致出现该桥梁病害的原因主要可归纳总结为两点：第一，桥面在铺装过程中伸缩缝被严重破坏导致大量积水渗透到梁体部位以内，大量积水令纵向钢筋严重膨胀并在长期出现锈蚀现象，桥梁底板也随之出现大面积裂缝；第二，施工中对张拉预应力的控制不合理，例如表现过大导致横向主拉预应力超标，未能合理把握施工细节，预制抽胶管中的残留水未被排净，一到冬季底板必然由于冻胀出现大面积开裂，进而出现大面积裂缝。当纵向裂缝越大时，桥梁钢筋的锈蚀程度就会越高，它会最大限度影响桥梁混凝土结构的耐久性能，导致桥梁沉陷、断裂。

除纵向裂缝病害以外，T梁结构裂缝问题也很常见，它的主要表现为跨中梁底横向位置出现大面积裂缝，且T梁结构正截面抗弯强度下降，这些都会导致桥梁裂缝产生。详细讲，就是普通混凝土结构出现开裂现象，它应该被归类于高速公路桥梁的预应力结构病害问题方面。出现该类病害的主要原因还是桥梁在施工建设过程中的吊装施工以及后期的养护不到位，它导致混凝土部分出现严重收缩，最终产生病害。

结合上述病害问题可以看出，高速公路桥梁建设对施工工艺、日常运维管理要求非常之高，再加之我国许多地区的高速公路桥梁都始建于20世纪80年代末，当时公路桥梁建造技术并不成熟，对可能发生的病害问题也未作出前瞻性预防措施，所以现如今像桥面破损、桥头跳车、栏杆断裂、伸缩缝破损、墩台底基冲空这样的病害问题都是十分常见的。综上所述，现如今针对我国高速公路桥梁的加固施工工程实施是非常必要的[1]。

2 高速公路桥梁加固施工案例分析

2.1 A高速公路桥梁加固施工项目基本概况

A高速公路桥梁是某城市在1992年正式施工建设并于1996年竣工投入运营的项目，迄今为止已经拥有了22年的运营服役周期。在2018年夏季对该高速公路桥梁进行病害检查发现其桥梁耳背墙破损严重，有明显开裂迹象。结合多点病害，必须要对A高速公路桥梁进行加固处理施工改造[2]。

2.2 A高速公路桥梁加固施工关键点分析

针对A高速公路桥梁加固施工改造过程，对其中的某些病害关键点进行加固改造，以下简单分析提出4点。

2.2.1对耳背墙的加固改造关键点分析

参考A高速公路桥梁的原始设计方案，在改造工程中发现它的耳背墙背截面强度严重下降，承载力不足，所以必须对耳背墙进行修复，以加大背墙截面的墙身承载能力。

针对A高速公路桥梁的耳背墙加固处理设计改造方案主要分为两大步骤：

首先是要适当增大原有耳背墙位置的植筋截面，该工程中花费了50 d采用封闭施工。在施工期间，还要深度调查、采集、分析A高速公路桥梁的实际交通流量特征，因此最终选择半幅度道路封闭处理。为了尽快能够恢复桥梁交通运营能力，该工程中也对耳背墙加固改造方案进行了设计优化，选择采用型钢配合原始耳背墙作为主要支撑模板，希望全面提高耳背墙的支撑强度，满足交通荷载要求。

其次，对A高速公路桥梁原始耳背墙位置的槽钢部位实施加固处理改造。而在原始耳背墙上层位置同样要植入锚栓，保证耳背墙上层位置与槽钢部分能够稳定连接。在施工中，要特别利用到耳背墙的背部位置，令其充当为先期模板被合理应用于施工中，再配合槽钢部分承受侧向压力。在加固改造的桥梁正式运营期间，还要对桥梁中新增截面、槽钢以及后背墙这3个位置进行二次加固，保证它们能够共同承担来自于外界的弯矩压力与侧向压力。为了确保耳背墙承载力，还要按照桥梁整体截面面积展开计算，计算出耳背墙的整体截面刚度EI，计算公式如下：

其中，Ec0,Ea分别为耳背墙部分新增加的构件混凝土以及型钢部分的弹性模量；Ic0为耳背墙新增构件界面部分的惯性矩指标；Aa为耳背墙加固构件一侧外部型钢实际截面面积；aa为型钢受拉或受压部分与耳背墙截面部分形心间的实际距离。结合上述数据内容及公式条件再对耳背墙加固改造后的加固受压压型钢正截面承载M进行计算，它的计算公式如下：

M≤a1fc0bx(h-x/2)+fspAsph。

其中，x为等效应力图形及荷载条件下耳背墙混凝土部分的实际土体受压强度与受压高度；fsp,Asp分别为槽钢的抗压强度设计值以及实际截面面积。结合上述两计算公式获得计算结果，在确定组合截面承载力之后还要对槽钢在耳背墙加固部分的新增截面高度进行计算，要做到合理计算截面高度，以为施工过程降低成本[3]。

2.2.2对台帽挡板部分的加固改造关键点分析

针对A高速公路桥梁的台帽挡板部分也要进行加固改造处理，因为原始桥梁的台帽挡板部分在加固设计时所采用的是封闭与压降处理两种形式，所以目前的改造工程中首先要清除耳背墙挡板部位裂缝病害，然后在台帽基础上植入新钢筋，配合浇筑新抗震挡块完成加固改造施工处理。

2.2.3对T梁挡板的加固改造关键点分析

A高速公路桥梁的T梁挡板位置已经发现破损，其大部分裂缝也贯通整个梁长，还出现了严重的渗水现象，整体刚度有所下降，所以必须对它的T梁挡板进行加固改造。工程中为了尽量减小对交通运营影响，结合实际病害提出了两点加固施工改造措施：第一，对T梁挡板的横隔板采用增焊连接钢板补强的方法，主要步骤就包括了钢板焊接、砂浆浇筑以及固化保养3部分流程。该施工阶段要对桥上交通车辆进行严格管制，禁止任何重型车辆通过，同时控制其他所有车辆车速在70 km/h以内。等到所浇筑砂浆强度达到一定标准后才能完全开放桥梁交通。另外针对T梁挡板混凝土的纵向裂缝问题，该工程中则采用到壁可法进行注浆修补，同时为桥梁桥面整体增加铺设一层环氧覆层，以此来提高铺装层的耐磨度、防滑度、抗裂度、防渗水能力和耐久能力。

2.2.4对高速公路桥梁的养护管理

最后要对A高速公路桥梁进行养护管理。该工程专门针对桥梁所常见的裂缝病害而设置了多层次的养护管理细则：当桥梁裂缝长度未超过特定值，应采用环氧树脂对其进行简易修补处理；当桥梁裂缝长度已超过特定值，应采用空压式管理，在裂缝病害位置灌注大量环氧树脂，做好裂缝填充。在A高速公路桥梁上就存在0.4 mm～0.8 mm的裂缝，施工中会先将裂缝凿开，清理干净其中杂物后再采用高级水泥砂浆填充裂缝位置，或者可以直接更换构件也能解决裂缝病害问题。

3 结语

高速公路桥梁由于日常所承受外部荷载压力巨大而导致出现各种病害是非常正常的，所以一定要定期对其进行加固施工，结合公路桥梁实际病害情况与交通运营量进行科学计算分析，采用正确工艺对本文所提到的型钢、耳背墙界面、台帽挡板、T梁挡板等等部位进行针对性加固改造施工，有效延长高速公路桥梁的运营寿命。