公路舊橋的加固利用及新舊橋連接技術(shù)研究

賈寶成商丘市公路管理局，河南 商丘 476000

在超載車輛、暴雨大雪及交通量日漸增多的多年影響下，使得為數(shù)眾多過去修建的橋梁，發(fā)生了各種大大小小的病害，如橋面板破損、橋面鋪裝龜裂損壞、防撞護(hù)欄斷裂缺損、伸縮縫損壞漏筋、橋頭跳車、梁板或拱體裂縫、砼剝落、鋼筋銹蝕、墩臺斷裂位移、錐坡下挫坍塌、河床護(hù)底沖翻以及河道被沖刷嚴(yán)重變遷而危及橋頭路基等，已經(jīng)破壞了橋梁的正常良好狀態(tài)。這種不良狀態(tài)，除將大大縮短橋梁的使用壽命之外，有的已經(jīng)威脅著過往人車的安全而成為危橋，怎樣節(jié)約工程費用合理安全的利用舊橋成了政府及公路管理部門關(guān)注的大事。

1 舊橋加固的常用方法

1.1 塞縫灌漿是一種綜合普用的方法

塞縫灌漿是把按一定比例配制的水泥（砂）漿、環(huán)氧樹脂（砂）漿，通過噴漿機按一定壓力灌入結(jié)構(gòu)物縫隙內(nèi)，起到填塞裂縫、避免鋼筋銹蝕并提高結(jié)構(gòu)整體強度的作用。裂縫在橋梁病害中較為普遍，產(chǎn)生裂縫的原因很多，也很復(fù)雜。結(jié)構(gòu)物一旦出現(xiàn)裂縫，其受力截面發(fā)生應(yīng)力重分布，也就意味著受力有效截面變小，結(jié)構(gòu)應(yīng)力增大，承載能力降低。塞縫灌漿是用膠結(jié)材料把結(jié)構(gòu)的裂縫填滿，使力的作用、傳遞盡可能恢復(fù)到原來狀態(tài)。塞縫灌漿一般用于處理橋梁上、下部結(jié)構(gòu)裂縫，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(yīng)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(jié)構(gòu)物，因為鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生的裂縫較小，易灌滿，粘結(jié)性好；環(huán)氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。塞縫灌漿的通常做法是：先用1∶1水泥砂漿勾縫，勾縫時須預(yù)留直徑約6mm～8mm的灌漿孔，孔距視裂縫寬度而定，縫寬處孔距為0.6m～1.0m，縫小處孔距為0.4m～0.6m，待勾縫砂漿達(dá)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，凡大于0.2mm的裂縫都要留孔灌漿，孔距一般為0.25m～0.30m，灌漿方法與灌水泥漿大致相同。在公路舊橋加固中，商丘市內(nèi)的S324新橋及潮莊橋就是利用此項方法進(jìn)行前期加固處理，效果比較理想。

1.2 采用鋼筋混凝土框架加固橋臺

設(shè)計的基本假設(shè)：鑒于目前對舊橋做靜載試驗確定剩余承載力，做出加固方案的可行性不大，固對舊橋蓋梁及立柱存在裂縫及漏筋現(xiàn)象的橋梁，考慮先進(jìn)行裂縫檢查處理，然后對立柱植筋增加鋼筋網(wǎng)片，對蓋梁增加橫向預(yù)應(yīng)力筋，已增加各部位的承載能力。

裂縫檢查及處理。對下部構(gòu)建中存在的裂縫的部位，采用裂縫修補膠進(jìn)行灌注處理，并在實施裂縫灌注前對修補部位裂縫再仔細(xì)檢查一遍，以便確定修補數(shù)量、范圍、鉆孔孔眼位置及膠液數(shù)量等。裂縫處理務(wù)必嚴(yán)格遵照《公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行。

為增強新老混凝土的結(jié)合，新老混凝土的結(jié)合面，均應(yīng)按照下列程序進(jìn)行：

1）用鋼刷清洗老混凝土的表面，將混凝土表面的泥土、灰塵、油污及碎渣清洗干凈；

2）用小錘將混凝土表面鑿毛，即鑿成間距3cm、深5cm的小坑；

3）用清水清洗，用鋼刷清洗小坑，將混凝土碎渣全部清除干凈；

4）在老混凝土表面上刷一層水泥凈漿，其厚度為1mm～2mm。為了增強新老混凝土的粘結(jié)力，在配置水泥凈漿時，應(yīng)加入漿液體積10%的丙苯乳液；

5）立即澆注混凝土，要求振搗密室，各部分尺寸滿足要求。

為了在植筋過程能保持干燥，故應(yīng)先植筋，后處理新老混凝土的結(jié)合面。植筋工藝：定位-鉆孔-清孔-鋼筋除銹-錨固膠配制-植筋-固化、保護(hù)-檢驗。

1）定位：植筋鉆孔位置若遇到基材上存在的受力鋼筋，鉆孔位置可適當(dāng)調(diào)整；

2）鉆孔：鉆孔過程中如遇鋼筋應(yīng)調(diào)整孔位避開，孔的表面要有足夠的粗糙度，植筋孔的深度要逐個量測，孔徑（直徑）均比鋼筋直徑大2mm～4mm（注意由于鉆孔過程中，鉆頭會磨損，直徑變小，防止錨固鋼筋難以插入，應(yīng)及時更換鉆頭和校正孔徑）；

3）清孔：鉆孔完畢，檢查孔深、孔徑合格后將孔內(nèi)粉塵用壓縮空氣吹出，先用毛刷將孔壁刷凈，再以高壓干燥空氣吹孔，應(yīng)反復(fù)進(jìn)行3～5次，直至吹去孔底灰塵和碎片，孔內(nèi)應(yīng)保持干燥，將孔口臨時封閉。若有廢孔，清潔后用植筋膠填實。絕對不可以用水清洗植筋孔；

4）灌膠：將植筋膠由孔底灌注至孔深2/3處，待插入鋼筋后，膠即充滿整個孔洞；

5）植筋：鋼筋可采用旋轉(zhuǎn)或手錘擊打方式入孔，手錘擊打時，一人應(yīng)扶住鋼筋，以避免回彈。錨固膠填充量應(yīng)保證插入鋼筋后周邊有少許膠料溢出；

6）固化、保護(hù)結(jié)構(gòu)膠，植筋后夏季12小時內(nèi)不得擾動鋼筋，若有較大擾動宜重新植筋。

1.3 利用鋼板、碳纖維布及無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線增加橫向整體性

民權(quán)立交橋因鉸縫混凝土松散脫落對下部鐵路行車造成了危機安全的隱患，橋板之間的橫向連接失效，為增加橋板的橫向整體性，故對該橋進(jìn)行加固處理，第四跨施工方案如下：

1）鑿除原有瀝青混凝土及橋面鋪裝層，清除鉸縫破損混凝土；

2）空心板需加固鉸縫頂?shù)自O(shè)置橫向鋼板，間距50cm，鉸縫內(nèi)豎向設(shè)置螺桿連接錨固上下鋼板，頂?shù)装灏惭b鋼板時，涂環(huán)氧樹脂粘貼，相鄰空心板錯臺不平整時，鋼板與板間抹環(huán)氧砂漿找平；

3）鉸縫內(nèi)灌注高強無收縮灌漿料，板底部橫向粘貼碳纖維布；

4）在橋板頂鉸縫兩側(cè)植筋，在植筋過程中應(yīng)避開原空心板中的鋼筋及鋼絞線，植筋用膠粘劑應(yīng)采用A級膠，植筋與橋面鋪裝原有鋼筋搭接，已增加橋面鋪裝與橋板的整體連接。

該橋第一跨利用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行體外橫向預(yù)應(yīng)力加固，本橋主跨因下部鐵路通車要求，施工時間短暫，固對橋梁底部進(jìn)行貼碳纖維布，已防止鉸縫混凝土掉落影響行車安全。

2 上下行橋梁新舊結(jié)合處理

對于舊橋上下行加固改造利用工程，新舊結(jié)構(gòu)連接、新舊材料結(jié)合是重點也是難點所在，設(shè)計中廣泛采用化學(xué)植筋連接技術(shù)、混凝土界面處理技術(shù)及上下行一體化處理等。

2.1 新舊混凝土界面處理技術(shù)

新舊混凝土由于收縮、徐變、溫度效應(yīng)不協(xié)調(diào)以及車輛所產(chǎn)生的疲勞荷載作用，界面會遭到破壞。結(jié)合面的抗剪強度不僅與鋼筋的多少有關(guān)，還與結(jié)合面的處理情況有關(guān)。

2.2 新舊結(jié)構(gòu)連接技術(shù)

橋墩臺蓋梁、系梁、臺身、基礎(chǔ)與舊橋部分的連接主要采取下列措施：1）鑿除原結(jié)構(gòu)端頭混凝土，使主筋出露，與加寬部分主筋對應(yīng)焊接，直徑φ28mm鋼筋采用等強鐓粗直螺紋鋼筋接頭，其余鋼筋采用雙面焊接，焊縫長度滿足規(guī)范要求；2）在素混凝土內(nèi)植筋以加強連接，涂抹界面膠以增強粘接力；3）加寬部分混凝土采用干硬性混凝土或摻入微膨脹劑以減少收縮；4）混凝土澆筑后，應(yīng)加強養(yǎng)護(hù)，達(dá)到設(shè)計強度后再受力。

2.3 上下行橋梁單幅拆除施工

由于商丘市有部分橋梁是60年代修建，路面加寬后為了不影響通車，一般選擇上下行分離式橋梁，近幾年由于這些老橋不同程度產(chǎn)生橋面鋪裝損壞，橋面板斷裂及立柱蓋梁漏筋等情況，在加之上下行橋梁容易在中央花壇處發(fā)生交通事故，所以對老橋處理后一般做成整體橋梁，取消了中央花壇，視老橋情況，進(jìn)行拆除重建或下部加固利用上部橋板更換等措施。

S206商桐線毛堌堆大橋原有上游舊橋部分出現(xiàn)多種病害，損毀嚴(yán)重?，F(xiàn)場調(diào)查后，經(jīng)研究決定拆除原有上部構(gòu)造，在充分利用原有舊橋基礎(chǔ)樁基剩余承載力的情況下，對下部基礎(chǔ)進(jìn)行加固改造，提高其承載能力，以滿足公路-Ⅰ級荷載要求。改建部分，跨徑與原有橋梁相同，橋面全寬9m，上部更換為現(xiàn)澆混凝土板，下部和基礎(chǔ)為立柱接擴(kuò)大基礎(chǔ)。修建完成后雙幅橋合為單幅橋，在新舊橋連接處，鑿除舊橋面混凝土鋪裝50cm，順橋向埋置長6×17.4m的80×5×9mm角鋼，置于橋面鋪裝鋼筋下方并與之焊接，以規(guī)范新舊橋連接處造成的縱向裂縫。

3 結(jié)論

舊橋加固處理及改造利用對于設(shè)計施工而言都是一個需要進(jìn)一步研究的課題，特別是新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用。因此，全過程配合施工，現(xiàn)場動態(tài)跟蹤新技術(shù)、新材料、新工藝的使用狀況，及時發(fā)現(xiàn)解決設(shè)計遺留問題及施工安全隱患，將設(shè)計者的意圖貫穿于現(xiàn)場實際操作中，為優(yōu)質(zhì)工程提供技術(shù)保證。

[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.

[2]公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn).

[3]公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).

[4]公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范.