[摘要]根據(jù)近年對超限運(yùn)輸橋梁及大中型橋梁的加固實踐,下面介紹公路舊橋各組成部分的加固。

[關(guān)鍵詞]舊橋加固技術(shù)

中圖分類號:TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0710087-01

一、前言

橋梁在營運(yùn)使用過程中,或者由于某種原因而產(chǎn)生較大損壞,承載能力降低;或者,隨著交通運(yùn)輸?shù)娜找娣泵?橋梁承載能力和通過能力不能滿足要求。解決服役橋承載能力和通過能力不足的問題,通常有兩種方案可供選擇:一是拆除服役橋后重建新橋的重建法和換下全部服役橋主梁,架設(shè)荷載等級高的新梁的換梁法,另一種即采用各種加固措施,或除采取加固措施外,同時對服役橋加以拓寬的加固法。前者施工費(fèi)時、費(fèi)力,且造價較高,后者所需費(fèi)用節(jié)約很多,一般僅為建造新橋的1/10至3/10。顯然,橋梁的加固與維修具有非常明顯的現(xiàn)實價值。

二、服役橋維修加固的特點

與新建橋梁工程相比,服役橋的維修加固施工有不少特點。首先,維修加固的標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計時所采用的標(biāo)準(zhǔn)往往會有不同。由于服役有建筑物的存在,以及未來使用年限要求的不同,橋梁加固或改建的標(biāo)準(zhǔn)不可能與設(shè)計時所采用的標(biāo)準(zhǔn)完全相同。比如,服役橋的荷載等級假設(shè)是汽車-13級,而經(jīng)加固后,其荷載等級可能會提高。故應(yīng)在保證行車安全的前提下,根據(jù)使用要求和耐久性要求的具體情況,正確地掌握和提出加固或改建的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。其次,維修加固工作的難度要比新建時大。維修加固橋梁建筑物的工作必須在不妨礙交通的條件下進(jìn)行,因此,往往會增加不少困難。即使會使施工產(chǎn)生困難,也必須盡量照顧交通。為此,在橋梁維修加固工作中,應(yīng)從設(shè)計上和施工組織上采取有效措施,盡量減少對交通的影響。再者,橋梁的維修加固工作應(yīng)充分利用原有結(jié)構(gòu)。橋梁的維修加固,應(yīng)在對原有結(jié)構(gòu)作周密、細(xì)致檢查評定的基礎(chǔ)上,合理利用原有結(jié)構(gòu),能不更換原有結(jié)構(gòu)的就不更換,能充分利用服役橋的,要充分利用。

三、舊橋結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

(一)橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法。在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層,一般先鑿除舊橋面,使其與原有主梁形成整體,達(dá)到增大主梁有效高度、改善橋梁荷載橫向分布能力,從而達(dá)到提高橋梁的承載能力的目的。

(二)增大截面和配筋加固法。當(dāng)梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時,通常采用增大構(gòu)件截面、增大配筋、提高配筋率的加固方法,這種方法是在梁底面或側(cè)面加大尺寸、增配主筋、提高梁的有效高度和抗彎強(qiáng)度,從而提高橋梁的承載力。該法廣泛于橋梁、拱橋、拱橋拱肋的加固。

(三)錨噴砼加固法。借助高速噴射機(jī)械,將新砼混合料連續(xù)的噴射到已錨固好鋼筋網(wǎng)的受噴面上,凝結(jié)硬化面形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力斷面和補(bǔ)強(qiáng)鋼筋,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性,使其能承受更大的外荷載作用。

(四)粘貼鋼板加固法。當(dāng)交通量增加,主梁出現(xiàn)承載力不足或出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況時,梁板橋的主梁會出現(xiàn)嚴(yán)重的橫向裂縫。采用粘結(jié)劑及錨栓,將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位,使其與結(jié)構(gòu)形成整體,以鋼板代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋,達(dá)到提高梁的承載力的目的。

(五)增設(shè)縱梁加固法。在墩臺地基安全性能好,并具有足夠承載力的情況下,可采用增設(shè)承載力高和剛度大的新縱梁,新梁與舊梁相連接,共同受力。由于荷載在新增主梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布,使原有梁中所受荷載得以減少,由此使加固后的橋梁承載力和剛度得到提高。當(dāng)增設(shè)的縱梁位于主梁的一側(cè)或者兩側(cè)時,則兼有加寬作用。

(六)拱圈增設(shè)套拱加固法。在原主拱圈腹面下增設(shè)一層新拱圈,即緊貼原拱圈底面上,澆注或錨噴混凝土新拱圈,外形上就像是在原拱圈下套做了一個新拱圈。

四、舊橋加固的常用方法

(一)塞縫灌漿是一種綜合普用的方法。塞縫灌漿是把按一定比例配制的水泥(砂)漿、環(huán)氧樹脂(砂)漿,通過噴漿機(jī)按一定壓力灌入結(jié)構(gòu)物縫隙內(nèi),起到填塞裂縫、避免鋼筋銹蝕并提高結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度的作用。裂縫在橋梁病害中較為普遍,產(chǎn)生裂縫的原因很多,也很復(fù)雜。結(jié)構(gòu)物一旦出現(xiàn)裂縫,其受力截面發(fā)生應(yīng)力重分布,也就意味著受力有效截面變小,結(jié)構(gòu)應(yīng)力增大,承載能力降低。塞縫灌漿是用膠結(jié)材料把結(jié)構(gòu)的裂縫填滿,使力的作用、傳遞盡可能恢復(fù)到原來狀態(tài)。塞縫灌漿一般用于處理橋梁上、下部結(jié)構(gòu)裂縫,灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧樹脂漿、環(huán)氧樹脂砂漿等,具體采用哪一種,應(yīng)視實際情況而定。通常水泥(砂)漿用于石砌墩、臺和拱圈裂縫,由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂,采用水泥(砂)漿造價低、效果好。環(huán)氧樹脂漿一般用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物,因為鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生的裂縫較小,易灌滿,粘結(jié)性好;環(huán)氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。塞縫灌漿的通常做法是:先用1∶1水泥砂漿勾縫,勾縫時須預(yù)留直徑約6～8mm的灌漿孔,孔距視裂縫寬度而定,縫寬處孔距為0.6～1.0m,縫小處孔距為0.4～0.6m.待勾縫砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后即可灌漿。鋼筋混凝土梁的裂縫較小,用環(huán)氧樹脂勾縫,凡大于0.2mm的裂縫都要留孔灌漿,孔距一般為0.25～0.30m,灌漿方法與灌水泥漿大致相同。在公路舊橋加固中,塞縫灌漿是綜合處治的方法之一,用得比較普遍,通過試載及使用觀察,效果較好。

(二)上部結(jié)構(gòu)加固。上部結(jié)構(gòu)加固改建在調(diào)查舊橋的基礎(chǔ)上,經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較,采用充分利用原橋進(jìn)行拼寬,利用橋臺將拱式結(jié)構(gòu)改為板式結(jié)構(gòu)的加固方法。使其滿足超限運(yùn)輸要求。

(三)舊橋下部結(jié)構(gòu)加固。橋臺特別是高度較大的橋臺,受行車荷載和土壓力作用,常見病害有橋臺開裂、凸肚,翼墻外崩、開裂、錯位等。對于跨徑較小,水流不大的石拱橋,我們采用在橋跨內(nèi)加鋼筋混凝土框架進(jìn)行加固。由于橋臺太高,且位于長距離的高路堤縱坡上(橋面縱坡達(dá)5.5%),在行車和土壓力的共同作用下,使兩岸橋臺和拱腳開裂。

1.采用鋼筋混凝土框架加固橋臺。設(shè)計的基本假設(shè):鑒于尚在維持正常的運(yùn)輸?shù)臉?臺背填土破壞棱體引起的主動土壓力由原橋臺承擔(dān),框架結(jié)構(gòu)僅承受在破壞棱體范圍內(nèi)布置超重車所引起的主動土壓力。在后來的中,取消了鋼筋混凝土立柱,僅在橋臺上鑿出牛腿的位置,將橫系梁、支撐梁、牛腿一起現(xiàn)澆成平面支撐框架,這不僅減少了工作量,而且施工方便。采用這種加固的橋涵,經(jīng)多次實地觀察,使用效果良好。

2.基礎(chǔ)加固。橋梁基礎(chǔ)特別是天然地基上的淺基礎(chǔ),由于埋置深度較淺,易受河水沖刷而淘空。受河水改道沖刷橋梁引道,導(dǎo)致橋臺基礎(chǔ)沖空,引道被毀。橋梁地基局部軟弱,致使橋臺發(fā)生不均勻沉降,引起橋臺開裂等。針對以上病害,我們采取對河床用漿砌片石進(jìn)行鋪砌,上游河床設(shè)置丁壩,打木樁擴(kuò)大橋臺基礎(chǔ)等方法進(jìn)行加固。

五、結(jié)語

近幾年來,在公路系統(tǒng)從事著橋梁、水文、建筑和其它土木工程的養(yǎng)護(hù)維修、大修加固、施工工作,已積累了豐富的實踐經(jīng)驗。希望橋梁工程的同行們,對為數(shù)眾多的病橋、危橋有所分析和研究,并實施加固設(shè)計和施工。

作者簡介:

張軍民(1972-),男,廣東清遠(yuǎn)市人,清遠(yuǎn)市佛岡縣交通局工作,研究方向:道路橋梁。