摘要：随着经济与社会的快速发展，我国城市建设规模不断扩大，全国通车公路里程也因此不断增加，公路桥梁中危旧桥数量也因此不断增长。基于此，本文简单介绍了公路桥梁加固设计的技术要求，并选择了某地全长72m的重力式U型桥台、板肋拱公路桥梁的加固工程作为研究对象，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键词：公路桥梁；加固设计；技术要求
前言
在公路桥梁加固设计中，设计人员必须严格遵循技术先进原则、安全可靠原则、适用耐久原则、以人为本原则、经济合理原则，这些将直接影响公路桥梁加固设计的有效性。但结合实际调研可以发现，结构状态识别不清、加固方法选择不当等问题在我国公路桥梁加固设计领域仍不时出现，而为了尽可能解决这类问题，正是本文围绕公路桥梁加固设计技术要求开展具体研究的原因所在。
一、公路桥梁加固设计的技术要求
1.1保证设计针对性
为保证公路桥梁加固设计的针对性，设计人员必须针对性采用检查、检测等技术手段，以此明确公路桥梁的损伤部位并全面分析出现损伤的原因，由此方可保证加固方案设计的实用性。在不同车辆荷载、外界环境作用下，同样结构形式的公路桥梁也会出现不同的损伤心态及原因，因此加固设计前的现场调查、检测、评估必不可缺。如公路桥梁出现不明原因的不均匀沉降，加固设计便需要针对性抵御、减小相关因素的不利影响，以此真正根治桥梁病害。此外，公路桥梁的加固设计还应得到相关设计、竣工技术资料的支持，调查检测资料、荷载试验鉴定也需要在其中发挥关键性作用[1]。
1.2遵循简单易行原则
在具体的公路桥梁加固设计中，需尽可能保证加固方案的简单易行，并保证加固能够尽可能避免对原有桥梁结构造成损伤，原有的架构构件需尽可能得到充分应用，但这一过程必须保证原有结构保留部分的耐久性和安全性。工作空间对公路桥梁加固设计、施工造成的限制必须得到重视，桥梁存在的不同程度劣化损伤现象也需要在加固设计中得到重点考虑。在保证公路桥梁加固效果的同时，设计人员需避免公路桥梁的工作状态出现进一步恶化问题，这要求加固设计尽可能避免对原结构损伤，而为了避免产生新的应力集中区域，粘贴加固技术的针对性应用必须得到重视。
1.3合理选用加固方法
在公路桥梁加固设计中，碳纤维加固法、粘贴钢板法、增大截面加固法、桥面系加固法、体外预应力加固法均属于较为常见的公路桥梁加固设计方法，这类方法的应用必须结合公路桥梁实际需要。以碳纤维加固法为例，该公路桥梁加固方法具备强度极高、轻质高强、耐久性好、施工操作简单、易于粘接等优点，这使得其较为适用于公路桥梁的抗弯、抗剪等部位加固，并能够较好实现裂缝的修复和封闭，并较为适用于配筋率较低和锈蚀严重的旧桥结构。但在具体的设计过程中，设计人员必须认识到碳纤维加固法仅能够提升公路桥梁的极限承载性能，而不能过多提高其结构刚度，因此不应盲目采用碳纤维加固法，该方法更为适用于公路桥梁的梁体抗剪等部位加固[2]。
二、实例分析
2.1工程概况
为提升研究的实践价值，本文选择了某地全长72m的S公路桥梁作为研究对象，桥面总宽、净宽分别为12m、11m，净跨径为1×52m，采用重力式U型桥台的下部结构，板肋拱的上部结构，浆砌块石的石拱桥结构。在对S公路桥梁的外观质量状况检测中，检测人员发现该桥梁存在不同程度的裂缝、岩石风化、渗水、孔洞、钢筋外露、水泥混凝土板开裂等病害现象，主要部位包括栏杆、桥面系、主拱圈、墩台基础、腹拱、横墙。为保证S公路桥梁的安全稳定，本文围绕该桥梁实际提出了针对性较强的加固设计方案。
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2.2加固设计
2.2.1主拱圈加固
作为公路桥梁的最核心结构部位，主拱圈的稳定性直接影响桥梁的使用寿命和安全运行，因此围绕主拱圈的加固设计必须综合考虑施工难易程度、技术经济的合理性、以及施工期间的保通问题。S公路桥梁工程主拱圈出现了下挠与开裂问题，设计应采用增加结构刚度的加固措施，因此采用了植入钢筋的加固设计，加固部位为主拱圈拱脚至第二腹拱拱背拱肋间，配合钢筋网的绑扎、80cm厚的C40混凝土现浇，即可有效增加桥梁主拱圈的截面强度。在完成S公路桥梁的主拱圈加固后，其受力状况实现了显著改善，并能够满足公路－Ⅱ级汽车荷载要求，加固设计的有效性可见一斑。
2.2.2墩台与基础加固
公路桥梁的墩台加固设计存在较高复杂性，一般需综合采用多种加固方法，主要包括清理桥台处杂草与垃圾、浇筑C30混凝土处理桥台基础冲刷掏空部位、在基础前端植入钢筋并进行封闭处理（现浇15cm厚的C30混凝土），为进一步提高墩台的坚固性，需在桥台基础加固密实后砌筑30cm厚的C30混凝土预制块完成封闭处理，墩台抵御上游冲刷能力可由此实现长足提升。设计采用高强环氧树脂砂浆进行墩台侧墙开裂处的修补填充，墩台后的填土施工采用人工分层压实方法，并增设台后排水设施。在C30混凝土浇筑垫石的应用中，需保证混凝土表面清洁平整，并严格控制支座顶标高误差，误差需控制在±2mm内。
2.2.3腹拱圈及横墙加固
作为支撑S公路桥梁主拱圈结构的重要部位，腹拱圈及横墙的加固设计同样不容忽视，考虑到腹拱圈及横墙部位存在较为严重的岩石风化、横纵向开裂及渗水现象，必须通过加固提升其性能及承载力。加固设计需完全清除风化的拱顶岩石层和砂浆，并补充拱顶岩石，修补采用高强环氧树脂砂浆。对于宽度在0.15mm以上的腹拱圈裂缝，设计采用了高强环氧树脂砂浆配合壁可法的方式进行修补。腹拱圈渗水处需清除砂浆，并通过压力灌注高强环氧树脂砂浆的方式进行填充。通过凿除横墙局部破损的混凝土部位，并采用喷砂枪清理外露钢筋铁锈，配合渗透型阻锈剂、环氧树脂混凝土，即可更好满足加固设计需要。
2.2.4加固设计注意事项
为保证S公路桥梁加固设计质量，应关注以下几方面注意事项：（1）材料选择。应选择高品质的硅酸盐水泥用于加固设计，使用的钢材需选用Q235qC钢与HRB355钢，加固用水不应含有有害杂质、游离酸类、糖类等。（2）粗骨料及细骨料选择。在加固过程的粗骨料与细骨料选择中，选择了锤击式破碎生产方式所生产的坚硬碎石作为粗骨料，其最大粒径被控制在2cm内，由此即可避免振捣不密实、混凝土浇筑困难等问题出现；同时选择了质地坚硬、级配良好的河砂作为细骨料，且河砂不含有有机物、黏土等物质，通过使用前的冲洗，细骨料杂质得到了较好清除，公路桥梁加固质量可由此得到更好保障。（3）混凝土配合比。需通过设计和试配选定混凝土配合比，并保证其最大水胶不超过0.45，且胶凝材料用量控制在350~450kg/m3区间。在具体设计中，设计人员保证了混凝土满足和易性、凝结速度、耐久性、强度等要求，且未采用盲目加大水泥掺量、砂率的设计方法。值得注意的是，混凝土的试配严格遵循了《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62－2004）要求，由此开展的静抗压弹性模量试验，混凝土配合比科学性由此得到了更好保障。（4）关注协同工作。在S公路桥梁的加固设计中，需重点保证新旧混凝土协同工作，并针对性采用早强剂，施工工艺和焊接工艺的规范性、裂缝灌胶后的质量检查同样需要得到重视。
三、结论
综上所述，公路桥梁加固设计需关注多方面技术要求，在此基础上，本文涉及的保证设计针对性、遵循简单易行原则、合理选用加固方法、主拱圈加固、墩台与基础加固、腹拱圈及横墙加固等内容，则提供了可行性较高的公路桥梁加固设计路径，为进一步提高设计水平，植筋工序的质量控制、增加截面法与型钢补强法的结合应用同样需要得到重视。
参考文献
[1]高青磊.高速公路桥梁加固设计及施工工艺的探讨[J].现代物业(中旬刊),2018(08):225.
[2]李颖.公路桥梁加固设计的主要方法和关键问题[J].工程建设与设计, 2017(15):130-132.
论文作者:杨庆和
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
标签：桥梁论文; 公路论文; 拱圈论文; 混凝土论文; 骨料论文; 结构论文; 桥台论文; 《基层建设》2019年第12期论文;