許增鑫 李永水
【摘 要】公路橋梁建設是可持續(xù)發(fā)展的,不僅要建設新橋,而且要重視對舊橋的改造,通過對舊橋的改造可延長舊橋的服務壽命、提高舊橋的承載能力和改善行車性能,節(jié)約建設資金。通過對舊橋進行適當?shù)木S修加固,使其恢復原有承載能力,成為交通建設的重要工作。根據(jù)近年對舊橋及危橋的維修加固實踐,本文對公路舊橋的維修與加固中相關技術問題進行了論述。
【關鍵詞】舊橋 維修 加固
【中圖分類號】U445.72 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158(2013)03-0259-01
橋梁作為公路的重要組成部分,對保障公路暢通起到了至關重要的作用。但由于其修建早,運營時間長,設計荷載低,橋面凈寬狹窄,又因年久失修,使得眾多橋梁受到不同程度的損壞以及橋位選擇缺乏長遠考慮,一些橋梁明顯成為路線的“頸口”,影響了整個路線的暢通。盡快改造這些橋梁,提高其使用性能是今后一個時期橋梁建設的緊迫任務。
一、舊橋維修與加固的具體原因
1、設計標準低。隨著橋梁設計規(guī)范的不斷發(fā)展公路橋梁的設計荷載已由汽車6級、汽車8 級、汽車13 級發(fā)展到汽車15 級、汽車20 級及汽車超級,并且仍有繼續(xù)增大的趨勢。
2、外界不利荷載的影響。這使得橋梁結構安全性下降,在我國,造成此種情況的最大原因是在公路上行駛的貨車大多數(shù)超載、超限行駛,致使20% 以上的橋梁出現(xiàn)安全隱患。
3、使用時間長。由于橋梁的使用年限長,接近其使用壽命,由于年久失修、失養(yǎng),已不適應交通量日益增長的需要。
二、舊橋維修與加固的基本要求
雖然舊橋維修加固的方法比較多,如何進行選擇,要充分考慮于具體的工程,應依照以下的原則:
1、采用維修加固方案之前,須先考慮耗費少、功效快、不中斷交通、技術上可行、有較好耐久性等方面的要求。
2、補強加固是通過加大或修復橋梁構件來提高局部或整座橋梁承載能力的措施。因此橋梁加固工作一般以不更改原結構形式為原則,在兼顧經(jīng)濟性的前提下,只有在較復雜的情況下,才可考慮更改結構形式。
3、選擇橋梁加固方式時,必須考慮舊橋現(xiàn)狀、承載能力減弱的程度以及日后交通量,最好參考已經(jīng)成功完成補強加固的橋梁的施工。
4、采用擴大或增加橋梁構件斷面的方法進行加固前,應考慮增加部分與原有部件的結合效果。
三、舊橋的維修與加固技術
1、舊橋的上部承重結構維修加固的方法
(1) 橋面補強層加固法。在橋面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,從而達到增大主梁有效高度和抗壓截面,增加橋面整體剛度,改善橋梁荷載橫向分布能力,提高橋梁承載能力的一種常用且有效的方法。
(2) 粘鋼加固法。當交通出現(xiàn)承載力不足或出現(xiàn)嚴重腐蝕的情況時,梁板橋的主梁會出現(xiàn)嚴重的橫向裂縫,采用粘結劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結構受拉面或其他薄弱部位,使鋼板與加固混凝土結構形成整體,以提高構件的抗彎、抗剪能力,提高原結構的剛度,限制裂縫的開展,改善鋼筋與混凝土的應力狀態(tài)。
(3) 錨噴混凝土加固法。借助高速噴射機械,將新混凝土混合材料連續(xù)地噴射到已錨鋼筋網(wǎng)的受噴面上,凝結硬化而形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力斷面,增加補強鋼筋,加強結構的整體性,使其能承受更大的外荷載作用。這種錨噴加固法主要用于拱式橋梁,施工工藝簡單而且加固效果好。
(4) 增大梁截面積加固法。鋼筋混凝土簡支梁橋上部結構往往由于原結構或由于施工質量不佳等原因導致在長期運營過程中出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象從而使結構的承載能力降低,通常采用增大構件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是增大梁底面或側面的尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度和抗彎強度,從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。
(5)增設縱梁加固法。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構中重新分布,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。當增設的縱梁位于主梁的一側或者兩側時,則兼作加固作用。為保證新舊混凝土能夠共同作用,必須注意做好新舊橋梁之間的橫向鏈接。
2、舊橋的下部結構維修加固的方法
(1)擴大基礎加固法。適用于基礎承載力不足或埋深太淺,而墩臺又是磚石或混凝土剛性實體式基礎時的情況。由于橋梁的基礎承擔著橋梁的全部自重及橋面上的可變作用,因而橋梁基礎的加固成為橋梁加固工程中的重點。該方法因受力明確、施工簡單、造價低廉而在實際加固工程中廣泛采用。
(2)增補樁基加固法。當橋梁墩臺基地下軟臥層時,墩臺發(fā)生沉陷,采用此法是一種常見而且有效的方法。在樁式基礎的周圍補加鉆孔樁或打入鋼筋混凝土預制樁,并擴大原承臺,以此提高基礎承載力、增加基礎穩(wěn)定性,這種方法的優(yōu)點在于不需要抽水筑壩等水下施工作業(yè)。
(3)橋臺新建輔助擋土墻加固法。由于橋臺臺背水平土壓力過大,引起橋臺傾斜,應在背后加建一擋墻,以抵御過大的土壓力。
(4)橋墩套箍加固法。對于樁柱式橋梁,當橋墩由于基礎沖刷嚴重、埋置深度不夠,施工質量控制不嚴等因素導致墩臺露筋及破損時,一般可對受損的墩臺采用鋼筋混凝土套箍進行補強加固。套箍可以沿墩臺身或樁身外側布設,做成圈梁形式。
(5)墩臺拓寬加固法。利用舊橋基礎,靠墩臺蓋梁挑出懸臂加寬部分,以便安裝上部結構。
3、舊橋其他維修加固的方法
(1)橋面鋪裝的維修。橋面鋪裝指的是為保護橋面板和分布車輪的集中荷載,用瀝青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料鋪筑在橋面板上的保護層。其作用是保護橋面板防止車輪或履帶直接磨耗面,保護主梁免受雨水侵蝕,并借以分散車輪的集中荷載。橋面鋪裝的病害主要為原鋪裝層過薄、鋪裝中未設鋼筋網(wǎng)或含筋量過小、鋪裝與橋板間存在夾層、混凝土澆筑不密實引起的。
(2)橋面伸縮縫的維修。由于它設置在梁端構造比較薄弱的部位,直接承擔車輛反復荷載作用,又大多暴露在大自然中,受到各種自然環(huán)境的影響。加之其裝置的性能及連接件等不盡完善,因而可以說伸縮縫是易損壞,難修補的部位,經(jīng)常會發(fā)生各種不同程度的缺陷。
(3)橋梁上下部結構裂縫的加固。一般采用塞縫灌漿,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構物,因為鋼筋混凝土構件產(chǎn)生的裂縫較小,易灌滿,粘結性好。環(huán)氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。塞縫灌漿技術的通常做法是:先用1:1水泥砂漿勾縫,勾縫時需預留直徑約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,待勾縫砂漿達到一定強度后即可灌漿。鋼筋混凝土梁的裂縫較小,用環(huán)氧樹脂勾縫,同時要留孔灌漿,孔距一般為0.25-0.3m,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,用得比較普遍,通過試載及使用觀察,效果較好。
總之,舊橋維修與加固是個系統(tǒng)工程,它大量節(jié)約社會資源,能適應經(jīng)濟的發(fā)展。在實際工作中,要結合橋梁實際情況,采用合適的維修與加固技術,可使舊、危橋滿足安全要求和使用要求繼續(xù)服務,讓少量的投資發(fā)揮最大效益。
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