公路危桥加固改造施工技术

陈兵

（贵州省遵义市湄潭县交通运输局，贵州遵义 564100）

0 引言

公路桥梁在使用过程中，由于各种内外因素的干扰，容易出现结构开裂问题。特别是随着时间的推移，桥梁内部受力条件会重新分布，导致承载能力和安全性下降，无法满足正常使用需求，部分桥梁甚至在未达到预期使用年限就被迫退役。文章主要对公路危桥加固改造施工技术进行分析，探索全新的加固措施，以期有效解决桥梁结构的开裂问题，提升其承载能力和安全性，以满足公路桥梁的长期使用需求。

1 公路危桥加固改造的作用

随着使用年限的增长，部分公路桥梁面临老化、腐蚀等问题，导致结构稳定性下降，存在安全隐患。为解决这一问题，需要进行加固改造。可以采用钢筋混凝土、钢结构等材料和技术手段，对公路桥梁的梁、墩、台等关键部位进行加固，提高其抗弯、抗剪和抗震能力，有效预防公路桥梁倒塌和事故发生，提高公路桥梁的荷载承载能力，确保其在各种荷载和环境条件下稳定运行。

2 公路危桥固改造技术分析

2.1 灌缝加固技术

灌缝加固是一种常用的公路危桥加固改造技术，通过使用灌缝技术修复和密封公路桥梁的裂缝，防止水分和其他有害物质进入裂缝内部破坏公路桥梁结构。

第一，清理公路桥梁裂缝，去除裂缝中的杂物和松散混凝土碎屑，确保裂缝表面干滑。

第二，将环氧树脂等灌缝材料注入裂缝中，使其完全填充整个裂缝（见图1）。在灌缝过程中，需要进行质量控制，以保证灌缝施工效果。

图1 灌浆施工

2.2 外包混凝土加固技术

外包混凝土加固技术是一种常用的公路危桥加固方法，旨在提升公路桥梁的承载能力、延长使用寿命和保障结构的安全性。该技术基于混凝土材料的良好性能，在原有公路桥梁结构外部施加一层新的混凝土层，以修复公路桥梁表面损坏，避免裂缝扩展，提高公路桥梁的横向和纵向承载能力、弯矩承载能力，改善结构的刚度和稳定性，提高桥墩抗震性能等[1]。

首先，在施工过程中对原有公路桥梁结构进行评估和检测，确定加固的需求和范围。

其次，对公路桥梁表面进行相关处理，提高外包混凝土与原有结构之间的黏结力。

再次，进行混凝土拌和与浇筑，采用适当的施工工艺和模板，以提高混凝土的质量和美观性。

最后，进行养护和监测，确保外包混凝土层充分固化，并通过监测手段对加固效果进行评估。

2.3 粘贴钢板加固技术

粘贴钢板加固是一种常用的公路危桥加固技术，通过将钢板直接粘贴到需要加固的公路桥梁部位上，使原有的混凝土结构与钢板共同承担外部交通产生的作用力。该技术只需将钢板粘贴到指定位置，不需要大规模拆除或改变原有结构，通常不会对公路桥梁的外观产生过大的影响，对施工空间的要求也不高，施工过程更加便利，能够有效降低对交通和周边环境的干扰。同时，采用粘贴钢板的方式，无须进行混凝土浇筑，可以提高加固施工效率，适用于需要迅速恢复公路桥梁使用功能的情况[2]。

此外，粘贴钢板加固技术在钢筋混凝土结构受弯、大偏心受压、受拉部件的加固中有较高的应用价值。粘贴钢板加固法可以有效提高公路桥梁的强度和承载能力，提高其抗弯和抗压能力，延长公路桥梁的使用寿命。然而，在施工过程中需要全面了解公路桥梁结构的锈蚀情况，并采取相应的处理措施。此外，对于结构部件加固效果较差、稳定性严重受损的部位，在粘贴钢板之前需要进行螺栓锚固处理，以避免发生钢板脱落等问题。同时，施工过程应符合相关标准，确保加固后的公路桥梁能够实现安全、可靠运行。

2.4 碳纤维布加固技术

碳纤维布加固是一种常用的加固技术，在施工过程中，先对公路桥梁表面进行清洁和处理，然后将特定的胶黏剂涂抹在公路桥梁表面，再将预先剪裁好的碳纤维布贴附在公路桥梁加固部位表面，确保其与公路桥梁结构紧密黏结。碳纤维布具有高强度和高模量的特点，能够在公路桥梁结构中起到有效的加固作用。将碳纤维布粘贴在公路桥梁表面，可以提高公路桥梁的抗弯、抗剪和抗压能力，提高整体结构的承载能力。同时，由于碳纤维布具有良好的韧性和耐久性，能够有效吸收和分散地震荷载，提高公路桥梁的抗震性能，降低地震风险，碳纤维施工现场如图2 所示。

图2 碳纤维施工现场

3 公路危桥加固改造工程实例分析

3.1 工程概况

某公路桥梁项目投入运营的时间超过30 年，该项目采用工字梁和T 梁组合形成，跨径尺寸较大，包含人行道、行车道等结构，行车道采用双向横坡结构形式。近年来，区域经济发展迅速，交通流量不断增多，在多重因素的影响下桥梁已经不能完全满足车辆安全通行要求。对该桥梁进行勘查发现，桥头混凝土面板、伸缩缝等处出现严重裂缝问题，严重影响桥梁正常运行。掌握相关病害问题后，主管部门通过综合分析，决定对项目进行加固改造。

3.2 公路危桥病害及原因

在公路桥梁运行过程中，承载力性能降低主要是由于长期运行和受到自然环境的侵蚀，导致混凝土结构出现裂缝等损坏，潮湿气体进入内部导致钢筋腐蚀。长时间的超载运行会提高公路桥梁结构的病害发生率，这时会存在应力不均匀分散的情况，破坏结构的受力平衡，从而引发结构损坏。在该公路桥梁中，工字梁的主梁结构未沿纵向设置横隔板进行整体连接，仅通过预弯和桥面现浇层结构组合形成，这种结构容易发生断裂，导致公路桥梁结构的受力变形严重。

此外，该公路桥梁没有设置支座结构，伸缩缝严重损坏，结构变形无法控制，内力明显增大，承载能力不足。因此，必须采取必要措施改善旧桥的变形体系，使其符合静力平衡标准。此外，桥头混凝土板严重破损，出现明显沉陷，两侧的桥头与路基连接部位也受到严重破坏，导致路面下沉明显，影响了公路桥梁的美观性与车辆的通行平顺度[3]。

3.3 加固改造方案

为了提高该公路桥梁的通行质量，满足交通通行安全性和稳定性要求，提高工字梁的整体性能，采取以下加固改造方案。首先，在工字梁的两侧和中间设置横隔板，以提高工字梁的整体连接性，并将原有公路桥梁铺装层清除，铺设一层厚度为13cm 的防水钢筋混凝土表面。在施工过程中，加强对材料的监督和检测，确保其性能和质量符合要求。对于断裂的工字钢和弯板，及时进行修复处理，并在底部粘贴碳纤维布以提高承载能力。采用GQF-C60 型伸缩缝更换原伸缩缝部件，在墩台帽挖槽部位安装支座结构，并按照要求设置泄水孔。对于损坏的桥头部位，进行清理处理，并进行桥头搭板与钢筋混凝土板过渡处理，以确保车辆通行的顺畅性。

3.4 加固改造施工步骤及要点

3.4.1 加固步骤

进行公路危桥加固改造时，需要封闭施工区域，防止车辆和行人进入，确保人员安全。桥面清理后，使用千斤顶逐段将工字梁顶升到合适的高度，并安装支座。同时，进行横隔板结构浇筑，以提高公路桥梁的承载能力和稳定性。进行修补处理时，采用工字梁修补方法，将修补材料填充到裂缝处，恢复其原有的结构强度。在施工过程中，需要注意确保公路桥梁的排水效果，如安装伸缩缝和完善泄水孔等设施，以防止水分对桥梁结构的损害。

3.4.2 加固要点

在公路危桥加固改造过程中，使用轻型机械设备对铺装层进行有效的清理和拆除。在新旧混凝土的连接部位，采用钢筋连接或钢板连接，确保新旧混凝土之间连接紧密、顺畅，从而提高结构的连贯性和强度。在施工过程中，需要注意选择适当的工具和设备，确保凿除和连接工作的精确性和质量。同时，加强对施工现场的监督和管理，确保施工过程符合相关标准和规范，以确保加固改造工程的顺利进行，确保最终的施工效果达到预期目标[4]。

3.5 施工工艺

第一，灌缝施工。灌缝施工需要对灌浆材料进行严格的质量检查，确保其符合相关标准和要求。在施工过程中，要确保灌浆材料充分混合均匀，以保证其性能和效果。同时，对裂缝处理的准备工作也要认真细致，确保裂缝表面清洁、无杂质，并采取适当的预处理措施，如打孔、埋设钢筋等，以提高灌浆材料与结构的黏结效果。操作过程中要均匀地将灌浆材料填充到裂缝中，避免出现空洞等情况。这便要求施工人员熟悉灌浆设备的操作和调整，能够合理调整施工压力和速度，以确保灌缝材料充实、紧密地填充。同时，要合理控制施工过程中的环境条件，如温度、湿度等，以保证灌浆材料的固化效果和质量。

第二，裂缝封闭。裂缝宽度在0.1mm 以下时，无论尺寸大小，都应在灌缝的同时进行封闭处理。裂缝封闭可以采用粘贴碳纤维布的方法。在现场施工过程中，要先对裂缝进行找平处理，确保表面平整且与碳纤维布的贴合度符合要求，再将碳纤维布粘贴到结构表面，使用浸渍树脂进行固化处理，以确保粘贴处理的牢固性和耐久性[5]。

4 公路危桥加固改造施工质量控制

在公路危桥加固改造施工过程中，施工质量控制是至关重要的，需要注意以下质量控制要点：

首先，应根据公路桥梁的实际情况和工程要求制订详细的施工方案，并选择合适的加固材料，施工过程中应全面控制加固工艺和工序。

其次，施工人员需要仔细研究施工图纸和设计文档，确保了解每个加固区域的具体要求，包括材料规格、加固方法、张拉力和灌浆材料等。在实际施工中，预应力钢绞线的穿束、张拉、灌浆等需要按照规范进行。在预应力张拉过程中，需要使用专业的张拉设备来确保拉力的准确度，以达到设计要求的预应力水平。同时，灌浆工作也必须仔细监控，确保灌浆材料充满填充部位，以实现良好的黏结效果。

再次，加固施工过程中需要进行现场监测和检测，实时监控关键节点和重要参数，及时发现和处理施工中的问题和缺陷。同时，要全程记录施工过程，注重施工记录和档案的完整性，以确保施工质量的可追溯性和可验证性。

最后，施工结束后需要进行质量验收，对加固改造工程进行全面的检查和评估，确保施工质量符合设计要求和相关标准，以保证加固改造工程的质量可靠性和持久性。

5 结语

综合以上分析，在公路危桥加固改造工程中，采用加固技术能够有效修复公路桥梁的裂缝，提高防水性能，提高其承载能力和抗震性能，提升整体改造效果。为更好地实现公路危桥加固改造效果，今后要加强技术创新和实践，进一步完善施工技术，促进公路桥梁加固改造工作的可持续发展。