喬 鈞

1 概述

公路橋梁是貫通公路的重要設(shè)施，也是確保公路暢通的咽喉。由于反復(fù)承受汽車(chē)荷載、環(huán)境因素和交通事故的侵害，再加上我市屬于資源型城市，交通量和大噸位車(chē)輛的不斷增長(zhǎng)，以及設(shè)計(jì)施工中遺留的某些缺陷，橋梁的質(zhì)量狀況會(huì)日漸惡化，耐久性下降。如果橋梁的缺損得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維修，將會(huì)逐漸喪失原有的通行能力，難以保證行車(chē)安全和公路暢通，因此，通過(guò)對(duì)原有橋梁進(jìn)行合理而有效的加固，來(lái)提高橋梁的整體承載力和通過(guò)能力，是公路養(yǎng)護(hù)管理部門(mén)目前和今后一段時(shí)間橋梁養(yǎng)護(hù)工作的重點(diǎn)。山西省公路局臨汾分局管養(yǎng)著國(guó)省道干線公路1 578 km，橋梁總數(shù)為373座，其中:石拱橋達(dá)193座，而這些中小石拱橋中68%以上的橋梁都是20世紀(jì)90年代以前修建的，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)低，承載能力不足，主拱圈、腹拱、橋臺(tái)出現(xiàn)不同程度的開(kāi)裂病害。

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，以公路為主的交通運(yùn)輸業(yè)，交通流量大，超載車(chē)輛增長(zhǎng)速度快。從我分局設(shè)置的三個(gè)超限檢測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)看，2010年共檢測(cè)800 900輛載重汽車(chē)，運(yùn)煤等大噸位車(chē)輛50 000輛，占6.2%，從這些數(shù)據(jù)表明，必須對(duì)破損嚴(yán)重的橋梁進(jìn)行加固處理，通過(guò)對(duì)橋梁構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)和改善結(jié)構(gòu)性能，達(dá)到恢復(fù)和提高橋梁承載能力、延長(zhǎng)使用壽命、適應(yīng)現(xiàn)代交通的目的。

2 橋梁檢查

橋梁檢查的目的在于，通過(guò)對(duì)橋梁的技術(shù)狀況及缺陷和損傷的性質(zhì)、部位、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢(shì)，弄清楚出現(xiàn)缺陷和損傷的主要原因，以便能分析和評(píng)價(jià)既存缺陷和損傷對(duì)橋梁質(zhì)量和使用承載能力的影響，并為橋梁維修和加固設(shè)計(jì)提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)和依據(jù)。因此，橋梁檢查是進(jìn)行橋梁養(yǎng)護(hù)、維修、加固的先導(dǎo)工作，是決定維修與加固方案可行和正確與否的可靠保證。它是橋梁評(píng)定、養(yǎng)護(hù)、維修與加固工作中不可缺少的重要組成部分。

橋檢可歸納為巡視檢查、日常檢查、定期檢查和特殊檢查四類(lèi)。

3 石拱橋加固遵循原則

對(duì)舊橋加固，應(yīng)針對(duì)橋梁狀況不同，采用不同方法，但各種加固方法需遵循以下原則:

1)盡可能減少對(duì)原橋結(jié)構(gòu)損傷;

2)技術(shù)可靠，能有效滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)耐久性要求;

3)施工操作方便、運(yùn)用設(shè)備簡(jiǎn)單;

4)材料用量少，費(fèi)用低;

5)養(yǎng)護(hù)工作量少，加固施工期間盡量不中斷交通。

4 石拱橋常用加固方法

石拱橋常見(jiàn)病害包括:主拱圈裂縫類(lèi)、側(cè)墻變形類(lèi)、基礎(chǔ)沖刷類(lèi)及承載力不足類(lèi)等。常用的加固改造辦法有以下幾種。

4.1 灌漿法修補(bǔ)裂縫類(lèi)病害

用水泥或化學(xué)材料等漿液注滿(mǎn)結(jié)構(gòu)內(nèi)部及封閉裂縫。目前公路養(yǎng)護(hù)部門(mén)經(jīng)常采用的是用壓漿機(jī)將水泥砂漿注入裂縫內(nèi)，將結(jié)構(gòu)內(nèi)部組織重新結(jié)合為整體，恢復(fù)應(yīng)有的強(qiáng)度、耐久性和抗?jié)B性的目的。

4.2 拱上側(cè)墻變形類(lèi)病害的修復(fù)處理

變形較大部分必須拆除重新修復(fù)。

4.3 基礎(chǔ)沖刷類(lèi)病害

發(fā)生基礎(chǔ)沖空，砌體開(kāi)裂時(shí)，應(yīng)及時(shí)維修。水深較淺的，對(duì)橋下河床做單層或雙層片石鋪砌，必要時(shí)可鋪設(shè)挑坎防護(hù);水深較深施工困難可采用沉石籠、拋石護(hù)基等方法;對(duì)流速過(guò)大沖刷嚴(yán)重的不通航小河，可在下游適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)修筑攔沙壩。

4.4 恢復(fù)承載力的加固方法

主要加固方法為內(nèi)襯拱加固，就是在拱圈下面采用內(nèi)襯一定厚度的鋼筋混凝土，一般厚度在20 cm～25 cm，板底厚40 cm左右，混凝土采用C30，通過(guò)植筋錨固，有效地保證新舊拱圈之間的連接，使新老結(jié)構(gòu)共同受力，進(jìn)而提高橋梁的整體承載力和通行能力，外形上就像是在原拱圈上套做了一個(gè)新拱圈。

5 加固工程實(shí)例

5.1 工程概況

本文介紹的石拱橋加固工程實(shí)例為福壽橋，該橋位于省道臨夏線K22+230處，為1-8.0 m石拱橋，1999年將該橋左側(cè)加寬至12 m，原橋?qū)? m，拱圈為磚拱，加寬部分為石拱。該橋橋長(zhǎng)為28.4 m，橋?qū)挒?2.0 m，矢跨比為1/3，下部為重力式橋臺(tái)，擴(kuò)大式基礎(chǔ)。

5.2 病害情況及原因分析

1)病害情況。

a.拱圈在前進(jìn)方向右側(cè)2 cm處有一道縱向裂縫(磚拱部分)，貫穿整個(gè)拱圈，縫寬在1 mm～6 mm之間;b.0號(hào)，1號(hào)橋臺(tái)均有裂縫并與拱圈裂縫貫通，距地面高0.5 m，每道縫長(zhǎng)2.5 m，縫寬最大為2 cm。

2)病害原因分析。

a.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及基底鉆孔分析，磚拱部分右側(cè)基底部分為土層，左側(cè)為巖層，由此造成不均勻沉降，導(dǎo)致拱圈開(kāi)裂。b.由橋臺(tái)側(cè)墻裂縫分析，該橋當(dāng)初施工時(shí)，未對(duì)基底巖層處理，從而形成一個(gè)向下的滑動(dòng)面，導(dǎo)致基底沉降。

5.3 加固設(shè)計(jì)及施工工序

1)對(duì)該橋橋臺(tái)及基礎(chǔ)壓注水泥砂漿進(jìn)行整體加固，用水泥砂漿將裂縫表面抹平，再通過(guò)鉆孔壓注水泥漿方式進(jìn)行封閉。

2)為加強(qiáng)橋臺(tái)整體性，防止橋臺(tái)繼續(xù)滑移，對(duì)橋臺(tái)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土錨索加固。

3)對(duì)該橋拱圈裂縫采用M15水泥砂漿進(jìn)行灌縫及封閉處理，同時(shí)進(jìn)行拱下套拱加固，使之形成封閉的整體。

具體做法:

準(zhǔn)備工作→開(kāi)挖基礎(chǔ)→基地砂礫墊層→底板→套拱墻身→套拱拱圈→八字墻→其他工程。

1)基礎(chǔ)開(kāi)挖。采用人工進(jìn)行開(kāi)挖基坑，最后再用人工進(jìn)行邊坡和基底修整。挖至標(biāo)高的土質(zhì)基坑應(yīng)及時(shí)檢查基坑尺寸、高程、基底承載力，符合要求后，應(yīng)立即進(jìn)行下道工序的施工。

2)模板支設(shè)。支架采用標(biāo)準(zhǔn)的鋼管支架，并具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。模板采用組合式鋼模板，鋼板內(nèi)表面光滑、平整。安裝時(shí)，模板與模板接縫處用海綿填塞，再用支架對(duì)模板進(jìn)行安裝固定。模板安裝好后，板面之間應(yīng)平整，接縫嚴(yán)密，不漏漿。在澆筑混凝土前，模板表面涂抹一層脫模劑。安裝完后應(yīng)對(duì)尺寸、節(jié)點(diǎn)、位置進(jìn)行檢查，合格后再進(jìn)行下道工序施工。

3)混凝土的澆筑?；炷涟韬蠎?yīng)采用廠內(nèi)拌合，在拌合前應(yīng)對(duì)配合比過(guò)磅計(jì)量。在拌合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)檢查混凝土是否拌合均勻、顏色一致，不得有離析和泌水現(xiàn)象，檢查坍落度是否符合要求。

混凝土運(yùn)輸采用攪拌運(yùn)輸車(chē)，其運(yùn)輸能力滿(mǎn)足混凝土連續(xù)澆筑能力。

澆筑混凝土，如厚度大于0.8 m，應(yīng)分層澆筑。

振搗使用插入式振搗器或平板振搗器，其移動(dòng)間距不得大于振搗器作用半徑的1.5倍，與模板保持50 mm～100 mm的距離，振搗時(shí)應(yīng)插入下層混凝土50 mm～100 mm，每一處振動(dòng)完畢后應(yīng)邊振邊徐徐提出振動(dòng)棒，應(yīng)避免振動(dòng)棒碰撞模板及其他預(yù)埋件，振動(dòng)每一個(gè)部位，混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，振動(dòng)該部位混凝土密實(shí)為止，應(yīng)連續(xù)澆筑不得間斷。

4)鋼筋制作及焊接。在場(chǎng)地鋼筋加工平臺(tái)上放出鋼筋骨架大樣，然后按照設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注的鋼筋尺寸下料。

鋼筋施工在底模制作完成后，在底模上用墨斗彈線標(biāo)出鋼筋的具體位置，采用就地綁扎、焊接，鋼筋下料嚴(yán)格執(zhí)行配料單，下料時(shí)必須按照施工圖紙進(jìn)行復(fù)核。

焊接時(shí)根據(jù)JTCG D62-2004公路鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范、JTJ 041-2000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范采用單面焊和雙面焊，焊接長(zhǎng)度滿(mǎn)足焊接質(zhì)量和幾何尺寸的要求。

5)施工要點(diǎn)。安裝完鋼筋后，澆筑混凝土?xí)r應(yīng)拱下套拱混凝土對(duì)稱(chēng)連續(xù)全斷面澆筑，或橫向分環(huán)對(duì)稱(chēng)澆筑，對(duì)稱(chēng)施工接縫應(yīng)認(rèn)真鑿毛對(duì)接。如本橋長(zhǎng)17.5 m，應(yīng)分成3段6 m，5.5 m，6 m，澆筑時(shí)從兩側(cè)起拱線對(duì)稱(chēng)向拱頂澆筑，分3班工人連續(xù)不間斷作業(yè)。

拱橋下部加固采用植筋錨固時(shí)，若橋梁錨固部位砌體有局部缺陷，應(yīng)先進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或加固處理再植筋，種植用鋼筋應(yīng)滿(mǎn)足材料中對(duì)普通鋼筋的要求，植筋采用符合橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范要求的A膠，采用橋梁錨固專(zhuān)用改性環(huán)氧膠粘劑、改性乙烯基酯膠粘劑或改性氨基甲酸酯膠粘劑，其安全性能指標(biāo)必須滿(mǎn)足橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范要求。植筋前對(duì)原橋進(jìn)行鉆孔，鉆孔選在砌體接縫處，鉆孔后需要對(duì)孔道進(jìn)行清洗，待孔道完全清洗干凈后方可進(jìn)行植筋，植筋完后待膠體固結(jié)后再進(jìn)行加寬側(cè)墻的砌筑。

6 結(jié)語(yǔ)

對(duì)拱圈采用拱下套拱加固技術(shù)是可行的，新澆套拱不僅有效加固了邊孔，還大大改善了全橋受力情況，有效地提高了橋梁的使用壽命，值得推廣應(yīng)用。

[1]楊文淵.橋梁維修與加固[M].北京:人民交通出版社，1997.

[2]申紅軍.20 m T異型組合梁橋加固設(shè)計(jì)與施工[J].山西建筑，2011，37(7):154-155.