巫容初

福建省龍巖市連城縣交通局，福建 連城 366200

不中斷通行條件下公路橋梁加固技術(shù)研究

巫容初

福建省龍巖市連城縣交通局，福建 連城 366200

我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶動(dòng)了交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，交通量的增大以及交通工具的超載現(xiàn)象使運(yùn)營(yíng)多年的橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)許多病害，影響了結(jié)構(gòu)的安全性，所以要進(jìn)行橋梁的加固。本文分析了在不中斷公路通行條件的前提下進(jìn)行橋梁加固的技術(shù)方案以及加固效果的驗(yàn)證，最后對(duì)橋梁加固技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)。

公路橋梁；加固；不中斷通行

橋梁建成之后，經(jīng)過多年的運(yùn)營(yíng)會(huì)受到交通荷載和自然環(huán)境的雙重影響，出現(xiàn)各種病害，使橋梁的承載力和使用壽命降低，使結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能達(dá)不到道路運(yùn)輸?shù)男枰?。我?guó)進(jìn)行橋梁的大規(guī)模建設(shè)是近二三十年的事情，但是由于設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)等方面的問題，橋梁在運(yùn)營(yíng)過程中不堪重負(fù)，沒有達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的使用壽命就開始出現(xiàn)病害，出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)和功能上的各種缺陷，如混凝土開裂剝落、鋼筋的生銹腐蝕等，如果重建這些橋梁，會(huì)加大資金的投入，建設(shè)周期長(zhǎng)，還容易影響交通的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 公路橋梁存在的常見病害

（1）預(yù)應(yīng)力空心板底面縱向出現(xiàn)裂縫

這種情況下裂縫主要分布在空心板底面的中間及兩旁，裂縫位置一般會(huì)位于預(yù)應(yīng)力鋼筋的部位，裂縫會(huì)沿預(yù)應(yīng)力鋼筋分布，有時(shí)會(huì)是縱向通長(zhǎng)裂縫，有時(shí)會(huì)是斷續(xù)的通長(zhǎng)裂縫。

（2）T梁翼板底面縱向裂縫

這種情況下裂縫分布在翼板和腹板的交接部件或者翼板底面的中央，會(huì)順著橋梁方向縱向分布。

（3）T梁腹板豎向裂縫

這種情況下裂縫分布在T梁腹板的側(cè)面，有時(shí)會(huì)延伸到T梁的底面和翼板，從1/4橋跨部位至3/4橋跨部位都有可能產(chǎn)生裂縫，在支點(diǎn)附近的是斜向裂縫，在橋跨中間位置的是豎向裂縫，在橋底面及翼板附近的是橫向裂縫。

（4）連續(xù)箱梁的裂縫

連續(xù)箱梁的裂縫主要主要是翼板底面、箱梁底面的橫向裂縫以及箱梁腹板處的豎向裂縫。還會(huì)出現(xiàn)沿預(yù)應(yīng)力方向的縱向裂縫。

（5）鋼筋銹蝕

鋼筋發(fā)生銹蝕，銹蝕部分可由原來的體積擴(kuò)大到銹蝕之后的10余倍，膨脹之后對(duì)周圍的混凝土形成擠壓，使混凝土開裂剝落，使截面的尺寸縮小，使橋梁結(jié)構(gòu)的承載力減弱。同時(shí)銹蝕之后結(jié)構(gòu)的表面會(huì)有銹跡，也會(huì)影響結(jié)構(gòu)的美觀

（6）墩臺(tái)基礎(chǔ)病害

橋梁的墩臺(tái)基礎(chǔ)經(jīng)過長(zhǎng)期的使用，要承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，而且現(xiàn)在運(yùn)輸工具的超載現(xiàn)象嚴(yán)重，使墩臺(tái)的壓力更大，還會(huì)受到自然力的影響，如風(fēng)力、洪水、冰凍等外力。墩臺(tái)基礎(chǔ)因?yàn)槭艿竭@么多的重荷載，自然會(huì)出現(xiàn)橋梁的開裂變形等。

2 公路橋梁加固的原因

（1）進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的荷載標(biāo)準(zhǔn)偏低，承載能力嚴(yán)重不足

橋梁在建造時(shí)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，已經(jīng)不能滿足高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求以及由此帶來的公路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。交通量越來越大，要求公路要有匹配的荷載等級(jí)，否則就會(huì)不堪重負(fù)，出現(xiàn)病害。現(xiàn)在絕大多數(shù)公路橋梁處于病態(tài)的工作狀態(tài)，非常需要進(jìn)行加固改造。要根據(jù)交通運(yùn)輸量的實(shí)際情況提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的荷載標(biāo)準(zhǔn)。

（2）橋梁不適應(yīng)通行能力的需要

不滿足通行能力的需要主要表現(xiàn)在：橋面的寬度太窄；橋梁平面的線形、縱斷面的線形標(biāo)準(zhǔn)偏低；橋面上的通車凈空或橋下的通車凈空也不足。在公路管線上的半永久性橋梁和臨時(shí)性的橋梁數(shù)量太多，承載能力很低，無(wú)法抵抗自然災(zāi)難，也無(wú)法抵抗路面上運(yùn)輸量的日益增大。

（3）橋梁處于超負(fù)荷的使用狀態(tài)

現(xiàn)在的公路橋梁設(shè)計(jì)，如果按照路線等級(jí)或者設(shè)計(jì)的荷載等級(jí)，也能基本滿足運(yùn)輸?shù)男枨螅怯袝r(shí)由于一些原因會(huì)使橋梁的使用荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)荷載，使橋梁長(zhǎng)期在沉重的超負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)營(yíng)。

3 不中斷通行條件下公路橋梁加固方法

（1）T型簡(jiǎn)支梁橋加固設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)支T梁橋的其上部由數(shù)片T梁組成，分為兩車道，梁體采用混凝土，Ⅱ級(jí)鋼筋，會(huì)根據(jù)行駛車輛的不同載重量設(shè)計(jì)不同的荷載等級(jí)，荷載等級(jí)至少要保證達(dá)到公路Ⅱ級(jí)的要求。如果T型簡(jiǎn)支梁橋在使用過程中出現(xiàn)T梁正彎區(qū)段開裂等病害，可以采用增大截面的加固方法進(jìn)行加固處理，這樣處理是因?yàn)橥ㄟ^增加T梁的受拉鋼筋面積，來承擔(dān)橋梁的承載能力。在進(jìn)行加固時(shí)在主梁的下緣增設(shè)馬蹄并增加配筋量。

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由于是在不中斷通行的情況下進(jìn)行橋梁的加固，所以各種材料的參數(shù)指標(biāo)必須與橋梁的各項(xiàng)指標(biāo)相同。橋梁的最大撓度不能超過5mm；根據(jù)實(shí)際加固過程的情況，跨中的最大振動(dòng)速度不得超過10mm/s，這樣才能保證新澆筑的混凝土不被破壞，保證加固效果。

在不中斷通行的條件下，車輛經(jīng)過橋梁，車輛行駛的軌跡、車速等都是隨機(jī)的，車輛行駛的速度對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的震動(dòng)作用也是不同的。在采用增大截面加固后，車輛的時(shí)速不宜超過30km/h。當(dāng)車輛的軸載超過150KN時(shí)，被加固的簡(jiǎn)支T型梁橋在活載作用下的撓度為5mm，小于設(shè)計(jì)值，新澆筑的混凝土地的拉應(yīng)力接近于混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，可以將車輛軸載150KN作為車輛限行的控制標(biāo)準(zhǔn)。

（2）中承式拱橋加固

中承式拱橋主橋?yàn)殇摻罨炷林谐惺降鯒U拱，拱軸線型為懸鏈線，拱肋采用箱形截面，橋面以上拱肋為實(shí)體截面。隨著車流量的不斷增加，中承式拱橋由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，鋼架拱會(huì)出現(xiàn)偏位的現(xiàn)象，在跨中位置會(huì)更加嚴(yán)重，又加上早期施工質(zhì)量較差，拱肋的整體外觀較差，微變板有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)開裂。所以出現(xiàn)上述情況下必須對(duì)橋梁進(jìn)行維修加固。

對(duì)中承式拱橋的加固可以采用全截面外包法，在拱肋的上方和下方都擴(kuò)大20cm、左右面都增大15cm的混凝土，拱橋處澆筑新的混凝土地，并在混凝土地的表面粘貼鋼板，使其受力性能得到改觀。在拱肋處加固時(shí)不宜使用大振動(dòng)的機(jī)械，橋面下的拱腿加固完成后對(duì)縱梁進(jìn)行拆除。如果拱肋全部加固完成，重新安裝已經(jīng)拆除的橋面。

加固完成后新增混凝土的拉應(yīng)力要控制在抗拉強(qiáng)度以內(nèi)，構(gòu)件的振動(dòng)速度不能太大，通過橋梁的軸載不要大于150KN，時(shí)速不能超過30km/h，沖擊荷載對(duì)中承式拱橋加固后的動(dòng)力反應(yīng)有影響，所以最大動(dòng)位移要比靜載大1.8倍左右，要減少車輛通行時(shí)跳車對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的不利影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

不中斷通行條件下公路橋梁加固技術(shù)要在不影響公路正常通行的前提下，對(duì)橋梁進(jìn)行加固，所以在進(jìn)行加固操作時(shí)，要充分考慮車輛行駛速度、通過橋梁的軸載、車輛的跳車等這些運(yùn)輸工具的因素對(duì)加固后的橋梁的影響。相信隨著橋梁加固技術(shù)的成熟，這項(xiàng)研究技術(shù)會(huì)得到深入的發(fā)展。

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[1]杜朝偉.在役橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定與加固技術(shù)[M].鄭州：黃河水利出版社，2013.

[2]龔賽群.我國(guó)公路橋梁加固技術(shù)研究與發(fā)展：2002-2011年[J].公路工程，2012，37（4）：191-196.