淺談加固施工技術在提高橋梁結構安全中的應用

摘 要:由于我國橋梁養護管理工程起步較晚，很多橋梁在使用后都缺乏必要的維護和加固措施，導致了很多病害的產生，因此，對于存在質量病害的橋梁，必須根據地區環境特征、交通流量特點以及病害產生的成因等進行綜合分析，采取有針對性的加固處理技術，避免橋梁安全事故造成的重大損失。本文結合筆者的工作經驗，對橋梁常見病害的類型和成因進行了分析，提出了幾種相應的常用加固處理技術，對提高橋梁結構的安全性和穩定程度具有積極的意義。

關鍵詞:加固技術 橋梁結構 安全性

中圖分類號:U442文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(a)-0118-01

1 橋梁結構質量病害及其對安全性的影響

1.1 影響橋梁結構質量的常見病害

作為基礎建設的重要組成部分，橋梁在很大程度上促進了我國經濟、文化生活的發展與進步，其在保障交通方面的重要作用也越來越被人們認識和關注。然而，由于我國橋梁養護管理工程起步較晚，很多橋梁在使用后都缺乏必要的維護和加固措施，導致了很多病害的產生，甚至還發生了多起橋梁倒塌致人傷亡的惡性事故，對運輸的通暢和人民生命財產安全造成了極其不利的影響。調查顯示，我國已建成的橋梁中，存在質量問題的橋梁占總體的一半以上，甚至一些特別嚴重的地區，橋梁中的70%都存在著不同程度的安全隱患。

目前我國橋梁結構中較常見的病害包括:(1)剝蝕和碳化銹蝕:剝蝕主要是橋梁結構外觀上的蜂窩麻面或起皮破落等問題。而碳化銹蝕主要是發生在其結構內部，隨著內部混凝土碳化和鋼筋銹蝕問題的加重，結構內部將產生很多順筋裂縫，嚴重縮短了橋梁的使用壽命。(2)裂縫和孔隙的產生:由于裂縫的產生原因多而復雜，且往往是由多種因素共同作用產生的，因此非常難以預防和治理，裂縫問題幾乎存在于所有的橋梁結構中?；炷猎跐仓^程中還可能產生毛細管孔隙或氣泡，使氧化氣體、水分等更容易進入其內部，降低了橋梁的耐久性。(3)橋梁可能存在的其他病害還包括下沉、開裂、產生貫通縫等。

1.2 質量缺陷產生的原因

使橋梁產生病害的原因主要包括材料因素、自然因素以及人為因素等。材料因素是指混凝土等建筑材料自身的缺陷，如混凝土的質量本身存在問題產生的毛細管孔隙，可能導致空氣中各種物質向橋梁內部的擴散，其中氯離子等會反應而引起內部鋼筋的銹蝕，從而降低結構的耐久性。自然因素包括洪水、地震等自然災害對橋梁的影響和酸雨等地區性問題對橋梁的侵蝕和損害。而人為因素則包括橋梁設計不合理、施工質量差、使用不當等問題，例如一些比較老舊的橋梁只符合建設當年的設計規范，但其設計荷載等指標已不適應目前的交通形勢，而超載則是使用中導致橋梁損害的普遍問題之一，嚴重的超載和超速行駛，都會影響橋梁結構的穩定性。

1.3 對橋梁質量病害的處理

橋梁在我國的現代化建設中越來越發揮出不可替代的作用，其結構的穩定直接關系到人民的安全和經濟的發展。因此，對于存在質量病害的橋梁，必須根據地區環境特征、交通流量特點以及病害產生的成因進行綜合分析，采取有針對性的加固處理技術，避免橋梁安全事故造成的重大損失。

2 常見橋梁加固技術的施工方法

根據加固對象病害程度的類型和程度，目前橋梁加固中常見的施工方法包括直接加固與間接加固兩類。直接加固法一般包括:加大截面加固法、有粘結外包型鋼加固法、粘鋼加固法、粘貼纖維增強塑料加固法、置換混凝土加固法、繞絲法、錨栓錨固法;間接加固法則有:預應力加固法和增加支承加固法等法?？紤]到橋梁加固改造的目的是為了提升其服務功能，實際中常采用的方法有增設支點、增加結構截面、鉆孔植筋或碳纖維加固等處理方法。

以鉆孔植筋技術為例，其工藝步驟為:首先須確保錨筋埋設深度與孔深相同，但孔徑應比錨筋直徑大2mm～4mm，孔位在施工中應避讓構造鋼筋，且保證孔道的順直。鉆孔后形成的孔道用硬鬃毛刷進行清理，再使用高壓干燥空氣吹去孔底灰塵和水分，使得孔內保持干燥。灌注植筋膠由孔底至孔深2/3處，待將錨筋插入后，膠即可充滿整個孔洞。在錨筋插入前應先使用鋼刷清除插入部分表面污物，并用丙酮溶液擦拭干凈。錨筋插到孔底后，孔口出涌出的多余膠應立即進行清除。在孔內膠液沒有干固之前，注意避免擾動錨固鋼筋，同時應做好觀察以保證孔位附近不出現明水。待植筋鉆完孔后，應立即清理干凈，并及時予以植埋，嚴禁植筋孔的長時間空待。

由于碳纖維具有極好的比強度、比剛度以及良好的耐腐蝕性，因此應用碳纖維加固處理具有工期短、勞動強度低、不中斷交通等優點，在目前的實際工作中用途非常廣泛。其工藝流程包括:面層處理→斷面修復→表面修正→底層涂料。在除去混凝土表面的劣化層并使其充分干燥后，將混凝土面層的不良部分清除。若有鋼筋外露，應先做好防蝕處理，再以強度≥混凝土的環氧樹脂砂漿材料修補。裂縫以環氧樹脂灌注，并須做好相應的止水和導水工作。以切割機或砂輪機將表面凸出部分鏟除并使其平滑，凹陷部分則以環氧樹脂或樹脂砂漿填補。轉角處應研磨至凸角以上，凹角則以樹脂砂漿填補。此外，施工中還應注意:配制粘貼膠時需要準確控制其攪拌量，不可超出，如出現膠料已經超過使用時間的情況，則應主動將其視做廢棄處理，決不允許再次使用。經實踐證明，在通常條件下粘貼膠可以有效發揮作用是時間上限為1h。粘貼碳纖維布的施工過程中不可出現碳布沿纖維垂直方向發生彎折現象。在梁體加固施工的過程中，為確保安全，還應采取必要的限載措施和環境控制。氣溫在5℃以下時、雨天或RH＞95％時，不可施工。在確認施工范圍的溫度、濕度后，選用適當的底層涂料。施工現場空氣應十分流通，嚴禁煙火，施工時還必須穿帶保護裝備。

3 結語

綜上所述，橋梁在其設計、施工、使用中常常會產生質量問題，對于這些難以避免的因素造成的病害，必須由其機理出發，采取碳纖維加固等相應的措施加以處理。作為一項起步較晚的橋梁管理措施，目前我國碳纖維處理等舊橋加固技術仍缺乏施工經驗和規范，因此，施工單位與相關管理部門一道，對其技術工藝標準進行研究，不斷提高其工藝的水準及規范性。加固施工中必須重視材料質量，以及工藝的合理性，在重視效率的同時，確保橋梁質量的提高。

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