余永紅,趙曼秀

摘要:橋梁是公路的重要組成部分,隨著交通量、行車密度及車輛載重越來越大,一些公路橋梁耐久性差、年久老化,威脅到過往人車的安全,可見,公路橋梁的維修與加固工作已經(jīng)顯得尤為重要。橋梁加固后,可以延長橋梁的使用壽命,滿足交通量的需求,緩和橋梁投資的集中性。文章就此探討了橋梁加固的意義和橋梁加固的方法,僅供參考。

關(guān)鍵詞:公路橋梁;橋梁加固;加固設(shè)計;加固施工

中圖分類號:U445文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)24-0144-02

橋梁是公路的重要組成部分,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,交通量增大,行車密度及車輛載重越來越大,尤其是拖掛運輸、集裝箱運輸、個體戶載重貨物運輸?shù)戎匦蛙囕v日益巨增,特種工程車如礦山運載車、大型平板車亦不時出現(xiàn),使公路橋梁載重等級發(fā)生了變化。一些公路橋梁耐久性差、年久老化,如磚拱橋等;一些公路橋梁由于早年設(shè)計的指導(dǎo)思想注重于節(jié)省材料,致使斷面單薄,安全度低,如雙曲拱等;一些近年修建的橋梁,因設(shè)計失當(dāng)或者施工質(zhì)量差,破損現(xiàn)象日趨嚴重。這些橋梁一旦出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞,將直接造成整條路線的運輸堵塞或中斷,甚至威脅到過往人車的安全,可見,公路橋梁的維修與加固工作已經(jīng)顯得尤為重要。橋梁加固后,可以延長橋梁的使用壽命,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。

一、橋梁加固的原因

(一)加固目的

1.增加橋面寬度,提高交通運行能力。

2.提高技術(shù)等級,增加橋梁的承載能力,滿足現(xiàn)代化運輸?shù)囊?特別是大型重型車的與日俱增,對于提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和承載力,在舊橋加固與維修中成為首要考慮的因素。

(二)加固原因

1.設(shè)計方面。橋面板板端剛度不足;伸縮縫裝置本身剛度不足;伸縮裝置錨固構(gòu)件強度不足;過大的伸縮量;后澆筑填料選擇有誤; 伸縮量計算有誤等。

2.施工方面。橋面板間伸縮間距的施工誤差;后澆筑料的管理不良;伸縮裝置安裝的不好;橋面板澆筑不良;支承臺做的不好等。

3.其他因素。車輛荷載及頻率加大;橋面板老化;后澆筑填料老化;橋頭前后橋面凸凹不平;橋面清掃不徹底;支座、橋墩異常;災(zāi)害事態(tài)發(fā)生。

二、橋梁加固中存在的問題

(一)加固施工難度大

已通車的橋梁有現(xiàn)實的交通需要,因為要在不中斷交通的情況下進行加固,所以加固時有交通干擾;加固的原則一般必須利用原有結(jié)構(gòu)進行,只能在原有結(jié)構(gòu)上做文章,所以有結(jié)構(gòu)形式的限制;凡是要加固的橋梁,多半是危橋,結(jié)構(gòu)已處在不利狀態(tài),有的還岌岌可危,施工中對舊橋有的缺乏原有的設(shè)計資料和施工記錄,結(jié)構(gòu)內(nèi)部情況不詳,現(xiàn)有的受力情況不一樣,很難確定其結(jié)構(gòu)極限,這給舊橋的加固帶來了風(fēng)險:在新老結(jié)構(gòu)的結(jié)合處,包含新老結(jié)構(gòu)體系的變化和過渡,因此存在著一定的難度。

(二)加固測量工作難度大

檢測工作除了要求檢測人員要具備深厚的橋梁專業(yè)理論知識,還要有一定的專業(yè)檢測工具及儀器。

(三)加固設(shè)計的技術(shù)要求高

由于舊橋加固方案的設(shè)計,工作量大,收費低,一般大的設(shè)計單位不愿意承擔(dān)這樣的設(shè)計任務(wù),業(yè)主單位通常也更愿意廢棄舊橋另修新橋。 加固設(shè)計需要良好的橋梁理論水平和力學(xué)基礎(chǔ)知識,確定加固方案時要能正確分析和判斷舊橋的安危程度,及其結(jié)構(gòu)狀態(tài)和內(nèi)力大小程度,這就需要一定的力學(xué)試驗以作結(jié)構(gòu)分析的支撐。因此,在加固方案的設(shè)計和處理方面,要有一定施工經(jīng)驗的專業(yè)隊伍,才能保證在做預(yù)算時,計算出相應(yīng)的定額,把握好工、料、機的消耗,控制好新型材料選用的價格。

三、橋梁的加固

橋梁經(jīng)過技術(shù)狀況評定及承載能力鑒定,確認經(jīng)過加固才能滿足結(jié)構(gòu)安全和正常使用要求的,必須進行加固,加固時應(yīng)盡可能不損傷原結(jié)構(gòu),避免不必要的拆除及更換,防止加固中造成新的結(jié)構(gòu)損傷和病害,而因特殊環(huán)境(高溫、凍融、腐蝕等)造成的橋梁結(jié)構(gòu)病害,加固設(shè)計應(yīng)采用針對性的處置措施。

(一)橋梁檢查

為了解橋梁的實際狀況,及時發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的病害,就必須對橋梁進行檢查。橋梁結(jié)構(gòu)的檢查是保證橋梁正常使用、進行維修加固的重要依據(jù)。檢查橋梁結(jié)構(gòu)的目的在于隨時掌握結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況和安全狀態(tài),總結(jié)設(shè)計、施工、使用和維修的經(jīng)驗和教訓(xùn),檢定現(xiàn)有橋梁的承載能力和通行能力,指導(dǎo)對橋梁的正確使用、管理與維修等。通過檢查,還可了解橋梁實際受力狀態(tài),判斷結(jié)構(gòu)的安全承載能力和使用條件。對橋梁進行檢查,必須配備必要的檢查人員,這些人員中的一部分,應(yīng)當(dāng)具備橋梁專業(yè)知識、有一定的實踐經(jīng)驗,并對管轄范圍的橋梁的病害歷史有所了解和記憶(這就需要有精干的常規(guī)維修隊伍,而不是臨時拼湊的人員),也必須在橋梁上安設(shè)固定及活動的檢查設(shè)備,檢查人員還應(yīng)當(dāng)攜帶必要的觀察儀表。橋梁檢查的種類分為經(jīng)常性檢查、定期檢查和特殊檢查三種。

(二)橋梁的一般加固方法

1.塞縫的灌漿。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。

2.上部結(jié)構(gòu)的改建。充分利用原橋進行拼寬,利用橋臺拱式結(jié)構(gòu)改為板式結(jié)構(gòu)的加固方法。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。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,可采用此方法。

3.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,采用在橋跨內(nèi)加鋼筋混凝土框架進行加固。

4.基礎(chǔ)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號片時混凝土的方法進行加固,鋪砌厚度為3 0 cm,鋪砌兩端設(shè)置截水墻,截水墻的深度為1m,寬度為0.6m,采用該法可加固橋涵數(shù)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。

5.橋面鋪裝層的加固。橋面鋪裝層開裂或剝離等病害,對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)生振動,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)的前提下采用加鋪瀝青碎石頭層的方案。

四、結(jié)語

在舊橋加固改造中,應(yīng)依據(jù)所要加固橋梁的自身情況,充分考慮各種因素,因地制宜,因橋而定。無論采用何種方法,加固后均要滿足加固的目的和意圖,同時應(yīng)考慮合理的經(jīng)濟造價?？偨Y(jié)經(jīng)驗,推廣加固技術(shù),使舊橋盡可能發(fā)揮作用,讓有限的資金發(fā)揮更大的效益,使橋梁建設(shè)真正步入“建養(yǎng)并重”的可持續(xù)發(fā)展道路。為確保公路運輸?shù)陌踩?應(yīng)充分重視公路舊橋的管理工作,使其保持良好的工作狀態(tài)。

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