橋梁加固過程中關鍵問題的研究

尹進

（秦皇島市公路養護服務中心，河北秦皇島066000）

1 引言

橋梁是連接城市各個區域的重要通道， 對國家和地方經濟的發展發揮著關鍵作用。 然而，隨著橋梁使用年限的增加，部分橋梁的結構狀況呈現逐漸惡化趨勢， 導致橋梁的承載能力降低，進而影響公路交通的安全性和暢通度，須對橋梁進行加固。 在橋梁加固過程中，如何有效解決存在的關鍵問題，是保障加固質量和加固效果的重要保證。 因此，針對橋梁加固過程中存在的關鍵問題進行深入分析和研究，探索解決方案，具有重要的實用價值。

2 橋梁加固的必要性及加固原則

2.1 橋梁加固的必要性

橋梁在運營期間，受長期使用和氣候等因素的影響，許多橋梁的結構狀況惡化，其承載能力降低，存在安全隱患。 為保障橋梁的結構安全和公路交通暢通，須對橋梁進行加固。 通過采用先進的加固技術和材料， 可大幅提升橋梁的結構穩定性和承載能力， 使其能夠滿足日益增長的車流量和交通運輸需求，保障公路交通的安全和暢通。 同時，橋梁加固還能延長橋梁使用壽命，減少對環境的影響，降低交通事故發生率，對城市的經濟、社會和環境發展具有重要意義[1]。因此，橋梁加固十分必要，是城市交通運輸發展的重要保障措施。

2.2 橋梁加固的原則

橋梁加固是指在保證原有橋梁基本結構不變的前提下，采用加固材料和相關施工技術提升橋梁的承載能力和使用壽命。 為保證加固效果，需遵循以下橋梁加固原則：（1）結構安全性原則。 橋梁加固過程須保證橋梁結構安全，不得破壞原有結構的完整性，同時加固后的結構應具有更好的安全性能。 （2）功能恢復原則。 橋梁加固后應保證原有功能得到恢復，即加固后的橋梁能滿足設計要求，并承擔原有的交通運輸任務。 （3）技術先進性原則。 橋梁加固過程中應采用先進的加固技術和材料，提升橋梁的承載能力，延長使用壽命。 （4）經濟效益原則。 橋梁加固過程中應充分考慮經濟效益，選擇經濟合理的加固方案，以達到最優的經濟效益和社會效益。 （5）可操作性原則。 橋梁加固方案應具備可行性和可操作性，使得加固施工過程中能達到預期效果。

3 橋梁的主要病害

橋梁病害是橋梁使用過程中不可避免的問題， 也是影響橋梁安全性和使用壽命的重要因素。 因此，對橋梁病害進行分類，并針對不同病害采取相應的治理措施，是保障橋梁安全和延長使用壽命的關鍵。 橋梁病害通常分為3 類，即結構病害、材料病害及地基病害。

3.1 結構病害

結構病害是橋梁最常見的病害之一， 其主要原因是橋梁在使用過程中受到外部荷載作用和環境因素影響，如氣候、自然災害等。 常見的結構病害包括裂縫、變形、斷裂等。

3.2 材料病害

材料病害是橋梁的另一個重要問題， 主要是由橋梁材料自身存在的固有缺陷或老化、劣化等問題導致。 例如，混凝土結構碳化、鋼筋銹蝕、金屬疲勞等，均為常見的材料病害。

3.3 地基病害

地基病害主要是指橋梁基礎所在地基發生沉降、滑移、坍塌等導致的損傷或破壞，該病害通常會導致橋梁變形、裂縫等問題，嚴重時甚至可能引起橋梁崩塌。

4 橋梁加固工作程序

橋梁加固是一個復雜的工程， 需經過多個步驟和程序才能完成，應嚴格遵循設計要求和標準，確保加固工程順利完成并達到預期效果。 同時，需注意施工安全和環境保護等方面問題，確保加固工程的順利進行。 一般而言，橋梁加固的工作程序包括以下幾個階段。

4.1 橋梁檢測

在橋梁加固工作開始前， 橋梁檢測是橋梁加固工程的重要一環，其目的是確定橋梁的病害類型和程度，為加固方案的設計和施工提供依據。 因此，進行橋梁加固工作前，須進行詳細的檢測和評估， 確保加固工作的順利進行和加固效果達到預期。

4.2 方案設計

根據橋梁檢測結果，設計橋梁加固方案。 橋梁加固方案的設計是保證加固工程成功和加固效果達到預期的關鍵。 進行方案設計時，需進行綜合分析和評估，綜合考慮加固材料、加固方式、加固強度以及經濟效益等多種因素。

4.3 材料選用

根據橋梁加固方案，選擇合適的材料，如鋼板、鋼筋混凝土、預應力鋼束、碳纖維等，為加固工程提供堅實保障。 選擇材料時，需充分考慮材料的強度、耐久性、施工難度、經濟性等因素，以確保加固工程高效完成，加固效果達到預期。

4.4 加固施工

橋梁加固施工是橋梁加固工程中最關鍵的步驟。 施工時，需根據具體加固方案選擇合適的加固方法和施工技術， 嚴格控制施工質量和安全，確保加固工程達到預期效果。

4.5 質量檢驗

加固施工完成后，對加固工程進行全面的質量檢驗，確認加固效果是否達到預期。 質量檢驗采用專業的檢驗方法和設備，檢驗內容包括加固部位的強度、穩定性、耐久性、承載能力等指標。 若發現問題，需及時進行整改，確保加固質量和效果滿足要求。

4.6 加固效果評估

對加固后的橋梁進行評估是確保加固效果的重要環節。評估工作需對加固工程的各項指標進行全面檢查，包括強度、穩定性、耐久性等，以確認加固效果是否達到預期目標。 同時，加固后還需進行定期維護管理， 以確保橋梁長期保持良好的使用狀態。 加固效果評估結果分為合格和不合格，評估結果合格，則說明加固效果符合設計要求。 評估結果不合格，則需采取相應措施進行整改。

5 橋梁加固技術

橋梁加固技術是維護橋梁安全和延長使用壽命的重要手段。 目前，常見的橋梁加固技術主要包括灌封膠灌注法、鋼材加固法、預應力加固法、碳纖維加固法以及噴射混凝土加固法等。 以上加固技術應用范圍十分廣泛，具有較強的實用性和適應性，可針對不同的橋梁類型、結構形式、病害類型和加固要求等進行選擇，在橋梁管理和養護工作中發揮著重要作用。 例如，在橋梁結構出現斷裂、疲勞等病害時，常采用鋼材加固、預應力加固等方法進行處理；在混凝土結構存在碳化、銹蝕等問題時，可采用碳纖維加固、混凝土加固等技術進行修復；在橋梁基礎存在沉降、滑移等問題時，可采用地基處理、加固基礎等方法進行加固。

5.1 灌封膠灌注法

灌封膠灌注技術的基本原理是通過在橋梁結構的裂縫和空隙中灌注特殊的膠體材料，使其與原有結構形成一個整體，以提高結構的承載能力和穩定性。 灌封膠灌注技術在橋梁加固中具有較好效果，其不僅可修補裂縫和空隙，還可提高結構的整體強度和剛度，增強結構的抗震性能。 同時，該技術具有施工簡便、成本低廉等優點，適用于各種橋梁結構的加固和維修。 需注意的是，選擇合適的灌漿材料和施工方法非常關鍵，可確保處理后的裂縫能夠滿足工程要求。 灌封膠灌注技術處理流程如圖1 所示。

圖1 灌封膠灌注法工藝流程示意圖

5.2 鋼材加固法

鋼材加固法具有施工簡便、加固效果顯著等優點，被廣泛應用于橋梁加固修復中[2]。該技術的基本原理是在橋梁受力區域布置一定數量和規格的鋼材，通過鋼材的高強度和剛性提高橋梁的承載能力和抗震性能。在實際應用中，鋼材加固技術具有很高的適應性和靈活性，可以根據橋梁的不同結構形式和病害類型進行針對性的加固處理。 鋼材加固技術還可與其他加固技術相結合，形成綜合加固方案，提高橋梁的抗震性能和承載能力。

5.3 預應力加固法

預應力加固技術主要是通過在橋梁結構中增加預應力提高結構的承載能力和抗震性能。 該技術具有加固效果好，增強結構的承載能力和抗震能力， 延長結構使用壽命等優點。 此外，預應力加固技術還具有施工簡便、周期短、對橋梁結構損傷小等特點，可適用于各種類型的橋梁結構加固和修復，是一種有效的橋梁加固技術。 預應力加固技術可分為內加預應力和外加預應力兩種類型。

5.3.1 內加預應力加固法

內加預應力是指在橋梁結構內部鋼筋混凝土構件中預先施加預應力，以改善結構的受力性能。 內加預應力一般采用張拉法和壓氣法，其基本步驟包括：制訂加固方案、進行張拉或壓氣、灌注混凝土、松弛預應力。 常用的內加預應力加固技術包括鋼筋預應力加固和鋼束預應力加固兩種[3]。

5.3.2 外加預應力加固法

外加預應力是指在橋梁結構外部使用預應力構件施加預應力，以達到加固目的。 外加預應力一般采用拉桿和索道等構件，其基本步驟包括：制訂加固方案、安裝預應力構件、施加預應力、灌注混凝土、松弛預應力。 常用的橋梁SRAP 加固法即屬于外加預應力加固法中的一種。

5.4 碳纖維加固法

碳纖維加固技術是一種較新的橋梁加固技術， 又稱為碳纖維增強復合材料加固技術， 其主要作用是利用碳纖維增強材料的高強度和耐久性，以增強橋梁的承載能力和抗震性能，達到加固和修復目的。 該技術不僅可用于新建橋梁的增強和修復，還可用于舊橋梁的改造和升級，具有加固效果好、施工快速、成本低以及對橋梁結構損傷小等優點，因此，被廣泛應用于各種類型的橋梁結構的加固和修復[4]。碳纖維加固工藝流程如圖2 所示。

圖2 碳纖維加固工藝流程示意圖

5.5 噴射混凝土加固技術

噴射混凝土加固技術又稱為“噴混凝土加固法”或“噴涂混凝土加固法”。 該技術通過將高強度、高黏度混凝土以高壓水泥泵形式噴射到橋梁表面或內部， 形成一層致密混凝土膜或固化混凝土塊，從而增強橋梁的結構強度和承載能力，達到加固的目的[5]。

噴射混凝土加固技術主要適用于橋梁表面或內部損傷或裂縫較為嚴重的情況，如混凝土剝落、開裂、酥松、腐蝕等。 在加固過程中，需先對橋梁進行清洗、處理，使其表面或內部干凈、結實。 在噴射混凝土前，需進行鋼筋加固、封堵、噴砂處理等步驟，以保證噴射混凝土與原有結構緊密銜接。

6 結語

綜上所述，橋梁作為我國重要的基礎設施之一，對我國經濟社會發展發揮著關鍵作用。 隨著橋梁使用年限的增加，會出現越來越多的問題，影響交通安全及運營質量。 通過對橋梁的加固，可提高其安全性，延長其使用壽命。 基于此，本文從工作實踐出發，對橋梁加固的必要性及加固原則進行簡要概述，對橋梁加固工作程序進行了深入探討， 并提出了橋梁加固常用技術，對今后橋梁加固工作具有重要的指導意義。