楊連貴
摘要:闡述了公路舊橋涵質量隱患、病害的形成原因,提出了相應的防治措施。
關鍵詞:公路;橋涵;承載力
隨著交通運輸業(yè)尤其是公路運輸?shù)陌l(fā)展,對橋梁的要求也越來越高。近年來,由于載重汽車的超重使得橋梁嚴重超標承受荷載,加之橋面系的構造缺陷,導致橋梁的撓度增大、橋面鋪裝損壞,形成單梁受力狀態(tài),從而降低了橋梁的承載能力。因此,對發(fā)生重大病害和不能滿足運輸要求的公路舊橋梁進行加固和更新,恢復原有橋梁的整體使用功能,提高荷載等級和通行能力是十分必要的。
1 公路舊橋涵常見的質量隱患及病害
1.1 天然基礎常見的缺陷
(1)在軟土地基上修建橋梁基礎時,由于經常受土基下沉和地下水位升降的影響,往往會產生不均勻沉降。
(2)若基礎埋置太淺,由于經常受到河水尤其是洪水的沖刷等影響造成掏空現(xiàn)象等,減少了橋臺前地基土層的側壓力,從而使基礎產生側向滑移。
(3)橋臺基礎建造在軟土地基上,當臺背填土超過一定高度且基礎構造處理不當時,會產生塑性流動而使橋臺產生前移。
(4)拱橋基礎處理不當,在受力過程中基礎逐漸產生位移。
(5)由于鹽堿地帶和帶有腐蝕性水的影響,使混凝土及砌體受到腐蝕而損害。
1.2 樁基礎常見的缺陷
(1)早期設計的樁基常由于承載力不足而使基礎下沉。
(2)鉆、挖孔樁在施工過程中的失控,造成回淤過多,縮徑、松散甚至斷樁。
(3)打入樁在打樁過程中樁身收損、接樁部位錯臺等原因,造成其承載能力降低。
1.3 墩臺構造的常見缺陷
(1)混凝土受水和大氣的侵蝕而被腐蝕、疏松、剝落,鋼筋外露、銹蝕,尤其是在水位浮動部位,這些現(xiàn)象更為嚴重。
(2)由于超載受力,帽梁處混凝土受拉區(qū)產生裂縫,使受壓區(qū)破碎、剝落。
(3)由于伸縮縫漏水、污物堆積,造成墩臺頂面混凝土的腐蝕。
(4)由于樁基在施工過程中發(fā)生位移,形成墩柱歪斜、樁柱間錯位。
(5)受水平力的影響,墩柱產生水平環(huán)形裂縫,這種裂縫在樁柱式橋臺中比較常見。
(6)圬工砌體墩臺受大氣的影響、水的侵蝕產生灰縫脫落、砌體風化等。
1.4 支座的損壞
(1)油毛氈支座破裂、酥爛,從而失去作用。
(2)橡膠支座出現(xiàn)橡膠老化、變質等現(xiàn)象,從而喪失其自由伸縮的能力。
(3)盆式橡膠支座的固定螺栓剪斷、螺母松動等。
(4)支座座板翹起、扭曲、斷裂、焊縫開裂。
(5)支座座板下梁墊混凝土壓壞、剝離、掉角等。
1.5 梁、板的隱患及常見病害
(1)設計標準低,超標準承受車輛荷載,形成過多的裂縫。
(2)混凝土強度未達到設計要求,造成松散、剝落、鋼筋裸露。
(3)橋面漏水、滲水使混凝土產生泛白、疏松、膨脹、剝落等現(xiàn)象,邊梁外側及翼板處極易發(fā)生。
(4)裝配式梁的焊接處開焊,鉸縫混凝土破壞,形成了單梁受力。
(5)外力的撞擊造成混凝土剝落、鋼筋損傷等。
1.6 橋面系的隱患及病害
(1)橋面瀝青面層的擁包、松散、脫落。
(2)橋面混凝土鋪裝層的開裂、松散、剝落。
(3)伸縮縫與主體混凝土的連接不當造成的松動、脫落;焊接件的開焊、脫落。
(4)伸縮縫處的混凝土松散、破壞及伸縮縫橡膠損傷、老化、剝離。
(5)伸縮縫選型的不合理或損壞形成漏水。
(6)連續(xù)板伸縮縫的不規(guī)則裂縫,混凝土松散、脫落破壞。
(7)泄水孔堵塞或設計不當造成橋面積水,流水孔處邊梁混凝土被腐蝕。
(8)欄桿松動、缺損、斷裂、破壞、金屬銹蝕等。
2 舊橋涵的加固利用
舊橋涵加固利用的前提必須具有經濟上的合理性和技術上的可行性,同時便于施工和養(yǎng)護。
2.1 下部構造的處理方法
下部構造包括墩、臺及基礎等。病害的形式主要有基礎不均勻沉陷、基礎沉降量過大、基礎的埋置深度過淺、砌體自身出現(xiàn)風化或砂漿強度不足等。對于基礎出現(xiàn)不均勻沉降或沉降過大,可采用灌漿的方式處理。即在基礎及其周圍2--5米(視基礎的寬度而定)鉆孔,鉆孔布置以矩形或梅花形為主,孔距l(xiāng)--1.5米為宜,深度應通過計算確定,以不小于上構的附加應力隨深度降至5%時的深度為宜。灌漿的材料以水泥漿為主,并摻部分速凝劑,灌漿時壓力要嚴格控制。通過灌漿可使孔隙減小,土體擠密,并通過水泥漿的粘結作用使整體性提高。同時,鉆孔處的水泥柱亦可起到支撐作用,從而提高地基承載力。需要指出的是,灌漿的方法一般用于橋梁的加固,用于涵洞就不見得經濟,應當進行比較,且對于粘土性質的地基,灌漿的效果不一定能達到要求。另外,當灌漿壓力控制不當時,容易因土體不均勻變形造成構造物的破壞。因此,采用灌漿的方式要綜合比較后確定。對于基礎埋置深度過淺的情況,可采用隔水幕墻的方法,即可在基礎四周用硅砌筑一道深度超過沖刷深度1.5米以上的幕墻進行防護,但要注意開挖時對原基礎的影響。另一種方法就是用漿砌片石對橋位處的河床進行滿輔式的防護,但前提是能滿足泄洪要求。對于經過檢查狀況良好的下構,如果按照新的荷載等級驗算的基底應力,比原來的基底應力要大,但增加值在100KPa之內,一般可以不予考慮加固基礎。這是因為舊橋建成幾十年后,土體沉降和固結大體完成,此時基底應力有所增加,不會造成不利影響。另外,還可以通過減輕上構部分的自重來達到減少基底應力的目的,如把實腹拱改為空腹拱或把拱上填料的厚度盡可能減薄等。對于基礎完好,但部分砌體的砌筑質量較差的情況,在不影響整體結構的前提下,可考慮部分拆除然后重建的方式,若不宜拆除,也可考慮使用灌漿的方式處理。即先用水泥砂漿勾縫封閉裂縫,只留灌漿孔,然后灌水濕潤,待砌體充分濕潤后即可灌漿加固。
2.2 上部構造的處理方法
拱橋上部構造包括拱圈、腹拱墩、腹拱圈及橋面系,梁橋則為行車道板、橋面輔裝等。對于拱橋,上構的病害多表現(xiàn)為拱頂下沉以及起拱線附近開裂。此時可以用鹼加厚該部分的拱圈厚度,但需要重新計算截面幾何特性,以保證拱軸線的位置,且加厚部分鹼與拱圈的連接需要處理好,必要時可以預先埋設連接鋼筋。在泄洪能力滿足要求時,還可以考慮使用內襯的方式進行加固,即在拱圈底面輔筑一個新的拱圈(雙曲拱可新做拱肋),通過單獨或協(xié)同的方式受力。該方法的不足之處在于施工困難,且新砌部分的基礎較難處理。此外,還可以結合前述的減輕上構自重的方式,減小拱圈的受力。對于梁橋,板梁上構的病害主要有露筋,跨中出現(xiàn)較為明顯的豎向裂縫、支座附近出現(xiàn)45“的斜面裂縫等。對于這種情況,在確認基礎及墩、臺完好的前提下,可考慮拆除舊的行車道板。倘若上構結構良好,則可進行荷載試驗,檢測在設計荷載的情況下行車道板是否是彈性變形,并把荷載試驗得到的變形與理論計算得到的變形進行比較。如果試驗表明行車道板的承載力不足,則可考慮拆除上構后重建,或者用加厚橋面輔裝的高度來增加承載力,此時要注意新舊硅的良好結合。
2.3 泄洪能力不足時的處理方法
對于泄洪能力不足的舊涵,可以在原涵附近增加一個新涵,來提高泄洪能力?;蛘甙雅f涵的進口做成抬高式的進口,把原來的無壓力式涵洞變?yōu)閴毫?,也可以提高泄洪能力,但要注意做好防水措施。對于可以加固利用橋梁,泄洪能力不足時也可考慮在橋位附近新建一個涵洞,起一種分洪作用,但這種方法一定要注意新建分洪涵洞的基礎埋置深度、砌體強度及耐久性。
參考文獻
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