舊橋病害原因分析及加固技術運用

崔景巖 ，許曉建

（1.中咨公路養(yǎng)護檢測技術有限公司，北京100089；2.中國公路工程咨詢集團有限公司，北京100089）

1 舊橋病害的產(chǎn)生原因

1.1 車輛超載

隨著我國經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展，各種建筑工程相繼涌現(xiàn)。建筑工程的發(fā)展必然離不開運輸行業(yè)的貢獻。在運輸行業(yè)中,超載現(xiàn)象非常嚴重，加之公路橋梁的使用年限較長，公路橋梁的承載力便會隨著使用年限的延長而降低，再加上大量的超載車輛帶來的荷載，致使公路橋梁的使用壽命等都在迅速縮短。

1.2 自然腐蝕

橋墩基礎通常埋藏較深，而被埋藏的部分橋墩與基礎時間長了會受到流水以及土壤的侵蝕等，長期的各種侵蝕會造成橋墩以及基礎結構中的鋼筋發(fā)生堿硅、銹蝕等腐蝕現(xiàn)象，進而導致內部結構損壞，橋墩會因承載力不足而產(chǎn)生裂紋，致使橋梁中混凝土的堿度也有效降低，而混凝土的堿度就如同橋梁的保護膜，當橋梁中混凝土的堿度被降低時，橋梁也便失去了保護膜，橋梁中的很多構造也逐漸被腐蝕，進而嚴重影響了橋梁的穩(wěn)定性以及安全性等。

1.3 混凝土構件的裂縫

橋梁建設中大部分的混凝土構件由于在施工過程中受到水泥質量、配比、氣溫等因素的影響，容易產(chǎn)生裂縫。橋梁裂縫根據(jù)成因分為荷載裂縫和非荷載裂縫。橋梁結構產(chǎn)生裂縫后，空氣中的二氧化碳和水分很容易通過裂縫侵入混凝土結構內容，從而腐蝕鋼筋，使混凝土保護層脫落，削減結構的承載力，對行車安全性極為不利。

2 舊橋加固的基本原則和特點

2.1 舊橋加固的基本原則

舊橋加固應遵循以下4 點原則：

1）舊橋的加固必須立足于舊橋的原始結構以及當下舊橋檢測報告的基礎，只有對舊橋進行較為全面的了解，才能真正保證加固技術的科學性、合理性以及實用性。

2）舊橋的加固不能破壞舊橋的原有結構，經(jīng)過加固后的舊橋的最薄弱截面應能以足夠的穩(wěn)定性、剛性等硬性條件承受荷載。

3）保證新結構與舊結構的結合面擁有較強的抗剪能力，進而促使新結構與舊結構的承載相同。

4）舊橋加固過程中還應遵循耐久性與小影響性原則，耐久性主要體現(xiàn)在結構的使用壽命上；而小影響性則體現(xiàn)在施工過程中對正常交通的影響。與此同時，舊橋加固施工工藝要盡可能的簡單與牢固。

2.2 舊橋加固的特點

由于舊橋加固工程是在原有結構的基礎上進行的，舊橋加固的方案設計、施工規(guī)劃、材料選用等都要不同程度地受到舊橋原始結構、原始材料以及周圍環(huán)境的影響，所以，舊橋加固具有局限性強的特點。局限性主要體現(xiàn)在施工空間的局限性以及使用空間的局限性，經(jīng)過加固后的舊橋不僅要保證橋上的正常通行，同時還要盡可能地減小因加固而對橋下正常通行的影響。除此之外，舊橋的局限性還體現(xiàn)在工程資料的局限性，有些舊橋由于施工年代較為久遠，很多資料都相對欠缺，針對此種情況，施工團隊需要根據(jù)實際情況進行相應的承載力試驗等，進而再選擇相應的加固方法。

3 舊橋加固技術的應用

3.1 截面加固法

截面加固法是一種較為傳統(tǒng)的加固方法，截面加固法施工工藝較為簡單，具有很強的適用性。截面加固法的施工原理主要是選擇與橋梁結構一樣或近似的施工材料將橋梁構件截面的尺寸加大，同時增加對橋梁配筋進的一種加固施工方法。截面加固法的使用需要具備一定的基礎條件，最主要的是橋梁的基礎結構較為穩(wěn)定，并且有足夠的承載力，可以承載結構加固后的自重，否則無法實現(xiàn)加固。若橋梁基礎結構不滿足以上要求，可以在實施截面加固法之前先對橋梁的基礎結構進行加固，再進行墩柱結構的加固。截面加固法適用于跨徑較小的板式橋或者T 梁橋的加固。

3.2 預應力加固法

預應力加固法的施工原理是利用鋼拉桿的外加預應力對結構的性能進行優(yōu)化。預應力加固法是使用較多的一種加固施工方法，具有非常多的優(yōu)勢：

1）可以有效節(jié)省工期；

2）預應力加固法的實施過程中對橋梁的正常交通影響較?。?/p>

3）促使舊橋的承載能力、抗彎承載力、抗剪能力、剛度等性能都有非常大的提高；

4）促使舊橋的結構應力水平等大幅度降低；

5）預應力筋不會直接暴露在外，而是隱藏在梁體中，不僅減少了舊橋的結構損傷，而且使橋梁更加美觀[1]。

3.3 改變結構受力體系加固法

改變結構受力體系加固法的原理是通過對舊橋結構受力體系的改變，促使橋梁的承載力能有效提高。改變結構受力體系加固法的具體施工操作大多是在橋下完成的，常見的施工方法有：

1）在橋梁下增加橋墩和支架的數(shù)量；

2）在橋梁下增加結合梁或鋼架等，減小橋梁的內應力。此施工方法的優(yōu)點是不影響橋上的正常交通，缺點是會影響橋下的交通，并且會占用橋下凈空。

3.4 粘貼 FRP 加固法

粘貼FRP（纖維增強復合材料）加固法的施工材料主要是具有高強度、高彈性模量的纖維性復合材料。具體的施工方法是在舊橋結構的表面部位粘貼浸漬樹脂或粘貼樹脂等，促使樹脂可以與舊橋結構共同受力。粘貼FRP 加固法的優(yōu)點是：

1）整段施工過程中具有高強、高效的特點；

2）設計性較強，對舊橋的外觀、結構等影響較?。?/p>

3）后期的養(yǎng)護費用、維修費用等都相對較少；

4）對橋梁結構的承重力、橋梁截面的尺寸等不會產(chǎn)生大的影響，同時，橋梁的凈空也不會發(fā)生改變。粘貼FRP 加固法普遍適用于鋼筋結構材質的中小型橋梁的修復[2]。

3.5 擴大基礎加固法

擴大基礎加固法的運用需要對舊橋的地基強度、地基變形等進行計算。擴大基礎加固法主要適用于橋梁樁基承載力不足、剛性實體式、樁基埋深較淺的橋梁。

3.6 增補樁基加固法

增補樁基加固法的施工原則是通過對樁基周圍增加預制樁或者鉆孔樁的數(shù)量的方法，提高結構的承載力以及樁基的穩(wěn)定性。增補樁基加固法多適用于樁基傾斜、樁基沉降、樁基埋深較淺、樁基下有軟弱層等橋梁的修復。

3.7 橋面補強加固法

具體施工方法是：

1）先將舊橋的橋面進行拉毛處理，再分別鑿掉舊橋的橋面以及橋面下的混凝土部分，直到橋面的鋼筋露出，整個橋面需保持粗糙狀，凹槽的深度保持在2 cm 為最佳。

2）對橋面進行清掃、沖洗等工作，與此同時，還要對橋面的病害處進行簡單處理，再將環(huán)氧膠液膠結劑或者雙組分界面劑等物質均勻地涂抹在經(jīng)過拉毛處理的鋼筋混凝土表面。

3）將螺桿或錨固鋼筋埋設在混凝土表面。鋼筋網(wǎng)的配置需要結合橋面的病害程度、橋面的抗病害要求等進行配置，所使用的鋼筋規(guī)格應要比原始的鋼筋規(guī)格略大一些。

4）進行混凝土補強層的澆筑。

4 結語

橋梁是交通設施建設過程中必不可少的工程。由于交通運輸業(yè)的發(fā)展，橋梁的損耗狀況也只會日益加重，因此，需要加強對橋梁的檢測及日常維護等。在此過程中，橋梁加固技術的應用非常重要，合適的橋梁加固技術可以有效延長橋梁的使用壽命，保障城市經(jīng)濟的發(fā)展以及市民出行的便捷性和安全性。