公路舊橋加固與管理方法淺析

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河南省鶴壁市的公路舊橋一般都具有一個通性:荷載等級低、使用年限長的特點。從技術(shù)資料分析,大多數(shù)橋梁是三不知:①不知基底地質(zhì);②不知基礎(chǔ)深度;③不知隱蔽部分的尺寸。從橋梁技術(shù)狀況分析,由于河床屢遭洪水沖刷,河床底部加深,橋梁墩臺基礎(chǔ)外露、沖空,產(chǎn)生不均勻沉降,導(dǎo)致橋臺、拱圈產(chǎn)生附加應(yīng)力而出現(xiàn)開裂,有的甚至出現(xiàn)開合現(xiàn)象;有的橋梁由于橋臺較高,受行車及臺后土壓力的作用,橋臺出現(xiàn)開裂、凸肚等病害;橋面混凝土鋪裝層由于使用時間長加之重車作用,導(dǎo)致開裂、剝落等病害。按橋梁技術(shù)狀況來評定大多屬三類橋梁。隨著鶴壁市國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市重點工程的建設(shè),目前鶴壁市的公路橋梁所承受的負(fù)荷主要有3個特點:

　　①交通量不斷增大;②重型車輛增加及超載現(xiàn)象嚴(yán)重;③超限運輸?shù)某霈F(xiàn)和增加。按現(xiàn)在橋梁和運輸狀況,橋梁的承載能力和通過的車輛荷載是公路與運輸?shù)拿苤弧Ｅf橋加固,提高舊橋的承載能力,確保交通運輸?shù)陌踩悄壳昂徒窈竺媾R的任務(wù)。本文按橋梁的組成部分介紹橋梁的加固方法。

　　一、塞縫灌漿

　　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(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。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6-8mm的灌漿孔,孔距視裂縫寬度而定,縫寬處孔距為0.6-1.0 m,縫小處孔距為0.4-0.6m。待勾縫砂漿達(dá)到一定強(qiáng)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0.25-0.30m,灌漿方法與灌水泥漿大致相同。在公路舊橋加固中,塞縫灌漿是綜合處治的方法之一,用得比較普遍,通過試載及使用觀察,效果較好。

　　二、上部結(jié)構(gòu)改建

　　在調(diào)查研究舊橋的基礎(chǔ)上,經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較,采用充分利用原橋進(jìn)行拼寬,利用橋臺將拱式結(jié)構(gòu)改為板式結(jié)構(gòu)的加固方法,使其滿足超限運輸要求。

　　(一)拼寬原橋

　　對驗算不能滿足超限運輸要求的舊橋,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后,按實際通過的超限運輸荷載設(shè)計拼寬橋梁,以確保超限運輸安全。

　　(二)利用原橋臺改拱式結(jié)構(gòu)為板式結(jié)構(gòu)

　　對于小跨徑石拱橋,由于拱圈厚度不能滿足超限運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,可采用此辦法。

　　三、舊橋下部結(jié)構(gòu)加固

　　橋臺特別是高度較大的橋臺,受行車荷載和土壓力作用,常見病害有橋臺開裂、凸肚,翼墻外崩、開裂、錯位等。對于跨徑較小,水流不大的石拱橋,我們采用在橋跨內(nèi)加鋼筋混凝土框架進(jìn)行加固。

　　四、舊橋基礎(chǔ)加固

　　橋梁基礎(chǔ)特別是天然地基上的淺基礎(chǔ),由于埋置深度較淺,易受河水沖刷而淘空。受河水改道沖刷橋梁引道,導(dǎo)致橋臺基礎(chǔ)沖空,引道被毀。橋梁地基局部軟弱,致使橋臺發(fā)生不均勻沉降,引起橋臺開裂等。針對以上病害,我們采取對河床用漿砌片石進(jìn)行鋪砌,上游河床設(shè)置丁壩,打木樁擴(kuò)大橋臺基礎(chǔ)等方法進(jìn)行加固。

　　對于跨徑較小的橋梁,由于河水改道,洪水直接沖刷橋臺基礎(chǔ),導(dǎo)致基礎(chǔ)沖空甚至掉腳,可采取在橋跨范圍內(nèi)滿鋪15號片石混凝土的方法進(jìn)行加固,鋪砌厚度為30 cm,鋪砌兩端設(shè)置截水墻,截水墻的深度為1m,寬度為0.6m。采用該法共加固橋涵8座。對于橋梁上游河床變遷、水流改道,洪水直接沖刷橋臺基礎(chǔ)和橋臺引道,導(dǎo)致橋臺基礎(chǔ)沖空、引道被毀的橋梁,采取在橋梁上游適當(dāng)位置設(shè)置丁壩等調(diào)治構(gòu)造物,將河水導(dǎo)入主河道。

　　五、橋面鋪裝層的加固

　　橋面鋪裝層開裂或剝離等病害,對于鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕,減弱橋梁的橫向整體性;對于石拱橋,由于橋面雨水下滲,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出現(xiàn)滲水現(xiàn)象等;同時由于橋面鋪裝層的破損,引起橋面平整度差,車輛通行時,使橋梁產(chǎn)生震動,對橋梁產(chǎn)生不利影響,同時又加重了橋面鋪裝層的病害。根據(jù)橋梁的具體情況,采用不同的加固方法,對于使用年限長、破損嚴(yán)重的采用拆除、修復(fù)的加固方案。而對于病害較輕,使用年限短,且混凝土強(qiáng)度仍符合設(shè)計要求的則先處治病害,在不降低設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。

　　六、公路舊橋的管理

　　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,是公路管理部門的一項主要任務(wù)。對于舊橋的超限運輸管理工作具有工期短、要求高、工程量較小、前期工作量大等特點,公路超限運輸一般是為國家或省的重點建設(shè)工程服務(wù),我們的經(jīng)驗是:

　　對于經(jīng)常過大件的路段,橋梁進(jìn)行重點檢查和管理,收集原始檔案材料,掌握其動態(tài);在施工中注意抓重點、制約工程;重視加固工程中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;充分調(diào)動基層單位的積極性,正確處理責(zé)、權(quán)、利的關(guān)系。

　　筆者認(rèn)為公路舊橋的維修加固同樣屬于橋梁工程,不能重建輕養(yǎng),舊橋的加固比新建還難,因為舊橋的維修加固,沒有現(xiàn)成的規(guī)范,更沒有可供使用的標(biāo)準(zhǔn)圖,橋梁的病害又錯綜復(fù)雜,病害原因難以確定,因此,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),確保公路運輸?shù)陌踩?/p>

　　目前制約舊橋加固工作的主要因素是資金問題,在養(yǎng)路資金緊缺的情況下,投入到舊橋加固上的資金更加有限,為此建議采用以下辦法逐步解決:(1)公路局應(yīng)加大對大中型橋梁加固資金的投入,并將屬于危橋的小橋納入這個范圍,集中資金重點解決危橋的加固;(2)對于橋梁的小修保養(yǎng),應(yīng)納入公路小修保養(yǎng)議標(biāo)中,特別是實行養(yǎng)路工程費制后,可將各縣(區(qū))局管養(yǎng)的橋梁編入小修保養(yǎng)工程量清單內(nèi),對道班不能承擔(dān)的項目可安排有專業(yè)資質(zhì)的工程隊施工,公路局加強(qiáng)檢查和考核。