高速公路隧道橋梁加固技術分析

鄭海東

（貴州恒創建設工程有限公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

隨著我國高速公路領域的持續完善與發展，車輛數量及荷載重量逐年攀升，因此對高速公路隧道橋梁質量提出了更高的要求。然而，受多方面因素影響，部分高速公路隧道橋梁在使用過程中出現了嚴重的損壞現象，因此，開展相應的維修與加固工作十分重要，以有效提升高速公路隧道橋梁的承載能力、優化結構性能，進而提高工程的整體質量，保證交通安全。

1 高速公路隧道橋梁結構鑒定

當前，我國大部分高速公路隧道橋梁的整體規劃與結構較為復雜。因此，為提升鑒定效率，需積極采用先進的檢測技術[1]。

目前，主要的鑒定方式有概率鑒定法和概率極限情況鑒定法兩種。在實際檢測過程中，需要根據高速公路隧道橋梁的實際結構及受損情況選擇適用的鑒定方法。

概率鑒定法是指對高速公路隧道橋梁進行構造鑒定時，通過取樣、檢測與鑒定等流程，評估高速公路隧道橋梁的結構狀況。

概率極限情況鑒定法又可分為鉆芯取樣檢測方法和統一回彈檢測兩種。鉆芯取樣檢測是通過隨機抽樣方法獲取芯樣，并將之加工成指定規格的試件，通過強度應力試驗得出鑒定結果。統一回彈檢測主要利用統一回彈儀，對結構進行相應的檢測，具有操作方便、快捷及測試結果準確性較高等優點。

2 高速公路隧道橋梁加固原因

高速公路隧道橋梁的質量和實際運用情況對整條線路的運行狀態有顯著影響[2]。近年來，我國經濟和科技水平持續提升，高速公路隧道橋梁的設計標準也在不斷提高，早期修建的部分高速公路隧道橋梁已無法滿足當前的適用需求。例如，車輛數量的持續增長使得高速公路隧道橋梁承受的荷載加重，加劇了橋梁損傷，縮短了橋梁的使用壽命，且會給公眾出行帶來安全隱患。

目前，部分高速公路隧道橋梁甚至已無法正常使用，對交通運輸產生了嚴重影響，也對地方經濟發展構成了阻礙。然而，鑒于多種因素的制約和影響，部分損壞的高速公路隧道橋梁無法完全拆除重建，需借助技術手段進行檢測、維修和加固，以提高其承載能力，確保交通正常運行。

3 高速公路隧道橋梁加固技術應用的必要性

3.1 減少資源浪費

高速公路隧道橋梁工程的開展，需要大量的財力、物力和人力支持，拆除重建會導致成本上升，同時加劇資源浪費。針對高速公路隧道橋梁病害問題，采取科學的維修、加固措施，不僅能延長其使用壽命，還能有效減少資源浪費，節省大量經費。

3.2 推動交通運輸行業的發展

近年來，我國經濟高速發展，私家車保有量不斷攀升。在此背景下，公眾的交通需求日益提高，不僅關注道路平整度，還對綠化和清潔度提出了更高的要求。因此，在公路隧道橋梁工程建設中，需靈活運用多種技術，以滿足公眾的交通需求。同時，對出現病害的高速公路隧道橋梁進行有效加固，提升其承載能力，確保其安全、穩定運行，為我國交通運輸業的發展提供支持[3]。

4 高速公路隧道橋梁病害類型與原因

4.1 高速公路隧道橋梁病害類型

高速公路隧道橋梁在日常使用中由于長期暴露在外部環境中，受到各種外部因素的影響，極易出現裂縫、坑槽和沉陷等問題。其中，溫度裂縫、沉降裂縫、收縮裂縫及荷載裂縫為主要裂縫類型[4]。然而，無論何種類型的裂縫，均會對高速公路隧道橋梁的安全運行造成影響，甚至可能威脅民眾的生命安全。

4.2 高速公路隧道橋梁病害成因

高速公路隧道工程施工會受到各種因素的影響，如天氣、溫度、濕度、熱荷載等，如果未能有效控制相關影響因素，會影響工程質量，高速公路隧道投入施工后容易形成早期病害。

同時，未對施工材料的質量進行合理控制，會影響工程整體質量；混合料配比存在問題，會出現密實度不足等問題；混凝土沒有得到充分攪拌，加之運輸時間較長，容易影響混合料質量與性能，會為工程留下安全隱患。此外，施工技術應用不規范也會影響工程質量。

4.3 高速公路隧道橋梁加固注意事項

第一，為確保高速公路隧道橋梁加固措施的有效性和安全性，必須對高速公路隧道橋梁進行全面的檢測與評價，以了解其實際狀況，基于檢查結果制訂相應的防治和加固對策，采用合適的加固技術，以確保加固工作有的放矢。

第二，進行加固工作時，必須遵循相應的設計規范，確保加固后的高速公路隧道橋梁能夠保持良好的運行狀態。

第三，隨著交通需求的不斷變化，對高速公路隧道橋梁承載性能的要求也在日益提高。因此，需要不斷完善和更新加固技術，以滿足這些新需求。尤其是對于那些使用時間較長的高速公路隧道橋梁，應給予特別的關注，及時進行修復與加固，避免受損情況加劇。

5 高速公路隧道橋梁加固技術應用

5.1 加固技術類型

5.1.1 直接加固技術

針對高速公路隧道橋梁病害，采用直接加固技術，既能提升其剛度和承載力，也有助于提高整體工程效益。高速公路隧道橋梁直接加固技術主要包括以下幾種：

第一，包鋼加固技術。該技術主要是將鋼材、型鋼等材料包裹在破損部分外部，從而提升結構的整體承載力和剛度。此外，該加固技術還能有效增強結構的抗壓性能和抗彎曲性能，且施工時間短、不占用過多空間、加固效果好[5]。

第二，加大截面加固技術。該技術主要是通過增大構件或構筑物截面面積，以提高被加固構件的承載能力與截面剛度，能夠有效改變混凝土結構性能。

第三，預加固技術。該技術通常采用鋼筋或高強度型鋼，在需加固部位設置預應力拉桿或撐桿，能夠有效提升橋梁結構質量，增強其承載能力。此外，該技術還適用于抗裂施工和提高結構剛度施工等。

5.1.2 間接加固技術

在高速公路隧道橋梁加固施工中，除了可以采用直接加固技術，還可以采用間接加固技術，通過改變結構受力狀態的方式，最大限度地降低載荷影響，從而有效提升高速公路隧道橋梁的安全性與穩定性。在實踐中，可采取如下間接加固技術：

第一，增設支點。在高速公路隧道橋梁加固施工中，可增設若干支點，同時加入一些起支撐作用的部件，以有效分散荷載壓力，改善結構的穩定性，起到良好的加固效果。

第二，增加構件。若高速公路隧道橋梁的原結構體系不合理，條件允許的情況下可以通過增加構件的方式改變結構體系，以有效提高結構的抗震承載力、變形性能等，常用的方法包括加墻加固法、加柱加固法等。

第三，結構剛度比調整。該技術主要是對原鋼筋混凝土結構進行改造，并使其強度分配達到最優，通過調整高速公路隧道橋梁的應力狀態，提升其受力水平，改善橫向承載能力等（見圖1）[6]。

圖1 間接加固

5.2 加固技術應用

5.2.1 碳纖維布加固技術

在高速公路隧道橋梁加固工程中，碳纖維布加固技術因憑借高效、輕便和耐腐蝕等特點而得到廣泛應用。該加固技術能夠顯著提高結構的承載能力和耐久性，同時可降低對交通的影響。具體應用過程如下：

第一，開始加固工作之前，需要對高速公路隧道橋梁進行全面的檢測和評估，確定加固范圍與具體的施工方案。同時，準備好所需的碳纖維布、樹脂、滾筒等材料和工具。

第二，對加固表面進行處理，去除油污、銹蝕等雜質，確保表面平整、干燥便于碳纖維布與加固表面緊密貼合。

第三，根據加固方案，裁剪合適尺寸的碳纖維布，在加固表面均勻涂抹一層樹脂，將碳纖維布粘貼在樹脂上，并用滾筒壓實，確保碳纖維布與加固表面緊密貼合，無氣泡和褶皺。

第四，碳纖維布粘貼完成后，需要進行一段時間的養護固化，使樹脂充分固化并與碳纖維布形成整體，其間應避免對加固部位施加外力或進行其他施工活動。

第五，養護固化完成后，對加固部位進行質量檢驗，包括外觀檢查、厚度測量、承載力測試等，確保加固效果符合設計要求和規范標準。

5.2.2 鋼筋后生根技術

鋼筋后生根技術也是一種有效的高速公路隧道橋梁加固技術，該技術主要是在高速公路隧道橋梁結構中植入鋼筋，以提高其整體穩固性。該技術更適用于鋼筋損壞的橋梁或者結構材料受到破壞的橋梁。為充分發揮該技術的作用，通常以結構膠作為輔助材料，從而進一步提升加固效果（見圖2）。

圖2 鋼筋后生根加固

5.2.3 擴大基礎加固技術

對橋梁下部結構進行加固時，常采取擴大基礎底面積加固技術。該技術主要適用于基礎承載力不足或埋深太淺而墩臺為剛性實體式基礎的橋梁加固工況。進行加固前，需要對地基強度進行準確的檢測與計算，在保證地基強度能夠滿足擴大基礎加固施工要求，并且工程僅存在不均勻沉降或變形過大等問題的情況下，方可進行擴大基礎底面積加固施工。

6 結語

近年來，高速公路交通日益繁忙，為保證交通安全性、延長高速公路隧道橋梁使用壽命，需要科學采用加固技術，如碳纖維布加固技術、鋼筋后生根技術、擴大基礎加固技術等，以有效解決橋梁老化、損傷等問題，同時降低維修成本。未來，在高速公路隧道橋梁加固技術的研究方面，應更注重實效性、經濟性和環保性，同時應積極與智能化、信息化技術手段深度融合，為高速公路隧道橋梁的安全、暢通運行提供更加堅實的保障。