公路舊橋的加固方法與管理

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展,過去年代修建于各地城鎮(zhèn)和各級(jí)公路上的橋梁,負(fù)擔(dān)著十分沉重的交通荷載及繁重的交通量。當(dāng)時(shí)社會(huì)發(fā)展較緩，缺乏前瞻和預(yù)見，橋梁投入運(yùn)營使用之后，運(yùn)營管理的長期滯后，管養(yǎng)制度建設(shè)和隊(duì)伍建設(shè)長期被忽視，管養(yǎng)費(fèi)用被擠占、挪用，運(yùn)營車輛長期普遍超載和嚴(yán)重超載未得遏制，橋梁的技術(shù)狀態(tài)未得到及時(shí)、細(xì)致的觀測掌握。在寒冬酷暑、暴雨烈日、洪水沖刷、車船撞擊的多年影響下，使得為數(shù)眾多的農(nóng)用、公路及城市橋梁，發(fā)生了各種大大小小的病害，如橋面破損、欄桿斷裂、伸縮縫損壞、橋頭跳車、梁板或拱體裂縫、砼剝落、鋼筋鋼索銹蝕、鋼結(jié)構(gòu)裂紋銹爛、墩臺(tái)斷裂位移、擋墻傾斜錯(cuò)位、錐坡下挫坍塌、墩臺(tái)基底沖空、橋頭路基沖塌、河床護(hù)底沖翻以及河道被沖刷嚴(yán)重變遷而危及橋頭路基等，已經(jīng)破壞了橋梁的正常良好狀態(tài)。這種不良狀態(tài)，除將大大縮短橋梁的使用壽命之外，有的已經(jīng)威脅著過往人車的安全而成為危橋，成了政府、管理部門和人民群眾關(guān)注、耽心的大事。
這些橋梁具有荷載等級(jí)低、使用年限長的特點(diǎn)。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(tái)基礎(chǔ)外露、沖空,產(chǎn)生不均勻沉降,導(dǎo)致橋臺(tái)、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(tái)較高,受行車及臺(tái)后土壓力的作用,橋臺(tái)出現(xiàn)開裂、凸肚等病害;橋面混凝土鋪裝層由于使用時(shí)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(píng)定大多屬三類橋梁。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和重點(diǎn)工程的建設(shè),目前公路橋梁所承受的負(fù)荷有3個(gè)特點(diǎn):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(yùn)輸?shù)某霈F(xiàn)和增加。按現(xiàn)在橋梁和運(yùn)輸狀況,橋梁的承載能力和通過的車輛荷載是公路與運(yùn)輸?shù)拿苤弧?
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)。自1989年以來,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,在公路舊橋加固和管理方面取得一些經(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)的受噴面上，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：
1.4.1、需要破壞被加固的原結(jié)構(gòu)尺寸；
1.4.2、工工藝簡單，施工質(zhì)量較容易控制；
1.4.3、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)的周圍補(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。