公路舊橋的加固技術(shù)

張遠(yuǎn)航

摘要：本文根據(jù)近年對(duì)超限運(yùn)輸橋梁及大中型橋梁的加固實(shí)踐，介紹公路舊橋各組成部分的加固方法。

關(guān)鍵詞：舊橋；加固

舊橋加固，提高舊橋的承載能力，確保交通運(yùn)輸?shù)陌踩悄壳昂徒窈竺媾R的任務(wù)。我單位多次完成超限運(yùn)輸舊橋加固及大中型危橋的維修加固監(jiān)理工作，在公路舊橋加固方面取得一些經(jīng)驗(yàn)，本文按橋梁的組成部分介紹橋梁的加固方法。

1 舊橋上部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

1.1 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。

1.2 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)，通常采用增大構(gòu)件截面、增大配筋、提高配筋率的加固方法，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。

1.3 錨噴砼加固法借助高速噴射機(jī)械，將新砼混合料連續(xù)的噴射到已錨固好鋼筋網(wǎng)的受?chē)娒嫔?，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。

1.4 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)，梁板橋的主梁會(huì)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。這種加固方法的特點(diǎn)是：

需要破壞被加固的原結(jié)構(gòu)尺寸；工工藝簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量較容易控制；施工工期短。

1.5 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。

為保證新舊砼能夠共同作用，必須注意做好新舊梁之間的橫向連接。

1.6 拱圈增設(shè)套拱加固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，澆注或錨噴混凝土新拱圈，外形上就像是在原拱圈下套做了一個(gè)新拱圈。

2 舊橋下部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

2.1 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)又是磚石或砼剛性實(shí)體式基礎(chǔ)時(shí)的情況。擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強(qiáng)度驗(yàn)算確定。

2.2 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?chē)a(bǔ)加鉆孔樁等，以此提高基礎(chǔ)的承載力，增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

2.3 鋼筋砼套箍或護(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(kāi)裂時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)貫通裂縫，可采用鋼筋砼圍帶或鋼箍進(jìn)行加固。

2.4 橋臺(tái)新建輔助擋土墻加固法由于橋臺(tái)臺(tái)背水平土壓力過(guò)大，引起橋臺(tái)傾斜，應(yīng)在臺(tái)背之后加建一擋墻，以抵御過(guò)大的土壓力。

2.5 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。

3 舊橋加固的常用方法

3.1 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(shù)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。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(lái)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(shù)脂漿、環(huán)氧樹(shù)脂砂漿等，具體采用哪一種，應(yīng)視實(shí)際情況而定。通常水泥（砂）漿用于石砌墩、臺(tái)和拱圈裂縫，由裂縫的大小來(lái)決定灌漿中是否摻砂，采用水泥（砂）漿造價(jià)低、效果好。環(huán)氧樹(shù)脂漿一般用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物，因?yàn)殇摻罨炷翗?gòu)件產(chǎn)生的裂縫較小，易灌滿，粘結(jié)性好；環(huán)氧樹(shù)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(shí)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0.6～1.0m，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(shù)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(guò)試載及使用觀察，效果較好。

3.2 上部結(jié)構(gòu)加固上部結(jié)構(gòu)加固改建在調(diào)查研究舊橋的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)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(tái)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(yùn)輸要求。

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。

利用原橋臺(tái)改拱式結(jié)構(gòu)為板式結(jié)構(gòu)對(duì)于小跨徑石拱橋，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(kāi)裂，降低承載能力，可采用此辦法。

采用以上兩種方法加固的橋涵，通過(guò)試載及重車(chē)通行，經(jīng)觀察加固效果較好。

3.3 舊橋下部結(jié)構(gòu)加固橋臺(tái)特別是高度較大的橋臺(tái)，受行車(chē)荷載和土壓力作用，常見(jiàn)病害有橋臺(tái)開(kāi)裂、凸肚，翼墻外崩、開(kāi)裂、錯(cuò)位等。對(duì)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。由于橋臺(tái)太高，且位于長(zhǎng)距離的高路堤縱坡上（橋面縱坡達(dá)5.5%），在行車(chē)和土壓力的共同作用下，使兩岸橋臺(tái)和靠那發(fā)岸拱腳開(kāi)裂。

3.3.1 采用鋼筋混凝土框架加固橋臺(tái)。

設(shè)計(jì)的基本假設(shè)：鑒于尚在維持正常的交通運(yùn)輸?shù)臉?，臺(tái)背填土破壞棱體引起的主動(dòng)土壓力由原橋臺(tái)承擔(dān)，框架結(jié)構(gòu)僅承受在破壞棱體范圍內(nèi)布置超重車(chē)所引起的主動(dòng)土壓力。在后來(lái)的應(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)多次實(shí)地觀察，使用效果良好。

3.3.2 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(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(kāi)裂等。針對(duì)以上病害，我們采取對(duì)河床用漿砌片石進(jìn)行鋪砌，上游河床設(shè)置丁壩，打木樁擴(kuò)大橋臺(tái)基礎(chǔ)等方法進(jìn)行加固。

防治橋臺(tái)基礎(chǔ)沖刷對(duì)于跨徑較小的橋梁，由于河水改道，洪水直接沖刷橋臺(tái)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(hào)片石混凝土的方法進(jìn)行加固，鋪砌厚度為30cm，鋪砌兩端設(shè)置截水墻，截水墻的深度為1m，寬度為0.6m.對(duì)于橋梁上游河床變遷、水流改道，洪水直接沖刷橋臺(tái)基礎(chǔ)和橋臺(tái)引道，導(dǎo)致橋臺(tái)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。

擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法：采用擴(kuò)大基礎(chǔ)進(jìn)行加固，具體做法：挖除橋臺(tái)前的淤泥，深度與原基礎(chǔ)高度相同；在基底打入4m長(zhǎng)的木樁，木樁按梅花型布置；在木樁頂鋪墊25cm厚的碎石；澆筑混凝土基礎(chǔ)，新舊基礎(chǔ)間采用錨固鋼筋聯(lián)系，使其共同受力。

挖除橋臺(tái)前的淤泥，深度與原基礎(chǔ)高度相同；在基底打入4m長(zhǎng)的木樁，木樁按梅花型布置；在木樁頂鋪墊25cm厚的碎石；澆筑混凝土基礎(chǔ)，新舊基礎(chǔ)間采用錨固鋼筋聯(lián)系，使其共同受力。

參考文獻(xiàn)

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