淺析舊橋加固改造及其管理
2015-07-23
橋梁是交通運(yùn)輸設(shè)施必不可少的重要組成部分。我國現(xiàn)存服役的橋梁當(dāng)中一部分已經(jīng)到了或者快到了設(shè)計(jì)使用年限，為了保證這些橋梁能繼續(xù)發(fā)揮各自的作用，舊橋的維護(hù)和保養(yǎng)工作就顯得日益重要，公路舊橋的維護(hù)加固工程同樣屬于橋梁工程，決不能重建輕養(yǎng)。做好舊橋改建利用工作，既能帶來道路的暢通，又能節(jié)約資金。但舊橋的加固比新建還要困難，因?yàn)榕f橋維修加固，沒有現(xiàn)成的規(guī)范，更沒有可供使用的標(biāo)準(zhǔn)圖，橋梁的狀況和病害又各種各樣，病害原因往往不能直觀確定，所以更應(yīng)總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)靈活應(yīng)用。
1橋梁加固的目的及基本要求
1.1橋梁加固的目的。增加橋面寬度，提高交通運(yùn)行能力；提高技術(shù)等級(jí)，增加橋梁的承載能力，滿足現(xiàn)代化運(yùn)輸?shù)囊?，特別是大型客車的與日俱增，對(duì)于提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和承載力，在舊橋加固與維修中、成為首位考慮的因素。舊橋加固，首先要做的工作是進(jìn)行公路橋梁檢測(cè)，其檢測(cè)內(nèi)容不外乎對(duì)橋梁的檢查和承載試驗(yàn)評(píng)定，分析、評(píng)價(jià)橋梁缺陷、損傷等產(chǎn)生的原因，所在部位。嚴(yán)重程度以及發(fā)展趨勢(shì)，為橋梁加固和改造提供技術(shù)參數(shù)，其最有效的方法是采用實(shí)橋荷載試驗(yàn)來取得有關(guān)數(shù)據(jù)。在舊橋加固改造過程中,盡管每座橋梁的情況各不相同,具有各自不同的特點(diǎn)，但也存在一定的共性，其加固方法和改造技術(shù)有：減輕恒載、加固臨界桿件、提供新補(bǔ)充桿件、改善原結(jié)構(gòu)受力體系等增大橋梁承受活載的能力，此外。對(duì)下部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、支座和行車道伸縮縫適當(dāng)清潔，改善幾何形狀、加強(qiáng)安全性設(shè)施(如改善人行道、柱手及扶手)，這對(duì)改善服務(wù)性能和延長現(xiàn)有結(jié)構(gòu)使用壽命也都起著重要作用。
1.2橋梁加固的基本要求。①經(jīng)濟(jì)費(fèi)用：一般地說，加固費(fèi)用比新建費(fèi)用節(jié)省一半時(shí)，即應(yīng)優(yōu)先考慮加固；②不中斷交通或皺少中斷交通：在加固與加寬同時(shí)進(jìn)行的橋梁?？砂鸭訉捈性谝粋?cè)。往往可以將加寬與加固錯(cuò)開，不搭便橋；③對(duì)已發(fā)現(xiàn)的缺陷。要一次加固好,不留后患。加固設(shè)計(jì)宜按規(guī)范進(jìn)行；④對(duì)原有結(jié)構(gòu)的損傷贐可能減至最低；⑤技術(shù)可靠、耐久使用、養(yǎng)護(hù)方便。
2 對(duì)公路舊橋概況的分析
公路舊橋具有荷載等級(jí)低，使用年限長的特點(diǎn)。從技術(shù)資料分析，對(duì)舊橋調(diào)查有三個(gè)未知點(diǎn)：基地地質(zhì)狀況；基礎(chǔ)埋置深度：隱蔽部分結(jié)構(gòu)尺寸。
從技術(shù)狀況分析，由于河床屢遭洪水沖刷，河床底部加深，墩臺(tái)外露，沖空，產(chǎn)生不均勻現(xiàn)象，有的橋梁由于橋臺(tái)較高受行車荷載及土壓力的作用，橋臺(tái)出現(xiàn)開裂、凸肚等病害；橋面梁鋪裝層由于使用年限長加之重車作用，導(dǎo)致開裂、剝落等病害。
(1)橋面板較薄，濕接縫尺寸小，構(gòu)造薄弱，施工時(shí)接縫混凝土澆筑質(zhì)量不易達(dá)到設(shè)計(jì)要求，造成梁與梁間的荷載橫向傳遞差，使接縫開裂，單梁受力增大。
(2)混凝土鋪裝層太薄，澆筑前橋石板無鑿毛、清除浮漿，并沖洗干凈，致使?jié)仓蠖呓Y(jié)合差，常發(fā)生分層現(xiàn)象，再加上T梁預(yù)制安裝不準(zhǔn)確，相鄰梁翼緣高低不平，鋪裝層混凝土厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，常被壓碎，不能與橋面板整體化作用，引起橋面破壞。
(3)在橋面伸縮縫處，當(dāng)伸縮縫質(zhì)量和安裝精度不夠時(shí)，超重超載車頻繁沖擊，造成橋面振動(dòng)過大或橋面伸縮縫處強(qiáng)烈震動(dòng)，導(dǎo)致此處混凝土開裂，伸縮縫破壞。
(4)不少橫隔板焊接鋼板外露銹蝕，各橫隔梁聯(lián)系薄弱，荷載集中承受在個(gè)別T梁上，嚴(yán)重降低了橋梁整體橫向剛度，引起裂縫快速擴(kuò)展。
(5)梁體端部腹板偏薄，抗剪能力差，致使支座處出現(xiàn)了較多斜裂縫和豎向裂縫，且有繼續(xù)延伸的趨勢(shì)。眾多斜裂縫和豎向裂縫使結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度已低于原設(shè)計(jì)承載力要求。
(6)T梁中橫隔板存在大量裂縫，不少下緣混凝土脫落嚴(yán)重，產(chǎn)生原因與橋面較寬，輪載過重和偏載明顯(入港和出港車輛軸重差距很大)有關(guān)。
(7)車輛超載嚴(yán)重。超載有以下幾種情形：整車質(zhì)量超過設(shè)計(jì)車輛重量；單軸重量超過設(shè)計(jì)車輛單軸重量；車輛超速，使其沖擊系數(shù)超過規(guī)范值。頻繁的超載車輛使結(jié)構(gòu)處于高應(yīng)力幅工作狀態(tài)，降低了橋梁結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)和使用耐久性。直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞、跨塌，造成嚴(yán)重后果。
3 舊橋加固改造具體技術(shù)方法與措施分析
3.1塞縫灌漿
塞縫灌漿就是將按照一定比例進(jìn)行配制的水泥漿通過噴漿機(jī)加壓灌入到舊橋結(jié)構(gòu)上的縫隙中去，以此來填補(bǔ)裂縫，同時(shí)可以避免混凝土內(nèi)部的鋼筋在空氣中氧化銹蝕影響橋梁的穩(wěn)定。此法多用于對(duì)于橋體縫隙的填充，在實(shí)際工程中使用的較為普遍，而目效果是滿足工程要求的。灌漿的類型有很多種，常用的有水泥砂漿、環(huán)氧樹脂漿和水泥漿等，具使用哪一種則要根據(jù)實(shí)際的工程需求來決定。通常來說，水泥漿和水泥砂漿造價(jià)低且效果好，常用于石砌墩，環(huán)氧樹脂漿多用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和橋面裂縫。灌漿的具體做法一般如下；首先用水泥砂漿勾縫，等勾縫強(qiáng)度達(dá)到要求后就可以開始進(jìn)行灌漿。
3.2舊橋上部結(jié)構(gòu)加固改造具體技術(shù)方法與措施
?。?）增大橋體截面和加固鋼筋結(jié)構(gòu)。這種方法多用于梁橋和拱橋，就是在梁的底面或是側(cè)面來加大橋體的尺寸，以此來提高橋梁的有效強(qiáng)度，從而提高橋體的承載力。
?。?）粘貼鋼板進(jìn)行加固。使用粘結(jié)劑將鋼板粘結(jié)在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉邊緣部分或薄弱部位，來替代橋體承受拉力，相當(dāng)于用鋼板來替換補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，以此提高橋梁的承載能力。
（3）改變橋體結(jié)構(gòu)的受力體系。用更為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式來替換原有的相對(duì)簡單和不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式，如用連續(xù)梁替換簡支梁。這種替換方式要在橋下進(jìn)行施工，如果是在通航河道，就會(huì)影響到通航，在這些方面要給予考慮和處理。
（4）增加縱梁進(jìn)行加固。橋體狀況比較好的時(shí)候，就可以直接增加承載力較好的縱梁來和原梁一起來承載載荷，由于新舊梁的共同作用，原有梁的載荷就會(huì)大大減小，使得整個(gè)橋梁的強(qiáng)度有保障。
?。?）橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固。這種方法相對(duì)而言簡單易操作，因此在實(shí)際工程中得到了較為廣泛的應(yīng)用，具體就是在梁頂上鋪一層鋼筋混凝土層，這通常會(huì)先鑿掉原有的舊橋橋面，以保證新鋪的混凝土層能和原橋體成為一個(gè)完整的整體。
?。?）混凝土加固?？梢栽阡摻罹W(wǎng)受噴面上用噴射機(jī)械將混凝土混合料進(jìn)行連續(xù)噴射，在凝結(jié)硬化后就可以形成穩(wěn)定的鋼筋混凝土，從而有效的增大橋梁的承載力。
3.3舊橋下部結(jié)構(gòu)加固改造具體技術(shù)方法與措施
舊橋下部結(jié)構(gòu)的加固沒有上部改造那樣普遍，如果是基礎(chǔ)上出現(xiàn)的不足，如基礎(chǔ)的承載力達(dá)不到要求或者是基礎(chǔ)的埋深沒有達(dá)到要求深度時(shí)，可以通過擴(kuò)大基礎(chǔ)來進(jìn)行加固。如果是墩臺(tái)基礎(chǔ)的深度不足，或者是外力作用使得樁基礎(chǔ)歪斜，則可以通過增補(bǔ)樁基來進(jìn)行加固如果是墩臺(tái)外部開裂或破損等狀況，則可以直接對(duì)墩臺(tái)進(jìn)行加箍或是加護(hù)套來進(jìn)行加固。還可以使用建擋土墻的方法來處理外力導(dǎo)致橋臺(tái)歪斜的情況。
3.4舊橋表面架構(gòu)加固改造具體技術(shù)方法與措施
橋面上出現(xiàn)的問題主要就是開裂和剝離等不良狀況。對(duì)于鋼筋混凝土橋而言，這會(huì)加劇橋體內(nèi)鋼筋的銹蝕速度和程度，從而大大減弱橋體得穩(wěn)定性；對(duì)于石拱橋而言，橋面的開裂會(huì)導(dǎo)致橋面雨水的大量下滲，極大的增大了橋體內(nèi)填料的含水量，影響橋體的穩(wěn)定；再者就是橋面的凹凸不平會(huì)影響橋上車輛的運(yùn)行狀況，于此同時(shí)橋體自身還會(huì)因?yàn)檎饎?dòng)而更加的不穩(wěn)定。工程中，要根據(jù)橋體的實(shí)際環(huán)境狀況，選擇性的采用加固改造方法，對(duì)于年代久遠(yuǎn)且狀況較差的舊橋，采取較為徹底的拆除修復(fù)，對(duì)于問題相對(duì)較小的，就可以相對(duì)簡單的加鋪瀝青碎石層即可。
4舊橋加固管理分析
加強(qiáng)公路舊橋的管理，并進(jìn)行維修和加固，使其處于正常的工作狀態(tài)，充分發(fā)揮舊橋的作用，是公路管理的一項(xiàng)主要任務(wù)。
(1)對(duì)于經(jīng)常過重車的路段，橋梁應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)檢查和管理，收集原始檔案材料，掌握其動(dòng)態(tài)。
(2)在施工中注意抓重點(diǎn)、制約工程。
(3)重視加固工程中原始資料的收集和整理工作，為今后加固工程積累經(jīng)驗(yàn)。
(4)充分調(diào)動(dòng)基層單位的積極性，正確處理責(zé)、權(quán)、利的關(guān)系。
(5)應(yīng)充分重視公路舊橋的管理工作，加大資金投入，使其保持良好的工作狀態(tài)，確保公路運(yùn)輸?shù)陌踩?br />
(6)加大對(duì)大中型橋梁的維修、加固的力度，同時(shí)解決小型橋梁的小修保養(yǎng)。
5 結(jié)束語
舊橋的加固改造是橋梁工程中的重要組成部分，橋梁加固及技術(shù)改造的項(xiàng)目雖然不大，但施工的難度不亞于一座新橋，有時(shí)施工中需要解決的一些問題是新建橋不可能遇到的。隨著交通事業(yè)的發(fā)展，橋梁加固理論及技術(shù)、方法不斷完善，要求工程技術(shù)人員必須具有很高的技術(shù)水平和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不同的橋梁應(yīng)根據(jù)其不同的病害情況，采用不同的加固、改造方法，使之適應(yīng)交通發(fā)展的需要，更好地為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。
