高速铁路的桥梁使用寿命—一般桥梁的使用寿命

摘 要：随着现代交通运输事业的发展和家庭汽车保有量的增加，高速公路桥梁工程的使用寿命明显降低；与此同时，因之而产生的维修和重建成本的增加，使得“加固施工技术规范”对现代公路桥梁的病害处理和加固极有必要。文章从蕉岭大桥加固工程着手，探索从施工技术规范上着手，以为同类型的工程建设提供可行性借鉴。

关键词：公路桥梁;加固;施工;技术;规范;

作者简介：傅希升，男，山东高密人，本科，高级工程师，研究方向：公路工程施工、监理及组织管理;

公路桥梁工程是我国现代经济发展和科技进步的重要力量，将改扩建工作为施工中不可分割的一部分加以强化，并对其进行规范化管理，对提高桥梁的安全使用，提高桥梁承载量、延长新桥寿命、控制成本支出等具有重要的现实意义[1]。现结合某公路桥梁加固施工工程建设情况，就其施工中的相关技术规范阐述如下。

本工程蕉岭大桥正在维修加固，Y165线蕉岭大桥位于蕉城镇(Y165线K1+315)段，横跨石窟河，全长259.8 m, 主桥上部结构为5孔48.2 m刚架拱，桥面宽为8.5 m, 设计荷载：公路II级；预计春节前可完工恢复通车。加固之家网了解到蕉岭大桥位于蕉城镇段，横跨石窟河，全长259.8 m; 行车道宽7 m, 人行道宽1.75 m, 其维修加固工程完成桥梁全部拱肋、横隔板增大截面，对拱上填料、侧墙、腹拱等予以更换；第一跨至第三跨右幅桥面铺装也已全面完工；全桥路缘石及栏杆底座已完成三跨。最后一跨桥面板的铺装及第一跨至第三跨左幅桥面铺装，确保在春节前完成所有工程量。

主要建设工程量如表1所示。

表1 蕉岭大桥维修加固工程建设工程量 导出到EXCEL

由于运营时间较长，存在一定程度的桥面大量横向开裂、部分混凝土破损、露筋，拱波、横隔板、腹拱、侧墙开裂等问题，经省公路工程质量监测中心对大桥全面检测后确认为危桥。为保证道路交通安全，县域对蕉岭大桥行全封闭维修加固，且建设进程也逐步加快。维修加固工程主要包括主拱肋、横隔板增大截面+横向预应力加固，增大截面加固，腹拱圈、拱上侧墙重做；更换拱上填料、浇筑整体式桥面板。下部结构破损露筋部位采用水下混凝土进行修补，并对水下基础进行抛填防护。重做桥面铺装，设置伸缩缝，重做两侧人行道及护栏，并设置泄水管。

三牙大桥维修加固工程于今年4月19日开始施工，预计本月底完工通车。增大截面作为本次加固工程的主要内容，还需要对拱肋、横系梁加以更换；拆除重做拱上立柱；桥面板、桥面铺装和防撞护栏等予以拆除重建。

该加固工程中，拟对桥面地基裂缝或孔隙等予以加固，并通过施工建设实践以实现相关置换、充填、挤压等施工技术选择。加大立墙截面，改三铰拱为两铰拱，增厚拱圈，更换拱腹伸缩缝等结构措施，增大截面加固(包钢、植筋加固)等先进的施工技术工法。

竖向裂缝或网状裂缝病害为主墩面临的主要问题，严格施工中的规范，具体包括。

塑性混凝土制备环节，常采用C40或C50混凝土减水剂等作为添加剂，应用混凝土泵送。微硅粉高强混凝土、免振混凝土、密筋混凝土等。采用高强钢丝、钢绞线及高强度粗钢筋作为预应力钢材；本工程中，拟采用1860 MPa低松弛预应力钢绞线，配合C50与C60混凝土。在断面上布置固定预应力钢束，确保锚点位置平弯，穿束、张拉、压浆等为其基本工序；而同时以纤维塑料、预应力筋等无粘结[5,6]。

控制混凝土的配合比，严格水泥等级选择，砂石等原材料的选择。应用“补偿收缩技术”实现混凝土无缝施工。即在拆除重建施工中，为预防混凝土开裂，在混凝土中掺加膨胀剂，在钢筋和临位限制下，钢筋混凝土中建立0.2～0.7 MPa预应力，抵消混凝土收缩时产生的拉应力，防止混凝土开裂，解决超长结构无缝施工及大体积混凝土温差抗裂问题。控制好不同层级的浇筑时间，做好相关养生工作，依据实际情况，针对性对公路桥梁工程予以合理的养生处理。

拱上立柱采用钢管混凝土结构，较高的1#～4#立柱钢管截面采用φ1 000×12 mm, 其它立柱钢管截面采用φ800×12 mm, 钢管内均灌注早强、缓凝、微膨胀50号混凝土。对于较高的1#～4#立柱之间纵桥向和横桥向均设置剪刀撑，剪刀撑采用φ610×12 mm钢管。

横梁采用预制的预应力混凝土结构，横梁内预应力钢束分两阶段张拉，予制横梁时张拉N1号钢束2根并封锚，待横梁吊装就位、桥面板架设完毕后，再张拉N2号钢束2根并封锚。锚具均采用OVM锚具。横梁通过预埋的钢板及竖向预应力筋和立柱连接。基底应落在完整中风化砂岩上，基底基本承载力按1 000 kPa设计。拱座内预埋钢管应与主拱钢管焊成整体，以利于传递拱脚截面内力。主拱基础地质资料按《工程地质勘察报告》取用。

用钢筋混凝土周边框，用钢筋混凝土周边框架增强石砌结构的力学特点架增强石砌拱上建筑结构。拱上立柱采用钢管混凝土结构，较高的1#～4#立柱钢管截面采用φ1 000×12 mm, 其它立柱钢管截面采用φ800×12 mm, 钢管内均灌注早强、缓凝、微膨胀50号混凝土。对于较高的1#～4#立柱之间纵桥向和横桥向均设置剪刀撑，剪刀撑采用φ610×12 mm钢管。横梁采用预制的预应力混凝土结构，横梁内预应力钢束分两阶段张拉，予制横梁时张拉N1号钢束2根并封锚，待横梁吊装就位、桥面板架设完毕后，再张拉N2号钢束2根并封锚。锚具均采用OVM锚具。

将桥面依桥的长度方向从桥面中央向两侧划分奇数个工作面，每个工作面的宽度为100～3 000 mm; 首先开挖桥面中央工作面，卸载桥面铺装和拱顶填料，进行拱背清洗，座浆修复主拱圈和腹拱病害；然后立模用素混凝土回填开挖面；回填混凝土养护，使强度达到设计强度65%～75%;再依次开挖中央工作面两侧的工作面，按中央工作面施工过程和要求施工，直至所有工作面施工完毕。

为保证先后浇筑混凝土的整体性，不出现施工缝，本发明所述工作面回填的素混凝土之间的连接面进行拉毛处理，按间距250～350 mm布置，传力筋的直径为1～20 mm, 长度为150～250 mm。(可多点)开挖卸载中央工作面I区域的桥面铺装和拱顶填料；清洗拱背泥土，用水泥浆修复拱圈和腹拱空洞和缺陷；沿开挖面安装简易模，用C20素混凝土回填开挖工作面，离回填面10 mm高度处，按间距250～350 mm布置传力筋，传力筋的直径为14 mm, 长度为150 mm; 混凝土回填环节，相关养护需满足设计强度的70%;开挖第三工作面3或第五工作面5或同时开挖，再开挖第二工作面2或第四工作面4或同时开挖，施工过程同中央工作面I的施工过程；开挖完后，拆除模板，回填混凝土的侧面拉毛，回填混凝土，完成全桥拱顶填料的换填；桥面铺装层混凝土绑扎和浇筑，并予以养护，做桥的防撞栏杆，全桥修复加固完毕。

具体拱桥加固方案：拱脚截面强化上，以加强拱背，实现对桥梁的加固。而该阶段的施工中，主要以现浇混凝土为主施工工艺方法，在拱脚截面处厚度、腹拱墩处厚度分别为40 cm、20 cm。其中主筋、锚固钢筋的分布上，分别以纵向间距为20 cm的钢筋为主筋，直径16 mm、Ⅱ级钢筋，腹拱墩并锚入拱座内50 cm。横向钢筋分布钢筋设置上，以间距为50 cm、直径10 mm、Ⅰ级钢筋。径向布置的锚固钢筋上，将其植于拱肋上面，在新老钢筋连接环节，起到强有力的加固作用。无论是施工方，还是设计方，均需结合具体的工程现场实况，严格合同要求和技术标准进行施工。从全局思维出发，确保施工工作兼具严谨性、科学性、安全性。

施工方法：以人工方法拆除人行道、栏杆，并行对称作业，并将其运至指定地点，清理干净。依据本次工程建设实践，人工凿除桥面铺装混凝土，并能人工运至制定地点。拆除填料及空腹段侧墙，并由桥台运至制定地点。

以压力灌注法为例，施工规范上，针对施工中存在的问题逐一解决。首先做好对裂缝处的表面处理：为保卡本封缝胶的粘接性能与正常固化，应保证封缝胶粘贴处的混凝土表面无灰尘、浮渣等污物，且施工温度与湿度符合胶体施工要求。另外，裂缝内部也应当保证清洁，防止灰尘过多或过于潮湿影响裂缝胶的粘接性能与固化效果。在采用压力灌注法时，应注意裂缝胶灌注效果是否满足要求。这里需要注意两点，一点是针筒注胶嘴的布置间距应为100～300 mm, 防止间距过大压力达不到注射要求；另一方面，要注意排气嘴的布置，封缝胶固化后，行压气试验，确保密封和通气效果满足相关要求，防止形成封闭空间影响胶液压注。

结合该工程，出现墩台与桥台处裂缝、表面砌石松动、支撑主体不佳等问题。解决对策上，严格做好对各个结构的了解，因地制宜选择施工材料、施工设备、施工建材，制定科学的施工计划、施工工艺流程更严格和技术操作更佳。

施工规范上，应在施工前做好对相关人员的培训，以满足施工各环节标准。最终，无论是施工前的半径测量，还是相关标准乃至技术规程的了解上，均需合理灌浆孔的间距，并在注浆施工开始中，做好对相关材料的疏堵。并选用性能较好的材料予以补强。

依照施工环境及其实际情况选择施工工艺，灌浆严格预应力范围标准。施工人员通过强化对工程材料质量进行控制来改善桥梁路面裂缝现象，保证工程建设使用寿命。通过制定合理化灌浆工艺方案，尽可能降低生产成本支出，保证灌浆过程连续性。

桥面铺装层施工时，控制好铺装层标高。在钢筋加工场按图纸要求加工成型，调整好钢筋间距，钢筋网片绑扎成型后，按要求垫设保护层。模板支护支设好的模板应具有一定的刚度，以防浇筑时混凝土的测压力使模板变形或跑模。混凝土浇筑由施工现场的拌和系统拌制。专人养护。伸缩缝制作安装及桥面辅助设施安装；将防撞栏杆、装饰块、人行道、栏杆及照明灯柱等都属于桥面系施工范畴。桥面施工，保证预制块件质量，安装(或现浇)施工的重点是控制好线形和标高，使其协调一致。

本次公路桥梁加固工程中，裂缝处理仅为病害治理的表面，应在杜绝裂缝的二次出现上关注要点。当由于承载力不足而产生裂缝时，还需对裂缝处理完毕的结构进行加固，采用卡本碳纤维布进行加固。分析原因，并通过解决地基沉降问题避免裂缝二次出现。必要时，在本工程建设实践中，引入碳纤维布加固的优势。人工涂胶粘贴，采用德国进口设备生产的复合材料，丝束顺直、布面平整。秉承了碳纤维高度度、高弹性模量、耐腐蚀、耐老化的优点。同时其抗拉强度能够达到3 800～4 000 MPa, 能有效应用于结构受弯加固中。

为进一步提高工程建设质量，桥梁加固防水在不改变简支桥梁受力条件下为车辆提供连续、平稳的行车道。排水管式ECS连续装置特点就是排水管式ECS连续装置造价低、使用简单、运输方便、宜于存放。通过抢抓有利天气，抓紧桥梁、土方等路基收尾；完成水系沟通和路基附属工程，为封路和路面施工创造良好条件；协调推进主体与配套工程，提早做好备料和工序衔接；继续按照标准化和精细化要求，确保安全，提升质量等方法，全面推进改线工程建设任务顺利完成。

在上述公路桥梁加固施工中，为进一步提升工程建设质量，严格施工规范，能在工程建设使用中大幅度提升其使用性能，保障施工质量满足技术要求。

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[2] 付学进.公路桥梁养护及维修加固施工技术分析[J].中国高新科技，2022(4):112-113.

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