淺談老橋加固維修技術(shù)

孫自永

【摘 要】近幾年，國家加大了橋梁的建設(shè)。隨著橋梁使用年限的增長以及橋梁負(fù)荷的日趨增大，我國很多橋梁均出現(xiàn)了破損，影響人們的出行安全，因此加強(qiáng)橋梁加固維修技術(shù)是非常有必要，基于此本文分析了橋梁加固的目的，論述了橋梁加固的常見方法及特點(diǎn)，給出了橋梁加固的方案選擇和加固效果評(píng)價(jià)，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了分析，以期提供一些借鑒。

【關(guān)鍵詞】橋梁加固；加固方法；加固方案；

引言：

加固效果橋梁是公路交通的咽喉，其使用功能的好壞直接影響整條線路的暢通，既有公路中由于受到當(dāng)時(shí)局限的設(shè)計(jì)、材料、施工加固等各方面的影響，嚴(yán)重制約了公路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，加上不能適應(yīng)現(xiàn)在交通量飛速增長，使得1日橋檢測(cè)和舊橋加固技術(shù)顯得非常迫切。

1、加固目的

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，交通運(yùn)輸量的迅速增長，截止至2000年，我國危橋總長已達(dá)2萬余延米。若將其拆除重建，不僅要耗費(fèi)大量資金，而且工期也較長；若有計(jì)劃、有步驟的對(duì)現(xiàn)有舊橋進(jìn)行加固改造，橋梁加固后?？梢匝娱L橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性，為國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此，加固設(shè)計(jì)必須本著“牢固可靠、簡便耐用、經(jīng)濟(jì)適用”的基本原則。

2、老橋加固維修技術(shù)

2.1、加固方法

加固，簡單來說，就是通過一定的措施使構(gòu)件乃至整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能得到提高，以滿足新的要求。老橋加固方法可綜合為以下幾類。

2.1.1、結(jié)構(gòu)性加固

體外預(yù)應(yīng)力加固法體外預(yù)應(yīng)力法的加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料。通過張拉對(duì)梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，在此偏心壓力作用下，使梁體發(fā)生上拱，抵消部分自重應(yīng)力，減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力，能夠較大幅度的提高結(jié)構(gòu)承載力。目前常用下攆式預(yù)應(yīng)力拉桿加固法和外部預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固法兩種。在合理安排施工流程的情況下，該方法可最大限度地減少對(duì)橋上交通的影響。甚至可以在有限開放交通的情況下組織施工，因此近年來國內(nèi)工程實(shí)例較多。在眾多方法中一般是公路部門的首選加固方法。粘貼鋼板或碳纖維（CrRP）tn固法粘貼鋼板加固法是采用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其它薄弱部位，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。碳纖維加固技術(shù)是近幾年內(nèi)才由國外引進(jìn)的一種新技術(shù)，因其強(qiáng)度高，耐腐蝕，且施工簡便等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中。然而，由于碳纖維本身的一些缺陷。如脆性、耐火性不好等使得這種材料的應(yīng)用受到限制。增大截面與配筋加固法增大截面與配筋加固法一般采用在梁底面或側(cè)面加大尺寸，增配主筋，以提高主粱截面的有效高度，從而達(dá)到提高橋梁承載能力的目的。然而，由于增大截面法在施工過程中全部的作業(yè)需在梁底進(jìn)行，施工難度較大且施工質(zhì)量難以控制，因此，盡管在某些情況下費(fèi)用并不太大，但以上因素制約了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用，一般用于T型截面梁的加固維修。改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法是通過改變橋梁結(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。這種技術(shù)具有提高結(jié)構(gòu)承載力，增大結(jié)構(gòu)剛度，減小撓度等優(yōu)點(diǎn)。但該加固方法施工改造時(shí)一般要涉及到橋面鋪裝的再處理，增加了改造費(fèi)用且加固效果受負(fù)彎矩區(qū)施工質(zhì)量的影響較大，目前極少單獨(dú)采用。

2.1.2、非結(jié)構(gòu)性加固

鋼纖維混凝土修復(fù)橋面鋪裝層對(duì)橋面鋪裝層的嚴(yán)重破損，可考慮采用鋼纖維混凝土修復(fù)。這種材質(zhì)高強(qiáng)度、抗裂能力強(qiáng)，抗沖擊耐磨耗等性能，可延長橋面的使用壽命，在不增加橋梁恒載的情況下，改善梁的結(jié)構(gòu)受力性能。伸縮縫的更新改造在橋梁維修中，以下幾種類型伸縮縫的使用是較成功的。SFP“三防”型伸縮縫在大型橋梁上的應(yīng)用情況良好；仿毛肋伸縮縫在大、中型橋梁的大量使用，效果明顯；TST、FG系列橋梁無縫伸縮縫，在中小行橋梁上也得到廣泛使用。

2.1.3、U型高橋臺(tái)加固

預(yù)應(yīng)力錨索框架法該加固法采取在U型橋臺(tái)前墻和兩側(cè)墻外加套4O厘米的鋼筋混凝土，并在兩側(cè)墻增設(shè)水平預(yù)應(yīng)力索對(duì)錨和前墻增設(shè)地錨的方案。該方案適用于不能中斷交通又無法架設(shè)便橋的高橋臺(tái)病害修復(fù)。錨桿配合鋼筋混凝土抱箍法該加固法采取臺(tái)腔與橋臺(tái)基礎(chǔ)持力層進(jìn)行壓漿固化，再打人錨桿與槽鋼抱箍，最后在u型橋臺(tái)前墻和兩側(cè)墻外加套25厘米的鋼筋混凝土，新舊墻體采用錨桿連接形成整體。該方案適用于地基承載力不足，且施工處理不到位，造成橋臺(tái)前墻下沉。

2.1.4、橋墩加固

橋梁下部結(jié)構(gòu)加固的主要目的是提高橋墩的整體承載能力。如橋墩發(fā)生了結(jié)構(gòu)性損傷，可以用外包混凝土、粘貼鋼板或碳纖維的方法進(jìn)行加固。但是對(duì)于實(shí)體橋墩等橫向剛度比較大的結(jié)構(gòu)，其狀態(tài)變化主要是由地基所引起，此時(shí)可重點(diǎn)從回填硬土或者對(duì)地基進(jìn)行注漿等方法提高其約束橋墩的能力，提高橋墩的整體承載能力。抬樁就是通常使用的一種有效的加固方法，即在舊樁的兩側(cè)各增設(shè)一根樁，并通過植筋擴(kuò)大承臺(tái)，共同受力。另一種樁基加固方法是鋼筋混凝土套箍。由于下部樁基施工等原因，造成樁基縮徑，采用的加固方法是清除樁體虛浮物，通過植筋后，外抱箍微膨脹混凝土。

2.2、加固方案選擇

加固方案與諸多因素有關(guān)，常考慮的主要因素：橋梁結(jié)構(gòu)型式；橋位地形、水文、自然狀況：橋梁現(xiàn)狀分析研究結(jié)論；施工技術(shù)水平；能否封閉交通；預(yù)期加固效果；資金投入量等。合理的加固方案是將上述加固方法優(yōu)化組合，體現(xiàn)出加固效果及經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：不同的加固方法有對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；加固后的橋梁結(jié)構(gòu)承載能力提高幅度受原結(jié)構(gòu)的制約，如原結(jié)構(gòu)配筋率、截面尺寸等，不可能無限制地提高承載能力；

2.3、加固效果評(píng)價(jià)

橋梁加固應(yīng)在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上形成專門規(guī)范，同時(shí)要重視對(duì)加固后的橋梁進(jìn)行檢測(cè)和觀察，以確定加固的效果。橋梁加固后的上部結(jié)構(gòu)通常是用靜載或動(dòng)載試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果與加固設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，來判斷橋梁加固成功與否。但對(duì)下部結(jié)構(gòu)而言，不方便進(jìn)行荷載試驗(yàn)，通過其頻率變化來定量評(píng)估橋墩的加固效果。橋梁的加固維修技術(shù)是最近興起的-fl新技術(shù)，為了指導(dǎo)橋梁加固技術(shù)的應(yīng)用。需提出一整套完整的實(shí)用性公路橋梁檢測(cè)、評(píng)定與加固成套的技術(shù)規(guī)范，為我國公路危舊橋的改造提供技術(shù)支持，確保危舊橋的改造工作科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)安全，使得橋梁加固做到“有法可依”。

3、大橋加固工程的應(yīng)用

3.1、工程概況

分離式左線在ZK4245+944.15處跨越呼圖壁河，利用原G312線上老橋跨越呼圖壁河，老橋?yàn)?0-25m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁（部分預(yù)應(yīng)力B類構(gòu)件），下部結(jié)構(gòu)為重力式橋墩，肋板式橋臺(tái)，擴(kuò)大基礎(chǔ)。老橋建于1993年并投入運(yùn)營，2003年對(duì)防撞護(hù)欄、伸縮縫及橋面鋪裝進(jìn)行改建。

3.2、施工方案應(yīng)用

為了確保橋面防水層施工順利進(jìn)行，確保防水層施工工程質(zhì)量和施工進(jìn)度，特?cái)M定以下施工方案：

（1）、橋面清理

a.在橋面混凝土鋪裝層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行施工作業(yè)；

b.可以采用機(jī)械清除和人工清除，將橋面混凝土鋪裝層表面浮漿打磨清理干凈；

c.吹風(fēng)機(jī)強(qiáng)風(fēng)祛除浮灰；

d.必要時(shí)采用高壓水沖洗。

（2）、橋面防水層施工

a.最低施工溫度5℃，嚴(yán)禁雨天作業(yè)；

b.盡量安排在無陽光強(qiáng)烈照射的早晚期間進(jìn)行施工，以使防水材料有充分的時(shí)間浸潤基層，滲透到基層毛細(xì)孔內(nèi)部增強(qiáng)粘接力；

c.根據(jù)施工作業(yè)面大小，采用機(jī)械噴涂或人工涂刷方式施工；

d.落水管和泄水孔等部位特殊處理。

（3）、施工層保護(hù)：

a.一般情況下防水層固化成型保護(hù)期為冬季3天，夏季1天。

b.在特殊情況下，若當(dāng)?shù)貧鉁貤l件合適，當(dāng)防水層在10-12小時(shí)內(nèi)表面失粘后，可允許施工車輛在防水層上進(jìn)行瀝青混凝土路面施工作業(yè)；

c.嚴(yán)禁車輛無序進(jìn)入作業(yè)面，并轉(zhuǎn)彎掉頭或急剎車。

（4）、質(zhì)量控制及檢驗(yàn)

1）、防水層原材料質(zhì)量檢驗(yàn)

材料質(zhì)量檢驗(yàn)必須符合防水層涂料質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并提供出廠合格證。

2）防水層施工過程中的質(zhì)量檢驗(yàn)

①防水層施工過程中要進(jìn)行自檢，隨時(shí)進(jìn)行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)涂刷達(dá)不到要求時(shí)，立即停止施工，找出原因，修補(bǔ)合格后恢復(fù)施工，并做好施工記錄。

②檢查防水層有無破損、滑移、起泡、皺折、流淌、堆積現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即修補(bǔ)合格，并找出原因，采取措施后再進(jìn)行施工。

3）、防水層施工質(zhì)量控制

①防水層施工一般應(yīng)在不低于5。c氣溫下進(jìn)行，雨天及五級(jí)風(fēng)以上均不得施工。

②防水層施工完成后，應(yīng)采取保護(hù)措施，不得再鑿眼、打洞，防止破壞防水層。施工完畢后應(yīng)及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)。

③操作人員規(guī)范作業(yè)，防水層未固化前，不能讓行人在上面騎車、踩踏，在實(shí)干后，應(yīng)盡量控制機(jī)動(dòng)車輛運(yùn)行，同時(shí)嚴(yán)禁在防水層表面剎車、調(diào)頭等。

結(jié)束語：

加強(qiáng)老橋加固維修技術(shù)的研究非常有必要，并且采取有效措施進(jìn)行控制，從而延長橋梁使用年限，需要引起我們的重視。

參考文獻(xiàn)：

【1】《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》（CECS25：90）中國計(jì)劃出版社。1992.

【2】《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS146：）中國計(jì)劃出版社，2003.

【3】《結(jié)構(gòu)可靠性鑒定與加固技術(shù)》中國水利水電出版社.2002.