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農(nóng)村公路橋梁加固方法研究
2013-09-02 來源:筑龍網(wǎng)
引言

  近年來,我國交通運輸業(yè)得到了長足的發(fā)展,但由于車輛超限超載現(xiàn)象十分嚴重,致使公路橋梁特別是農(nóng)村公路橋梁很容易被破壞。衡南縣農(nóng)村公路養(yǎng)護里程2632 km,橋梁387座,大部分建造于20世紀80年代之前。調(diào)查顯示,由于當(dāng)時經(jīng)濟不發(fā)達,橋梁建設(shè)投入的資金較少以及施工質(zhì)量欠缺,使許多橋梁發(fā)生了大大小小的各種病害,如橋面破損、欄桿斷裂、伸縮縫損壞、橋頭跳車、梁板或拱體裂縫、混凝土剝落、鋼筋鋼索銹蝕、鋼結(jié)構(gòu)裂紋銹爛、墩臺斷裂位移、擋墻傾斜錯位、錐坡下挫坍塌、墩臺基底沖空、橋頭路基沖塌、河床護底沖翻以及河道被沖刷嚴重變遷而危及橋頭路基等。目前,存在嚴重安全隱患、被評定為4類和5類的危橋達65座,占橋梁總數(shù)的17%。這些危橋嚴重影響著農(nóng)村公路的使用安全,但又不可能全部拆除重建。因此,對舊橋進行加固改造,提高其承載能力,確保交通運輸安全是目前的當(dāng)務(wù)之急。

  常用的橋梁加固改造技術(shù)包括減輕恒載、加固臨界桿件、提供新的補充桿件和改善原來結(jié)構(gòu)體系的方法,以增大橋梁承受活載的能力。此外,下部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、支座和車行道伸縮縫的適當(dāng)清潔、幾何形狀的改善以及安全性的改善(如人行道、欄桿柱及扶手的改善),也在改善服務(wù)性能和延長現(xiàn)有結(jié)構(gòu)使用壽命中起著重要作用。結(jié)合工作實踐,本文對農(nóng)村公路舊危橋梁的加固改造方法作簡要介紹。

  1、簡支梁橋的加固措施

  1.1 空心板橋

 ?。?)對于個別板斷裂的空心板橋,根據(jù)具體情況,可采取更換預(yù)制板或就地支?,F(xiàn)澆空心板的方法。在條件允許的情況下,建議采取就地現(xiàn)澆的方法。現(xiàn)澆施工時由于不能使用氣囊,建議采用PVC管代替。衡南縣縣道x101線雞籠街橋即采取此辦法,其優(yōu)點是不需另建預(yù)制場,還可以縮短工期,PVC管作為空心板內(nèi)模不易變形走模。

 ?。?)對于空心板完好,但其撓度較大、滲水嚴重、企口縫損壞或呈單板受力狀態(tài)的橋梁,主要應(yīng)先處理企口縫,加強板的原有預(yù)留鋼筋的橫向連接。

  如果預(yù)留鋼筋缺損,可采取在原板上鉆孔補植鋼筋的方法,以加強預(yù)制空心板的橫向聯(lián)系。重做混凝土橋面鋪裝層要進行恒載計算,條件允許時可采用12—18cm厚的12mm雙層焊接鋼筋網(wǎng)混凝土。

 ?。?)對于個別空心板頂面因混凝土保護層薄而產(chǎn)生空洞、剝落、酥裂時,可將空洞周圍松動的混凝土鑿除,清除鋼筋銹蝕,然后在空洞處吊支模板與橋面鋪裝層一次性澆注混凝土。

  1.2 實心板

 ?。?)當(dāng)現(xiàn)澆實心板縫寬超過《公路橋梁養(yǎng)護規(guī)范》的限值時,應(yīng)采用壓力灌漿法灌注環(huán)氧樹脂膠或其他灌縫材料。縫寬較大時應(yīng)加強觀察,必要時可拆除重建;若縫寬在限值內(nèi),要清理干凈板底面,涂刷環(huán)氧樹脂進行封閉處理,并繼續(xù)對裂縫進行觀察。

  (2)對于板底面有混凝土剝落、露筋的,應(yīng)將松動的混凝土保護層鑿除,并清除鋼筋銹跡,然后修復(fù)保護層。損壞面積不大時,可采用環(huán)氧砂漿進行修補;損壞面積較大時,采用噴射高強度水泥砂漿的方法修補。

 ?。?)對于板底面有蜂窩、麻面、表面風(fēng)化、剝落等現(xiàn)象時,應(yīng)將松動部分清除,再用高強度的混凝土、水泥砂漿或其他材料進行修補。新修補的混凝土要密實,與原結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合牢固、表面平整,而且必須進行養(yǎng)生。

  對于板橋,目前最重要的是加強橋面鋪裝的維修加固,防止單板受力。

  2、石拱橋的加固措施

  2.1 拱腹襯砌法

  這種方法主要適用于不便中斷交通、橋下通航不受限制、橋墩臺完好,只是拱圈由于受抗彎強度不夠引起開裂且裂縫超過限值的情況,可采取在原拱圈下增設(shè)拱圈的方法進行加固。

  2.2 拱背加固法

  當(dāng)拱下凈空受限制,拱圈因抗剪強度不夠而開裂,或因拱圈強度不夠引起劈裂或壓碎時,可考慮挖除原拱圈上部的填土,采用植筋法植入鋼筋并布設(shè)鋼筋網(wǎng),再整體現(xiàn)澆混凝土拱圈。對于拱橋拱圈裂縫已長時間存在且無發(fā)展的,應(yīng)在縫隙處垂直粘貼脆性薄紙條,以便于觀察。

  2.3 局部結(jié)構(gòu)改造

  有些石橋由于填土太高或拱圈已經(jīng)開裂,拱圈已沒有使用價值,而橋臺仍完好,可采取拆除拱上側(cè)墻和填土,加高原有橋臺,利用裸拱作支架,現(xiàn)澆鋼筋混凝土板?;蛘卟鸪龢虻纳喜拷Y(jié)構(gòu),利用或加固原有橋墩臺,將上部結(jié)構(gòu)改造成梁橋,但這種方案造價較高。

  3、T形梁橋的加固措施

  (1)對于非預(yù)應(yīng)力的T形梁橋,大多是梁肋側(cè)面有豎向細微裂縫,可采用貼碳纖維布的方法進行加固。碳纖維布具有高強、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異的物理力學(xué)性能,而且施工便捷,是加固補強混凝土結(jié)構(gòu)的理想材料。將碳纖維布粘貼至混凝土結(jié)構(gòu)表面,可對其進行受彎、受剪、剛度和抗震等加固,同時也可以提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。相對于傳統(tǒng)的加固方法而言,采用碳纖維布加固對原有結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布改變最小,可保證在設(shè)計荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力。碳纖維布加固雖然不能阻止混凝土的開裂,但對裂縫寬度有一定的控制,使裂縫寬度和間距明顯變小,裂縫變細、變密、變短。在正常使用條件下,裂縫寬度可控制在0.2mm以內(nèi),從而提高混凝土的耐腐蝕性。

 ?。?)當(dāng)T形梁橋梁肋裂縫較大時,可采用體外預(yù)應(yīng)力的辦法進行加固。

  (3)對于橫隔板連接鋼板斷裂、混凝土脫落的,首先應(yīng)進行除銹,清除松動的混凝土,重新更換連接鋼筋,完成補焊后,用環(huán)氧樹脂砂漿抹面。從目前的使用效果來看,T形梁橋的病害最少,而且比較容易維修加固。

  4、下部構(gòu)造的加固措施

  (1)農(nóng)村橋梁的主要跨越物為溝壑或季節(jié)性河流,墩臺長年浸水的較少,遇到大的洪水時對墩臺及鋪底的沖刷較為嚴重,這種情況下應(yīng)及時進行修補,如采取修整和增設(shè)維護坡,對被洪水沖淘部位新澆混凝土進行修補;增設(shè)導(dǎo)流堤、丁壩等調(diào)治構(gòu)造物防護;拋填片石、鉛絲籠對河床防護;河床鋪底等。將被水沖刷脫落的勾縫和孔洞修復(fù)好,以避免對橋梁造成更大的損害。

  (2)由于地基處理不到位或上部構(gòu)造重力原因引起的基礎(chǔ)下沉,應(yīng)首先對基礎(chǔ)進行擴大處理,新舊基礎(chǔ)之間用鋼筋或鋼銷進行連接,然后對下沉產(chǎn)生的裂縫用水泥砂漿或混凝土進行封閉填補處理。

 ?。?)部分橋梁由于臺背土壓力過大,造成橋臺向橋孔方向位移,可采取更換臺背填土的方法進行處理。挖除原臺背填土,改用輕質(zhì)材料回填,以減少臺背土壓力,使橋臺穩(wěn)定。對于小跨徑的板橋,可在橋墩、橋臺基礎(chǔ)之間增設(shè)鋼筋混凝土支撐梁。

  5、伸縮縫的更新改造

  伸縮縫是橋梁的易損部件,調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大部分橋梁的伸縮縫存在著或大或小的損壞,相比之下,毛勒縫與1’ST無縫伸縮縫的使用效果較好。近年來,在一些橋梁中采用2cm寬的瀝青瑪蹄脂夾木條的方法代替伸縮縫裝置取得了很好的效果,目前在一些橋長較短的現(xiàn)澆橋梁中,這種方法正得到推廣應(yīng)用。

  6、危橋改造措施

  6.1 橋型的選擇

  對于一些采取加固措施已經(jīng)不能滿足要求的橋梁,在改造時,對于跨徑,L<l0 m的,改造時宜采用板橋形式,梁板采用現(xiàn)澆板,橋面鋪裝混凝土與現(xiàn)澆梁板同時澆注;對于跨徑的橋梁,改造時梁板宜采用預(yù)應(yīng)力空心板;對于跨徑L>20m的,宜采用T梁形式。條件允許的情況下,跨徑L>16 m時即采用T梁形式。

  6.2 加強橋面鋪裝及鉸縫聯(lián)系

  在目前的公路橋梁中,梁式橋所占比例較大。由于混凝土橋面鋪裝層直接承受車輛輪壓的作用,既是保護層,又是受力層,因此,須具有足夠的強度、良好的整體性以及抗沖擊與耐疲勞特性,同時還應(yīng)具備防水性以及對溫度變化的適應(yīng)性。當(dāng)橋面鋪裝破損后,梁板很快就損壞。因此,加強橋面鋪裝的強度和質(zhì)量,對于提高橋梁的使用壽命具有重要作用。我們在舊橋改造時,主要是加強了鋼筋混凝土橋面鋪裝部位的結(jié)構(gòu)和強度。

  對一些小跨徑的現(xiàn)澆梁板,一般選用14cm雙層焊接(冷軋)鋼筋網(wǎng)片混凝土橋面鋪裝,并且與梁板混凝土同時澆注。對于跨徑較大的,采用梁板頂
預(yù)留或植錨固鋼筋,以加強橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)片與梁板的連接,提高其整體性。鉸縫處除預(yù)埋門型連接筋外,還增加x型筋與橋面鋪裝鋼筋連成整體,以
加強梁板的橫向聯(lián)系,提高橋梁的橫向整體受力。

  7、結(jié)語

  危橋的產(chǎn)生有其技術(shù)和社會經(jīng)濟發(fā)展等多方面的原因。通過對農(nóng)村公路危橋的調(diào)查統(tǒng)計,對其產(chǎn)生的原因、破壞形式的分析以及應(yīng)對方法的研究,對于防止危橋的產(chǎn)生,保障交通運輸暢通,促進農(nóng)村公路的健康發(fā)展具有重要的意義。
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