公路舊橋存在問題及加固技術(shù)措施

一、舊橋上部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

1.橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固。

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。

2.增大截面和配筋加固。

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。該法廣泛應(yīng)用于橋梁及拱橋及拱橋拱肋的加固。

3.錨噴混凝土加固法。

借助高速噴射機(jī)械，將新混凝土混合料連續(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。

4.粘貼鋼板加固。

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。

5.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。為保證新舊混凝土能夠共同作用，必須注意做好新舊梁之間的橫向連接。

6.拱圈增設(shè)套拱加固。

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。

二、舊橋下部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

1.擴(kuò)大基礎(chǔ)加固。

此法適用于基礎(chǔ)承載力不足或埋深太淺，而墩臺又是磚石或混凝土剛性實(shí)體式基礎(chǔ)時的情況。擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強(qiáng)度驗(yàn)算確定。

2.增補(bǔ)樁基加固法。

當(dāng)橋梁墩臺基底下有軟臥層時，墩臺發(fā)生沉陷；對此采用增補(bǔ)樁基加固法是一種常用而且有效的方法。這種方法是：在樁式基礎(chǔ)的周圍補(bǔ)加鉆孔樁等，以此提高基礎(chǔ)的承載力，增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

3.鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固。

當(dāng)橋梁墩臺由于基礎(chǔ)埋深不夠，或因施工質(zhì)量控制不嚴(yán)等原因，導(dǎo)致墩臺開裂時，有時會出現(xiàn)貫通裂縫，可采用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進(jìn)行加固。

4.橋臺新建輔助擋土墻加固法。

由于橋臺背水平土壓力過大，引起橋臺傾斜，應(yīng)在臺背之后加建一擋墻，以抵御過大的土壓力。

5.墩臺拓寬加固。

利用舊橋基礎(chǔ)，靠墩臺蓋梁挑出懸臂加寬部分，以便安裝的上部結(jié)構(gòu)。此種情況為只加寬墩臺上部的蓋梁、墩臺身和基礎(chǔ)則不需予以加固。

三、舊橋加固的常用方法

1.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(shí)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?yàn)殇摻罨炷翗?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。

2.上部結(jié)構(gòu)加固。

上部結(jié)構(gòu)加固改建在調(diào)查研究舊橋的基礎(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。

⑴拼寬原橋?qū)︱?yàn)算不能滿足超限運(yùn)輸要求的舊橋，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，按實(shí)際通過的超限運(yùn)輸荷載設(shè)計拼寬橋梁，以確保超限運(yùn)輸安全。

⑵利用原橋臺改拱式結(jié)構(gòu)為板式結(jié)構(gòu)對于小跨徑石拱橋，由于拱圈厚度不能滿足超限運(yùn)輸要求或因地基較差發(fā)生不均勻沉降，致使拱圈開裂，降低承載能力，可采用此辦法。

3.舊橋下部結(jié)構(gòu)加。

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，使兩岸橋臺和靠那發(fā)岸拱腳開裂。

（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交通運(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。在后來的應(yīng)用中，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。采用這種方法加固的橋涵，經(jīng)多次實(shí)地觀察，使用效果良好。

（2）橋梁基礎(chǔ)特別是天然地基上的淺基礎(chǔ)加固

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。

①防治橋臺基礎(chǔ)沖刷對于跨徑較小的橋梁，由于河水改道，洪水直接沖刷橋臺基礎(chǔ)，導(dǎo)致基礎(chǔ)沖空甚至掉腳，可采取在橋跨范圍內(nèi)滿鋪15號片石混凝土的方法進(jìn)行加固，鋪砌厚度為30cm,鋪砌兩端設(shè)置截水墻，截水墻的深度為1m,寬度為0.6m。對于橋梁上游河床變遷、水流改道，洪水直接沖刷橋臺基礎(chǔ)和橋臺引道，導(dǎo)致橋臺基礎(chǔ)沖空、引道被毀的橋梁，采取在橋梁上游適當(dāng)位置設(shè)置丁壩等調(diào)治構(gòu)造物，將河水導(dǎo)入主河道。

②擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法：采用擴(kuò)大基礎(chǔ)進(jìn)行加固，具體做法：揭神線處的欄板橋?yàn)橐豢?m石拱橋，建于1940年，橋?qū)?.0m，1978年用鋼筋混凝土梁板在左、右兩側(cè)各拼寬3.0m，拼寬的3.0m中，一半作為行車道，另一半作為人行道。該橋三岔口岸左半部分橋臺開裂，裂縫為上寬下窄，經(jīng)分析此病害系地基軟弱所至，經(jīng)調(diào)查，此處原是深水塘，為減小基底應(yīng)力，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)進(jìn)行加固，具體做法：挖除橋臺前的淤泥，深度與原基礎(chǔ)高度相同；在基底打入4m長的木樁，木樁按梅花型布置；在木樁頂鋪墊25cm厚的碎石；澆筑20號混凝土基礎(chǔ)，新舊基礎(chǔ)間采用錨固鋼筋聯(lián)系，使其共同受力。

4.橋面鋪裝層的加固。

橋面鋪裝層開裂或剝離等病害，縱觀有限元計算結(jié)果分析可知，在鋪裝層結(jié)構(gòu)厚度一定的情況下，鋪裝層的模量比對鋪裝層的受力狀態(tài)影響很大。

（1）重視橋面鋪裝上層的設(shè)計和選材

如果沿用傳統(tǒng)的路用瀝青混凝土的材料設(shè)計方法，鋪裝上層總是處于不利的受力狀態(tài)，承受著較大的反復(fù)拉應(yīng)力，往往在橋面板的加勁部件（直腹板、橫隔板）的頂部產(chǎn)生開裂，導(dǎo)致鋪裝上層出現(xiàn)早期破壞，這也與實(shí)際橋面鋪裝層的損壞情況基本吻合，重視橋面鋪裝上層的設(shè)計和選材使其具有良好的變形能力以抵抗疲勞開裂，對預(yù)防鋪裝層的早期損壞具有重要的意義。所以，對于橋面鋪裝體系來說，需要采用性能更加優(yōu)良的復(fù)合改性瀝青，根據(jù)鋪裝上、下層的不同功能和受力狀態(tài)研究選擇合理的瀝青混合料組成，并進(jìn)一步解決鋪裝層與橋面板的粘結(jié)穩(wěn)定性等問題。

（2）材料、結(jié)構(gòu)和施工這三個要素中，材料是最為活躍的因素

因?yàn)闆Q定瀝青混合料力學(xué)性能的原材料以及混合料的組成結(jié)構(gòu)具有很大的選擇性，鋪裝層的模量比取決于材料的組成設(shè)計。因此，在滿足鋪裝層路用性能的前提下，為了達(dá)到減小鋪裝層的拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力的目的，要充分發(fā)揮材料組成設(shè)計的作用，設(shè)計出能適應(yīng)橋面鋪裝層受力特性和防水要求的嵌擠密實(shí)型瀝青混合料。研究表明，在混凝土橋的鋪裝中使用增強(qiáng)纖維瀝青混凝土具有較好的效果且經(jīng)濟(jì)，能增強(qiáng)鋪裝層瀝青混凝土的柔韌性，改善鋪裝層的受力狀態(tài)，防止橋面鋪裝層出現(xiàn)開裂、脫落等現(xiàn)象，最終提高橋面鋪裝層的使用品質(zhì)和延長其使用壽命。當(dāng)然，出現(xiàn)了改性瀝青、SMA、環(huán)氧瀝青混凝土、瀝青瑪蹄脂混合料、澆注式瀝青混凝土等橋面鋪裝新材料和新技術(shù)都具有較好的性能，但需增加設(shè)備，增加了施工難度，造價比較高，一時難以大面積推廣。若條件具備，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)論證也可以使用于混凝土橋面鋪裝上。

（3）橋面鋪裝層的加固施工（瀝青或水泥混凝土）

①清除或刨洗橋梁舊鋪裝層。在清除過程中注意處理的、厚度等。在使用機(jī)械清除時，尤其注意不得損壞舊橋的預(yù)制梁板、伸縮縫等構(gòu)造。

②認(rèn)真清洗舊橋面。對已經(jīng)刨洗完畢的舊橋鋪裝層及時外運(yùn)，用人工清掃廢舊料，用高壓水沖洗梁板頂面，使之清潔并干燥。

③重鋪新橋面。水泥混凝土橋面鋪裝在澆筑混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計等級后，才可開放交通，其車輛荷載不得大于設(shè)計荷載。如果經(jīng)監(jiān)理工程師同意采用快硬水泥混凝土鋪裝，開放交通的時間需根據(jù)試驗(yàn)確定。

瀝青混凝土橋面鋪裝應(yīng)待攤鋪的混合料完全自然冷卻，其表面溫度低于50℃后，方可開放交通。需要提早開放交通時，可灑水冷卻降溫。

伸縮裝置安裝完畢，預(yù)留槽澆筑的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，方可開放。

四、結(jié)論

總結(jié)了在公路舊橋上下部的加固技術(shù)，指出對公路舊橋橋面鋪裝層加固施工；對于舊橋橋面加固施工進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控措施。分析給出了舊橋加固的常用方法。