高速公路橋梁養護與維修加固處理方法

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）08-0074-03

0 引言

高速公路橋梁作為現代交通網絡的重要組成部分，承載著日益增長的交通流量和貨物運輸需求，其安全性和耐久性對于保障整個交通系統的順暢運行至關重要。但隨著時間的推移和外部環境的影響[1]，高速公路橋梁不可避免地會出現如裂縫、變形、銹蝕等病害和損傷，不僅影響了橋梁的正常使用，還對交通安全構成嚴重威脅[2]。因此，高速公路橋梁的養護與維修加固處理尤為重要。為保障高速公路橋梁的安全性和耐久性，必須采取科學有效的養護與維修加固措施，具體包括對橋梁病害的及時檢測和診斷、對病害的修復和加固以及對橋梁結構的定期維護和保養[3]。通過綜合應用現代科技手段和工程技術，實現對高速公路橋梁的全面養護和維修加固，確保橋梁結構的穩定性和安全性。該文以實際工程為例，研究高速公路橋梁養護與維修加固處理方法，結合工程的實際情況確定養護與維修加固方案，以期為同類工程提供參考依據。

1高速公路橋梁養護與維修加固處理

1.1工程概況

某高速公路線路總長度接近 8 5 k m ，路基寬度為 2 6 m 為雙向4車道設計，行駛時速為 8 0 k m/ h ，建設時路面為改性瀝青混凝土結構。該公路建設位置地形以山地為主，并且全線建設時橋隧比例為 7 5 % ，共計6座特大橋、10座大橋以及數座中橋，所有橋梁均采用預應力箱梁結構。

該高速公路在使用一段時間后，公路部分橋梁的鋪設層以底板等位置產生一定程度的病害，主要為裂縫。查看裂縫后，確定其主要從鉸縫處形成，且存在繼續開裂風險[4，對公路后續運行安全帶來一定安全隱患。故需對該公路橋梁進行養護與維修加固處理，以提高高速公路橋梁的安全性和耐久性。

1.2橋梁性能指標評價

1.2.1養護技術評定

為實現對橋梁性能精準評定，該文制定了一套養護技術評定標準，以便對橋梁進行全面的養護管理。橋梁構件的技術狀況評分按下式計算：

當x=1時：

當x＞2時：

時： （4）；

式中， —上部結構第 i 類部件1構件的得分，值域為0到100分； —下部結構第 i 類部件1構件的得分，值域為0到100分； —橋面系第 i 類部件 l 構件的得分，值域為0到100分； k 第 i 類部件 l 構件出現扣分的指標的種類數； δU ， x ， y —引入的變量；i部件類別，例如 i 表示上部承重構件、支座、橋墩等； j 第 i 類部件 l 構件的第 j 類檢測指標； 第 i 類部件1構件的第 j 類檢測指標的扣分值。

養護技術人員應嚴格遵循評定標準，全面檢查橋梁橋面鋪裝、支座系統、上下部結構等關鍵部分，細致記錄橋梁損害現象，如裂縫分布、材料剝落、構件銹蝕等，并依據特征進行分類[5。利用先進檢測技術和精密儀器，深入探查橋梁關鍵受力部位隱蔽損傷。通過綜合分析與系統處理檢測數據，采用對比分析與統計建模方法，揭示損傷規律與趨勢，為高速公路橋梁損害程度檢測提供科學依據。

1.2.2 損害程度檢測

為確保高速公路橋梁養護與維修加固處理能夠精準無誤地實施，需對橋梁當前所承受的損傷狀況展開計算與分析。這一評估過程覆蓋橋梁的每一個細微構件與部件，并延伸至橋面、橋梁的上部結構及下部結構等多個關鍵層次，確保評定的全面性和準確性。引入超載系數 評定該公路橋梁損害狀況，該系數的計算公式為：

式中， （204號 為車輛超載平均值以及車輛設計荷載（kN）； ， m 車輛超載數量以及交通量總數（輛）。

依據 結果判斷公路橋梁損害狀況，公式為：

式中， —構建檢測指標扣分值決定的量， k 變量數量（個）。

結合上述計算結果以及相關標準確定公路橋梁損壞等級，詳情如表1所示。

依據上述等級詳情對研究的公路橋梁損壞等級進行判斷，確定該公路目前存在IⅢI級和IV級兩種等級的損壞，為保證其養護與維修加固效果，該文針對兩種不同的損壞等級，采用不同的處理方案進行養護與維修加固。

1.3養護與維修加固方案

1.3.1 結構補強加固方法

針對II級損壞橋梁，鑒于其存在持續開裂與擴展的風險，該文提出結構補強加固策略，旨在增強橋梁內在強度與穩定性。策略核心在于利用材料增強技術或調整材料布局形態，提升承載能力與安全冗余。

結合實際情況與成本效益，優先采用加固體外預應力技術，該技術通過外置型鋼支撐桿與精確調控預應力鋼絞線，有效分散內部應力，顯著降低裂縫擴展風險，保障橋梁長期安全運行。預應力加固技術廣泛應用，其核心材料如高質量鋼絞線與混凝土，以其卓越抗拉與防銹性能，強化橋梁整體強度，為橋梁穩定運行奠定堅實基礎。

采用預應力技術進行加固處理時，需充分考慮外部因素造成的影響，故計算橋梁的實時承載力。確定加固時的節點形式，分析橋梁初始受力狀態、混凝土澆筑質量對節點剛度的影響，以此獲取最終的極限承載力 （kN），其計算公式為：

式中， d —變動系數； 承重加固范圍 ）；w （2號 權重極值。

依據公式（7）計算結果可確定實際的極限承載力 結果，依據該結果設定的極限范圍，并結合預設標準，進行預應力加固施工。為保證施工效果，確保加固后的穩定性和可靠性，需確定加固張拉系數 κ ，其計算公式為：

式中， N 加固時的錨固點數量（個）； Δ f 預應力應變差值（MPa）。完成上述計算后，進行加固施工，其流程具體如圖1所示。

預應力加固施工時，需將錨固點定位在梁頂及梁端頂面之上，并確定預應力筋的穿出位置和角度，該文采用斜穿方式完成，需貫穿橋面板或梁頂面，重復上述步驟以確保穩固性和精確度。完成上述步驟后，若鋼筋存在外露情況，則需對錨固墊板位置的混凝土進行精細清理。清理后使用鑿巖機進行斜孔開鑿，并進行必要的養護處理，以確保施工質量和結構穩定性。

1.3.2修復性養護方法

IV級損壞程度較為嚴重，存在顯著的裂縫等病害，該文選擇修復性養護方法對該類損壞進行維修加固，修復性養護方法指的是采取相應的修復措施對已經發生的明顯損傷進行修復，以此恢復橋梁性能。

結合工程的實際情況，應用黏貼碳纖維維修加固技術處理IV級損壞，將碳纖維板黏貼在損壞位置，利用碳纖維板自身的高強度、高模量以及高耐腐蝕性和疲勞性等特點，提升該公路橋梁結構的承載力，延長其使用壽命。所選用的碳纖維材料的抗拉強度標準值應大于3 0 0 0 M P a ，彈性模量應大于 ，伸長率應大于 1 . 5 % 。碳纖維板黏貼加固維修處理步驟具體如下：

（1）混凝土表面處理。

加固維修處理前，為確保黏貼效果與結構安全性，需先處理混凝土表面，包括徹底清除表面的雜物和疏松部分，確保表面干凈且平整無瑕疵；控制混凝土表面濕度在 7 5 % 以下， p H 值則應在 7 ～ 9 范圍內，此環境條件有利于碳纖維的牢固黏貼和長期穩定性。通過嚴格的預處理和環境控制，確保碳纖維黏貼的質量，從而保障整個結構的強度和耐久性。

（2）碳纖維板黏貼。

完成混凝土表面清理后，將樹脂類黏結材料涂刷在清理后的混凝土表面上，涂刷完成后立即鋪設碳纖維板，并確保整個鋪設過程符合施工標準；以纖維方向為基準，完成每層混凝土碳纖維板的搭設，確保兩者方向一致，保證最佳加固效果。為確保結構強度和穩定性，采取錯開搭接的方式完成搭接，搭接長度應不少于 ，嚴格控制搭接區域，不可位于受力范圍內，避免發生應力集中現象。完成碳纖維板鋪設后對其表面進行多次壓實，確保樹脂膠液能夠完全滲透到碳纖維板中，提升纖維板的黏合牢固性，以此提高碳纖維板與混凝土結構的整體性能，延長結構的使用壽命。

（3）固化、養護。

完成碳纖維板黏貼后，為確保固化質量，在此期間需避免受到任何外部因素的干擾。樹脂的固化過程需將溫度控制在 以上，若環境條件難以滿足這一要求，應選用低溫類型的固化樹脂，以確保固化過程順利進行。樹脂完全固化后，對碳纖維板的黏合區域進行檢查，若存在鼓起現象，應立即處理，將樹脂膠接材料注入鼓起位置，以恢復碳纖維板的整體密實度。處理完成后對表面磨平處理，以保證其平整度和美觀度。

2 結果分析

為分析該文所提高速公路橋梁養護與維修加固處理方法的應用效果，特對II級損傷的預應力加固施工效果進行測試，隨機獲取10個加固位置加固前后的承重值，結果如圖2所示。

分析圖2結果可知：加固后高速公路橋梁結構的承重值顯著增加，明顯優于加固前，說明該文所提處理方法具備較好的應用效果，能夠提升高速公路橋梁的承載力。

對IV級損壞程度修復性養護處理效果進行測試，獲取碳纖維板黏貼養護維修加固處理前后，高速公路橋梁狀況得分結果，如圖3所示。

分析圖3結果可知：碳纖維板黏貼加固法在IV級損壞高速公路橋梁的修復中，能夠有效恢復并提升橋梁性能，技術狀況得分顯著回升并穩定于技術狀況界限標準之上，驗證了其高效性與可靠性。對比養護前后，橋梁狀況隨時間推進的變化，加固前的高速公路橋梁在運營25年后，其狀況得分即跌破標準；而應用該文所提方法進行加固后，能夠顯著提升橋梁耐久性，延長壽命，為橋梁加固維護提供有效路徑。

3結論

高速公路橋梁作為保障交通動脈暢通的基石，其養護與維修加固具有顯而易見的重要性。為了做好這項工作，不僅需要構建一套完備、高效的養護體系，還應涵蓋日常巡檢、定期檢測、專項維修及應急響應等多個環節，緊跟科技步伐，積極引入智能化、信息化的先進技術，如無人機巡檢、傳感器監測等，以提升養護效率與精準度。該文以具體工程為案例，深入探討對該橋梁進行加固的多種策略，如結構補強、裂縫修復、預應力加固等，以此有效增強橋梁的承載能力與耐久性，減少病害發生，延緩老化進程。

參考文獻

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