王杰昭

（南通市規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，江蘇 南通 226006）

老橋梁加固及改造

王杰昭

（南通市規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，江蘇 南通 226006）

介紹了2015年底南通市區(qū)市政橋梁普查情況，并對(duì)老橋檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析。南通地區(qū)老橋梁主要類(lèi)型為拱橋和簡(jiǎn)支板梁橋，橋梁病害多發(fā)生在上部結(jié)構(gòu)中，并且老橋超載及帶病工作較為普遍，老橋的加固改造工作較為緊迫。介紹了簡(jiǎn)支梁橋和拱橋上部結(jié)構(gòu)常用改造措施。

老橋；檢測(cè)；加固；效益

0 引言

現(xiàn)有市政橋梁有很多是根據(jù)20世紀(jì)80年代或90年代初期頒布的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建造的，其設(shè)計(jì)荷載相對(duì)較低。隨著各種重型車(chē)輛，尤其是工程用重型運(yùn)輸車(chē)的不斷出現(xiàn)，橋梁負(fù)荷日趨加重，加之舊橋部分老化、破損或受原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的限制，己不能適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

根據(jù)2015年底南通市區(qū)橋梁普查情況統(tǒng)計(jì)，橋梁病害多發(fā)生在上部結(jié)構(gòu)中，并且南通地區(qū)老橋超載及帶病工作較為普遍，對(duì)老橋加固改造工作較為緊迫。

經(jīng)過(guò)前期工程案例統(tǒng)計(jì)表明，在一般情況下，橋梁的加固費(fèi)用約為新建橋梁費(fèi)用的10%～20%，因此，加速舊橋加固或改造技術(shù)的研究，不僅能更好地、及時(shí)地為現(xiàn)代交通運(yùn)輸服務(wù)，而且能為建設(shè)單位帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

本文根據(jù)筆者的工作實(shí)踐，主要介紹幾種老橋上部結(jié)構(gòu)加固及改造措施。

1 老橋檢測(cè)及結(jié)果分析

1.1 檢測(cè)內(nèi)容

檢測(cè)主要內(nèi)容為橋梁外觀檢查、專(zhuān)項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)、線形測(cè)量和靜動(dòng)載試驗(yàn)。

（1）橋梁外觀檢查

分上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋面系和附屬設(shè)施等幾部分進(jìn)行。包括混凝土開(kāi)裂、破損、露筋、鋼筋銹蝕、順筋開(kāi)裂、保護(hù)層脫落、受水浸蝕等病害的檢查，重點(diǎn)檢查結(jié)構(gòu)受力裂縫。支座變形、脫空、老化開(kāi)裂等，活動(dòng)支座是否活動(dòng)自如。橋面縱橫坡是否平順，橋面鋪裝有無(wú)波浪、車(chē)轍、坑槽、破碎、網(wǎng)裂、縱橫縫，橋頭是否平順，有無(wú)沉降和擠壓隆起。伸縮縫有無(wú)變形、破損、漏水、跳車(chē)、異常聲響，螺栓螺帽松動(dòng)，縫內(nèi)是否堵塞，接縫處鋪裝有無(wú)破損。泄水管是否堵塞、殘缺，橋面是否積水，橋下是否漏水。

（2）專(zhuān)項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)

包括混凝土強(qiáng)度檢測(cè)、碳化深度檢測(cè)、鋼筋位置及保護(hù)層厚度檢測(cè)。混凝土強(qiáng)度檢測(cè)可采用回彈法以及超聲回彈綜合法來(lái)評(píng)定混凝土的強(qiáng)度等級(jí)；混凝土碳化深度檢測(cè)可使用濃度為1%的酚酞酒精溶液和碳化深度測(cè)量?jī)x器進(jìn)行檢測(cè)；鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)可采用RV10鋼筋位置探測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)。

（3）橋面線形測(cè)量

采用電子水準(zhǔn)儀對(duì)橋面線形進(jìn)行測(cè)量。

（4）靜載試驗(yàn)

通過(guò)對(duì)橋梁主要控制截面撓度和應(yīng)變的測(cè)試，來(lái)評(píng)價(jià)橋梁的承載能力，撓度可使用機(jī)電百分表和TDS303靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行測(cè)試；應(yīng)變可使用鋼弦傳感器和BGK408鋼弦頻率儀進(jìn)行測(cè)試。

（5）動(dòng)載試驗(yàn)

通過(guò)動(dòng)載試驗(yàn)了解該橋在當(dāng)前狀態(tài)下的動(dòng)力特性如自振頻率、阻尼比以及固有振型；為今后橋梁養(yǎng)護(hù)、狀態(tài)評(píng)估和健康檢測(cè)提供基準(zhǔn)參數(shù)。

（6）混凝土碳化深度和鋼筋保護(hù)層厚度

混凝土碳化深度和鋼筋保護(hù)層厚度是評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)耐久性的主要指標(biāo)。

1.2 檢測(cè)結(jié)果分析

針對(duì)以上檢測(cè)結(jié)果，對(duì)一些關(guān)鍵部位加以重點(diǎn)分析，并對(duì)橋梁病害作出書(shū)面報(bào)告，對(duì)不同性質(zhì)病害具體分析，重新設(shè)計(jì)，便可以使老橋滿足驟增的交通流量的需要。

2 簡(jiǎn)支梁橋上部結(jié)構(gòu)常用改造措施

簡(jiǎn)支梁橋上部結(jié)構(gòu)主要病害為橋面鋪裝破損、板梁局部保護(hù)層厚度不足、板梁截面偏小不滿足新規(guī)范承載力等級(jí)要求[1]。

2.1 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法

橋面鋪裝破損，可采用橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固，將原橋面鋪裝全部消除或鑿毛，然后加鋪一定厚度的補(bǔ)強(qiáng)層，該方法還可增大主梁有效高度，改善橋梁荷載橫向分布能力，從而提高橋梁結(jié)構(gòu)整體承載能力或單梁承載能力。

2.2 粘貼鋼板加固法

板梁截面偏小，可用粘貼鋼板加固法。用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其他薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體，以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。該方法具有基本不改變?cè)Y(jié)構(gòu)的尺寸，施工簡(jiǎn)單，技術(shù)可靠，短期加固效果較好，且工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，是近幾年應(yīng)用最多的加固方法。然而，由于粘貼鋼板加固后均須進(jìn)行必要的表面防護(hù)，如環(huán)氧砂漿或水泥砂漿保護(hù)層，鋼板的銹蝕程度較難估計(jì)，降低了加固構(gòu)件的可靠性，增加了加固橋梁的后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

2.3 錨噴混凝土加固法

板梁局部保護(hù)層厚度不足或截面偏小，可用錨噴混凝土加固方法，該方法主要用于截面尺寸偏小而導(dǎo)致的抗剪強(qiáng)度不足的混凝土梁的加固維修。在確保新舊混凝土粘結(jié)質(zhì)量可靠的前提下，錨噴混凝上加固可明顯增大主梁剛度，有效提高結(jié)構(gòu)的耐久性，而后期幾乎不需要養(yǎng)護(hù)費(fèi)用[2]。

2.4 改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法

改變結(jié)構(gòu)受力體系，是通過(guò)改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的目的，是一種變被動(dòng)為主動(dòng)的加固方法。該方法須對(duì)原結(jié)構(gòu)的受力狀況進(jìn)行仔細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與分析，并對(duì)轉(zhuǎn)換后的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠的受力分析，最終確定橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的提高幅度是否滿足規(guī)定交通荷載等級(jí)的需要。該加固方法的技術(shù)關(guān)鍵是如何有效降低橋梁各控制截面的計(jì)算內(nèi)力。該技術(shù)的難點(diǎn)在于相鄰梁端負(fù)彎矩區(qū)的處理問(wèn)題[3]。

2.5 增加橫向聯(lián)系加固法

增加橫向聯(lián)系是通過(guò)增設(shè)橋梁橫向聯(lián)系，以改善上部結(jié) 構(gòu)的荷載橫向分布規(guī)律，從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的加固方法。一般用于無(wú)內(nèi)橫梁或少內(nèi)橫梁的T形截面及工字形截面梁式橋，工程上常在相鄰主梁間增設(shè)現(xiàn)澆混凝土橫梁或鋼橫梁來(lái)提高橫向抗彎剛度。該技術(shù)的缺點(diǎn)是會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)造成一定程度的損傷，對(duì)于配筋較為復(fù)雜的區(qū)域或構(gòu)件，不宜采用該方法加固設(shè)計(jì)，以免增加加固后的安全隱患。

3 拱橋上部結(jié)構(gòu)常用改造措施

拱橋上部結(jié)構(gòu)主要病害為拱上建筑破損嚴(yán)重，拱圈截面偏小不滿足新規(guī)范承載力等級(jí)要求[1]。

3.1 拱上建筑加固法

拱上建筑破損嚴(yán)重的，可全部或部分拆除老橋拱上破損結(jié)構(gòu)，重新在老拱圈上建筑新的結(jié)構(gòu)。該加固方法的優(yōu)點(diǎn)是最大限度地保留原有構(gòu)造及受力體系情況下，提高老橋使用壽命。該方法施工時(shí)注意對(duì)稱地進(jìn)行，不使拱圈因荷載不均衡而失去穩(wěn)定。

3.2 減輕拱上建筑自重法

減輕拱上建筑自重是將原橋梁拱上空腹段普通混凝土構(gòu)件拆除，改設(shè)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，原實(shí)腹段填料清理后換填新型填料。這兩種方法盡量不改變?cè)兄鞴叭w系內(nèi)力，通過(guò)改變構(gòu)件尺寸和填料來(lái)減輕橋梁上部自重，從而提高橋梁的承載能力。該方法須對(duì)原結(jié)構(gòu)的受力狀況進(jìn)行仔細(xì)分析，并對(duì)改造后的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠的受力分析。

3.3 改變上部結(jié)構(gòu)體系

改變結(jié)構(gòu)受力體系是通過(guò)改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的目的，是一種變被動(dòng)為主動(dòng)的加固方法。該方法須對(duì)原結(jié)構(gòu)的受力狀況進(jìn)行仔細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與分析，并對(duì)轉(zhuǎn)換后的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠的受力分析，最終確定橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的提高幅度是否滿足規(guī)定交通荷載等級(jí)的需要。該加固方法的技術(shù)關(guān)鍵是如何有效降低橋梁各控制截面的計(jì)算內(nèi)力[3]。

拱橋的主拱圈由拱肋、拱波、拱板及橫向聯(lián)系等4種構(gòu)件組成，用來(lái)跨越河道、承受荷載。拱圈上的全部拱上建筑，包括立柱或立墻、腹拱圈、側(cè)墻，以及拱上填料、橋面結(jié)構(gòu)全部由主拱圈承擔(dān)。改造中增設(shè)剛架片或桁架片，通過(guò)剛架片的立柱或桁架片的腹桿以及實(shí)腹段與原橋主拱圈聯(lián)成一個(gè)整體。增設(shè)了剛架片可使原主拱圈成為類(lèi)似剛架拱橋的主拱腿，增設(shè)了桁架片可使原主拱圈成為類(lèi)似桁架拱橋的下弦桿，所以大大減小了原主拱圈的負(fù)擔(dān)。這樣的組合體系可以看作一個(gè)新的結(jié)構(gòu)體系，新體系的承載能力大大超過(guò)了原主拱圈的承載能力。

3.4 粘貼鋼板對(duì)上部體系改造

粘貼鋼板加固法，是用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其他薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體，以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。該方法具有基本不改變?cè)Y(jié)構(gòu)的尺寸，施工簡(jiǎn)單，技術(shù)可靠，短期加固效果較好，且工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，是近幾年應(yīng)用最多的加固方法。然而，由于粘貼鋼板加固后均須進(jìn)行必要的表面防護(hù)，如環(huán)氧砂漿或水泥砂漿保護(hù)層，鋼板的銹蝕程度較難估計(jì)，降低了加固構(gòu)件的可靠性，增加了加固橋梁的后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

4 結(jié) 語(yǔ)

上述這些加固技術(shù)，較好地滿足老橋的改造，在老橋改造中發(fā)揮了積極的作用。但是由于每一種加固方案都有一定的適用范圍，其適用范圍主要由橋梁需要加固的原因和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境、當(dāng)?shù)鼐唧w條件，尤其是對(duì)加固后橋梁的功能要求所決定的，所以很難提出一種能夠解決所有問(wèn)題的統(tǒng)一方法。在實(shí)際操作中，應(yīng)針對(duì)不同的橋型、不同的病害，以及所處不同的環(huán)境，選擇不同的加固方法，使老橋經(jīng)維修加固后，取得較好的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

[1]郭永琛，葉見(jiàn)曙.橋梁技術(shù)改造[M].北京：人民交通出版社，1991.

[2]楊文淵.橋梁維修與加固[M].北京：人民交通出版社，1991.

[3]葉見(jiàn)曙.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].北京：人民交通出版社，1996.

圖1 改造后現(xiàn)狀照片

3 結(jié) 語(yǔ)

柔性基層路面這種結(jié)構(gòu)形式在杭州市區(qū)以往的城市道路改造項(xiàng)目中尚未大面積使用，僅偶爾應(yīng)用在局部的路面維修。

本文通過(guò)柔性基層路面在之江路路面改造中的實(shí)踐和應(yīng)用，探索了柔性基層路面在城市道路改造項(xiàng)目中的適用性和特點(diǎn)。柔性基層路面施工方便，對(duì)現(xiàn)狀路面的開(kāi)挖深度小，可以盡量保留利用現(xiàn)狀老路面的基層，和半剛性基層路面相比，養(yǎng)護(hù)期很短，大大降低了施工工期，為今后交通壓力大、施工工期緊的同類(lèi)型項(xiàng)目提供了借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)：

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[2]CJJ 36—2006，城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[3]浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司.杭州市之江路 (之浦路—飛云江路)整治工程（之浦路—復(fù)興路段）初步設(shè)計(jì)[R],2013.

[4]杭州方平建設(shè)工程檢測(cè)有限公司.之江路整治（之浦路—復(fù)興路）工程道路路面調(diào)查檢測(cè)報(bào)告[R],2013.

U445.7

B

1009-7716（2016）12-0128-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.12.038

2016-08-18

王杰昭（1980-），男，江蘇淮安人，工程師，從事橋梁設(shè)計(jì)工作。