舊橋拓寬加固的技術(shù)方法與實(shí)施

郭南華

（福建交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,全國(guó)公路運(yùn)輸事業(yè)迅猛發(fā)展,對(duì)道路的等級(jí)要求也越來(lái)越高,但許多舊橋的設(shè)計(jì)荷載較低,大多數(shù)橋面寬度過(guò)小,無(wú)法滿足目前的交通要求,而重建橋梁費(fèi)用高,且會(huì)引起交通中斷,因此迫切需要對(duì)其進(jìn)行改造,橋梁加寬則成為舊橋改造的常用方法。

1 橋梁病害的形成原因

由于作用荷載的隨機(jī)性,材料強(qiáng)度的離散性,制造與施工質(zhì)量的分散性,計(jì)算假定的近似性,致使在長(zhǎng)期使用過(guò)程中結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害,其具體原因如下。

（1）原設(shè)計(jì)荷載偏低,交通發(fā)展后車輛荷載過(guò)大,橋梁因承載能力不足而產(chǎn)生病害。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在缺陷,如采用橋型結(jié)構(gòu)不當(dāng),設(shè)計(jì)假定不盡合理。（3）橋梁施工質(zhì)量差,未按設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)程實(shí)施。（4）不重視橋梁后期養(yǎng)護(hù)工作,沒(méi)有及時(shí)消除已產(chǎn)生的病害。

（5）洪水等自然災(zāi)害使橋梁產(chǎn)生損壞。

2 橋梁加固的一般流程

在橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生病害后,需要采取措施進(jìn)行加固維修或者更換,橋梁加固工程一般應(yīng)遵循以下工作程序,結(jié)構(gòu)可靠性鑒定一加固方案確定一加固設(shè)計(jì)一施工組織設(shè)計(jì)一施工一驗(yàn)收。結(jié)構(gòu)可靠性鑒定,主要是對(duì)病害結(jié)構(gòu)的病情診斷,加固方案好比處方,加固設(shè)計(jì)是現(xiàn)行規(guī)范及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加固方案的深化過(guò)程,加固施工是對(duì)被加固結(jié)構(gòu)按加固設(shè)計(jì)進(jìn)行加固的施工過(guò)程,對(duì)于大型結(jié)構(gòu)加固,為確保質(zhì)量和安全,施工前應(yīng)編制施工組織設(shè)計(jì)。

3 舊橋拓寬改建方法

梁橋加寬方式有多種,主要根據(jù)不同的橋梁結(jié)構(gòu)形式來(lái)決定其連接方式,總體上看,城市橋梁中,上部結(jié)構(gòu)基本為空心板,T梁,箱梁的橋梁等連接方式,從而從結(jié)構(gòu)特性上,一半又分為鉸接和鋼接兩種方式。

（1）城市舊橋加寬需要解決問(wèn)題。以下問(wèn)題必須考慮：①混凝土的收縮和徐變。在應(yīng)力不變的情況下,混凝土應(yīng)變隨時(shí)間增長(zhǎng)的現(xiàn)象,為混凝土徐變,混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí),體積會(huì)減少,這種現(xiàn)象為混凝土收縮。顯然新舊橋接在一起時(shí),由于兩者的收縮和徐變不一致,新橋的混凝土發(fā)生收縮,徐變,會(huì)對(duì)舊橋產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力。②基礎(chǔ)的不均勻沉降。和混凝土的收縮類似,舊橋的基礎(chǔ)沉降基本定性,如何考慮和計(jì)算新橋的沉降量,保證其定型之后兩者再同一高度,是很重要的問(wèn)題,施工時(shí),既要考慮到樁的沉降量,保證其定型之后再同一高度,是很重要的問(wèn)題。施工時(shí),既要考慮到樁底沉渣,還要考慮到天然基礎(chǔ)等,并進(jìn)行計(jì)算分析,確定基礎(chǔ)最終沉降量的大小,采取相應(yīng)的技術(shù)措施。

（2）舊橋加寬后承載力和車速等問(wèn)題的設(shè)計(jì)。遵循以下設(shè)計(jì)方法：采用合理的舊橋加固方式,對(duì)舊橋進(jìn)行加固時(shí)為了保證新舊橋的承載能力基本一致,否則新舊橋加寬后,雙車道或多車道的功能,會(huì)因?yàn)榕f橋的承載能力而打折后,橋梁的橫向剛度對(duì)改善結(jié)構(gòu)受力影響顯著,即橫向剛度越大,原結(jié)構(gòu)承載力能力提高也越大,因此在新橋施工過(guò)程中,應(yīng)注意增大橫梁剛度,以期最大程度地提高舊橋承載能力,一般而言,新橋會(huì)因?yàn)檫吜?次邊梁有中梁等因素,分擔(dān)一部分舊橋的承載力,但是必須對(duì)舊橋?qū)嵤M向整體加寬改造,使得兩者更協(xié)調(diào)。

4 舊橋加固技術(shù)方法

舊橋加固方法的選擇原則。橋梁加固的方法有多種,對(duì)于具體的,不同的工程如何選用,應(yīng)按照以下原則：（1）經(jīng)濟(jì)適用性原則,采用加固方案應(yīng)考慮耗油少,功效快,不中斷交通,技術(shù)上可行,有較好耐久生等方面的要求。（2）安全美觀性原則,補(bǔ)強(qiáng)加固是通過(guò)加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來(lái)提高局部或整座橋梁承載力的措施。

5 舊橋上部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

（1）橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法。在梁頂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,達(dá)到增大主梁有效高度,改善橋梁荷載橫向分布能力,從而達(dá)到提高橋梁的承載能力的目的。

（2）增大截面和配筋加固法。當(dāng)梁的強(qiáng)度,剛度,穩(wěn)定性和抗裂性能不足時(shí),通常彩和增大構(gòu)件截面,增大配筋,提高配筋的加固方法,這種方法是在梁底面或側(cè)面加大尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度和抗彎強(qiáng)度,從而提高橋梁的承載力,該法廣泛應(yīng)用于橋梁及拱橋及拱橋拱肋的加固。

（3）錨噴混凝土加固法。借助高速噴射機(jī)械,將新混凝土混合料連續(xù)的噴射到已錨固好鋼筋網(wǎng)的受噴面上,凝結(jié)硬化面形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力斷面和補(bǔ)強(qiáng)鋼筋,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性,使其能承受更大的外荷載作用。

（4）粘貼鋼板加固法。當(dāng)交通量增加,主梁出現(xiàn)承載力不足或出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況時(shí),梁板橋的主梁出現(xiàn)嚴(yán)重的橫向裂縫,采用粘結(jié)劑及錨栓,將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位,使其與結(jié)構(gòu)形成整體,以鋼板代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋,達(dá)到提高梁的承載力的目的。

（5）增設(shè)縱梁加固法。在墩臺(tái)地基安全性能好,并具有足夠承載力的情況下,可采用增設(shè)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(jié)構(gòu)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(dāng)增設(shè)的縱梁位于主梁的一側(cè)或者兩側(cè)時(shí),則兼有加寬作用。

（6）拱圈增設(shè)套拱回法。在原主拱圈腹面下增設(shè)一層新拱圈,即緊貼原拱圈底面上,澆注或鋪噴混凝土新拱圈,外形上就像是在原拱圈下套做了一個(gè)新拱圈。

（7）舊橋下部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。

①擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法。此法適用于基礎(chǔ)承載力不足或埋深太淺,而墩臺(tái)又是磚石或混凝土剛性實(shí)休式基礎(chǔ)時(shí)的情況,擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強(qiáng)度檢算確定。

②增補(bǔ)樁基加固法。當(dāng)橋梁墩臺(tái)基底下有軟臥層時(shí),墩臺(tái)發(fā)生沉陷,對(duì)此采用增補(bǔ)樁基加固法是一種常用而且有效的方法,這種方法是,在樁式基礎(chǔ)的周圍補(bǔ)加鉆孔樁等,以此提高基礎(chǔ)的承載力,增加基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

③鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固法。當(dāng)橋梁墩臺(tái)由于基礎(chǔ)埋深不夠,或因施工質(zhì)量控制不嚴(yán)等原因,導(dǎo)致墩臺(tái)開裂時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)貫通裂縫,可采用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進(jìn)行加固。

④橋臺(tái)新建輔助檔土墻加固法。由于橋臺(tái)臺(tái)背水平壓力過(guò)大,引起橋臺(tái)傾斜,應(yīng)在臺(tái)背之后加建一檔墻,以抵御過(guò)大的土壓力。

⑤墩臺(tái)拓寬加固法。利用舊橋基礎(chǔ),靠墩臺(tái)蓋梁挑出懸臂加寬部分,以便安裝的上部結(jié)構(gòu),此種情況為只加寬墩臺(tái)上部的蓋梁,墩臺(tái)身和基礎(chǔ)則不需予以加固。

6 舊橋加固的常用方法

6.1 塞縫灌漿法

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(guò)噴漿機(jī)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(qiáng)度的作用,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。

6.2 上部結(jié)構(gòu)加固

（1）拼寬原橋?qū)︱?yàn)算不能滿足超限運(yùn)輸要求的舊橋,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后,按實(shí)際通過(guò)的超限運(yùn)輸荷載設(shè)計(jì)拼寬橋梁,以確保超限運(yùn)輸安全。

（2）利用原橋臺(tái)改拱式結(jié)構(gòu)為板式結(jié)構(gòu)對(duì)于跨徑石拱橋,由于拱圈厚度不能滿足超限運(yùn)輸要求或因地基較差發(fā)生不均勻沉降,致使拱圈開裂,降低承載能力,可采用此方法。

（3）下部結(jié)構(gòu)加固。①采用鋼筋混凝土框架加固橋臺(tái)設(shè)計(jì)。在應(yīng)用中,取消了鋼筋混凝土立柱,僅在橋臺(tái)上鑿出牛腿的位置,將橫系梁,支撐梁,牛腿一起現(xiàn)澆成平面支撐框架,這不僅減少了工作量,而且施工方便,采用這種方法加固的橋涵,經(jīng)過(guò)多次實(shí)施觀察,使用效果良好。②基礎(chǔ)加固。由于埋置深度較淺,易受河水沖刷而掏空,受河水改道沖刷橋梁引道,導(dǎo)致橋臺(tái)基礎(chǔ)沖空,引道被毀,橋梁地基局部軟弱,致使橋臺(tái)發(fā)生不均勻沉降,引起橋臺(tái)開裂等,針對(duì)以上病害,我們采取對(duì)河床用漿砌片石進(jìn)行角鋪砌,上游河床設(shè)置丁壩,打木樁打大橋臺(tái)基礎(chǔ)等方法進(jìn)行加固。

（4）橋面鋪裝層的加固。①重視橋面鋪裝上層的設(shè)計(jì)和選材。根據(jù)鋪裝上、下層的不同功能和受力狀態(tài)研究選擇合理的瀝青混合料組成,并進(jìn)一步解決鋪裝層與橋面板的粘結(jié)穩(wěn)定性等問(wèn)題。②橋面鋪裝層的加固施工。③清除或刨洗橋梁舊鋪裝層。④認(rèn)真清洗舊橋面。E、重鋪新橋面。

（5）公路舊橋的管理。①對(duì)于經(jīng)常過(guò)大件的路段,應(yīng)對(duì)改路段上的大小橋梁進(jìn)行重點(diǎn)檢查和管理,收集原始檔案材料,掌握基動(dòng)態(tài),針對(duì)基技術(shù)和承受能力編制相應(yīng)的加固處理方案,需要報(bào)批的及時(shí)按程序報(bào)批。②在施工中針對(duì)其技術(shù)嚴(yán)格按照業(yè)主已批準(zhǔn)的加固方案進(jìn)行施工,注意抓重點(diǎn),制約工程。③重視加固工程的原始資料的收集和整理工作,為今后的加固工程積累經(jīng)驗(yàn)。④充分調(diào)動(dòng)基礎(chǔ)單位的積極性,正確處理責(zé)、權(quán)、利的關(guān)系。

7 結(jié)束語(yǔ)

舊橋加固和拓寬,根本上是為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,但在加固和拓寬之前,必須有充分的調(diào)研,在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)優(yōu)化分析之后,進(jìn)行詳細(xì)的分析設(shè)計(jì),如地理?xiàng)l件,舊橋的相關(guān)因素,并根據(jù)這些而設(shè)計(jì)不同的拓寬和加固方法,保證新舊橋的安全穩(wěn)定作用。

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