農(nóng)村公路簡支梁加固措施分析

戴衛(wèi)榮

（普安縣交通局路橋勘察設(shè)計(jì)室，貴州 普安 561500）

1 引言

近年來,我國交通運(yùn)輸業(yè)得到了長足的發(fā)展,但由于車輛超限超載現(xiàn)象十分嚴(yán)重,致使公路橋梁特別是農(nóng)村公路橋梁很容易被破壞。該縣農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)里程約2632km,橋梁387座,大部分建造于20世紀(jì)80年代之前。調(diào)查顯示,由于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá),橋梁建設(shè)投入的資金較少以及施工質(zhì)量欠缺,使許多橋梁發(fā)生了大大小小的各種病害,如橋面破損、欄桿斷裂、伸縮縫損壞、鋼筋鋼索銹蝕、鋼結(jié)構(gòu)裂紋銹爛、墩臺斷裂位移、擋墻傾斜錯(cuò)位、錐坡下挫坍塌、墩臺基底沖空、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。目前,存在嚴(yán)重安全隱患、被評定為4類和5類的危橋達(dá)65座,占橋梁總數(shù)的17%。這些危橋嚴(yán)重影響著農(nóng)村公路的使用安全,但又不可能全部拆除重建。

2 簡支梁橋的加固措施

2.1 空心板橋

2.1.1 對于個(gè)別板斷裂的空心板橋,根據(jù)具體情況,可采取更換預(yù)制板或就地支?，F(xiàn)澆空心板的方法。在條件允許的情況下,建議采取就地現(xiàn)澆的方法?，F(xiàn)澆施工時(shí)由于不能使用氣囊,建議采用PVC管代替?？h道X101線橋即采取此辦法,其優(yōu)點(diǎn)是不需另建預(yù)制場,還可以縮短工期,PVC管作為空心板內(nèi)模不易變形走模。

2.1.2 對于空心板完好,但其撓度較大、滲水嚴(yán)重、企口縫損壞或呈單板受力狀態(tài)的橋梁,主要應(yīng)先處理企口縫,加強(qiáng)板的原有預(yù)留鋼筋的橫向連接。如果預(yù)留鋼筋缺損,可采取在原板上鉆孔補(bǔ)植鋼筋的方法,以加強(qiáng)預(yù)制空心板的橫向聯(lián)系。重做混凝土橋面鋪裝層要進(jìn)行恒載計(jì)算,條件允許時(shí)可采用12～18cm厚的Φ12mm雙層焊接鋼筋網(wǎng)混凝土。

2.1.3 對于個(gè)別空心板頂面因混凝土保護(hù)層薄而產(chǎn)生空洞、剝落、酥裂時(shí),可將空洞周圍松動(dòng)的混凝土鑿除,清除鋼筋銹蝕,然后在空洞處吊支模板與橋面鋪裝層一次性澆注混凝土。

2.2 實(shí)心板

2.2.1 當(dāng)現(xiàn)澆實(shí)心板縫寬超過《公路橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī)范》的限值時(shí),應(yīng)采用壓力灌漿法灌注環(huán)氧樹脂膠或其他灌縫材料?？p寬較大時(shí)應(yīng)加強(qiáng)觀察,必要時(shí)可拆除重建;若縫寬在限值內(nèi),要清理干凈板底面,涂刷環(huán)氧樹脂進(jìn)行封閉處理,并繼續(xù)對裂縫進(jìn)行觀察。

2.2.2 對于板底面有混凝土剝落、露筋的,應(yīng)將松動(dòng)的混凝土保護(hù)層鑿除,并清除鋼筋銹跡,然后修復(fù)保護(hù)層。損壞面積不大時(shí),可采用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補(bǔ);損壞面積較大時(shí),采用噴射高強(qiáng)度水泥砂漿的方法修補(bǔ)。

2.2.3 對于板底面有蜂窩、麻面、表面風(fēng)化、剝落等現(xiàn)象時(shí),應(yīng)將松動(dòng)部分清除,再用高強(qiáng)度的混凝土、水泥砂漿或其他材料進(jìn)行修補(bǔ)。新修補(bǔ)的混凝土要密實(shí),與原結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合牢固、表面平整,而且必須進(jìn)行養(yǎng)生。

3 石拱橋的加固措施

3.1 拱腹襯砌法

這種方法主要適用于不便中斷交通、橋下通航不受限制、橋墩臺完好,只是拱圈由于受抗彎強(qiáng)度不夠引起開裂且裂縫超過限值的情況,可采取在原拱圈下增設(shè)拱圈的方法進(jìn)行加固。

3.2 拱背加固法

當(dāng)拱下凈空受限制,拱圈因抗剪強(qiáng)度不夠而開裂,或因拱圈強(qiáng)度不夠引起劈裂或壓碎時(shí),可考慮挖除原拱圈上部的填土,采用植筋法植入鋼筋并布設(shè)鋼筋網(wǎng),再整體現(xiàn)澆混凝土拱圈。對于拱橋拱圈裂縫已長時(shí)間存在且無發(fā)展的,應(yīng)在縫隙處垂直粘貼脆性薄紙條,以便于觀察。

3.3 局部結(jié)構(gòu)改造

有些石橋由于填土太高或拱圈已經(jīng)開裂,拱圈已沒有使用價(jià)值,而橋臺仍完好,可采取拆除拱上側(cè)墻和填土,加高原有橋臺,利用裸拱作支架,現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。或者拆除橋的上部結(jié)構(gòu),利用或加固原有橋墩臺,將上部結(jié)構(gòu)改造成梁橋,但這種方案造價(jià)較高。

4 T形梁橋的加固措施

4.1 對于非預(yù)應(yīng)力的T形梁橋,大多是梁肋側(cè)面有豎向細(xì)微裂縫,可采用貼碳纖維布的方法進(jìn)行加固。碳纖維布具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異的物理力學(xué)性能,而且施工便捷,是加固補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的理想材料。將碳纖維布粘貼至混凝土結(jié)構(gòu)表面,可對其進(jìn)行受彎、受剪、剛度和抗震等加固,同時(shí)也可以提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。相對于傳統(tǒng)的加固方法而言,采用碳纖維布加固對原有結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布改變最小,可保證在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力。碳纖維布加固雖然不能阻止混凝土的開裂,但對裂縫寬度有一定的控制,使裂縫寬度和間距明顯變小,裂縫變細(xì)、變密、變短。在正常使用條件下,裂縫寬度可控制在0.2mm以內(nèi),從而提高混凝土的耐腐蝕性。

4.2 當(dāng)T形梁橋梁肋裂縫較大時(shí),可采用體外預(yù)應(yīng)力的辦法進(jìn)行加固。

4.3 對于橫隔板連接鋼板斷裂、混凝土脫落的,首先應(yīng)進(jìn)行除銹,清除松動(dòng)的混凝土,重新更換連接鋼筋,完成補(bǔ)焊后,用環(huán)氧樹脂砂漿抹面。從目前的使用效果來看,T形梁橋的病害最少,而且比較容易維修加固。

5 下部構(gòu)造的加固措施

5.1 農(nóng)村橋梁的主要跨越物為溝壑或季節(jié)性河流,墩臺長年浸水的較少,遇到大的洪水時(shí)對墩臺及鋪底的沖刷較為嚴(yán)重,這種情況下應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ),如采取修整和增設(shè)維護(hù)坡,對被洪水沖淘部位新澆混凝土進(jìn)行修補(bǔ);增設(shè)導(dǎo)流堤、丁壩等調(diào)治構(gòu)造物防護(hù);拋填片石、鉛絲籠對河床防護(hù);河床鋪底等。將被水沖刷脫落的勾縫和孔洞修復(fù)好,以避免對橋梁造成更大的損害。

5.2 由于地基處理不到位或上部構(gòu)造重力原因引起的基礎(chǔ)下沉,應(yīng)首先對基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)大處理,新舊基礎(chǔ)之間用鋼筋或鋼銷進(jìn)行連接,然后對下沉產(chǎn)生的裂縫用水泥砂漿或混凝土進(jìn)行封閉填補(bǔ)處理。

5.3 部分橋梁由于臺背土壓力過大,造成橋臺向橋孔方向位移,可采取更換臺背填土的方法進(jìn)行處理。挖除原臺背填土,改用輕質(zhì)材料回填,以減少臺背土壓力,使橋臺穩(wěn)定。對于小跨徑的板橋,可在橋墩、橋臺基礎(chǔ)之間增設(shè)鋼筋混凝土支撐梁。

6 伸縮縫的更新改造

伸縮縫是橋梁的易損部件,調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大部分橋梁的伸縮縫存在著或大或小的損壞,相比之下,毛勒縫與TST無縫伸縮縫的使用效果較好。近年來,在一些橋梁中采用2cm寬的瀝青瑪蹄脂夾木條的方法代替伸縮縫裝置取得了很好的效果,目前在一些橋長較短的現(xiàn)澆橋梁中,這種方法正得到推廣應(yīng)用。

7 危橋改造措施

7.1 橋型的選擇

對于一些采取加固措施已經(jīng)不能滿足要求的橋梁,在改造時(shí),對于跨徑L<10m的,改造時(shí)宜采用板橋形式,梁板采用現(xiàn)澆板,橋面鋪裝混凝土與現(xiàn)澆梁板同時(shí)澆注;對于跨徑10m≤L≤20m的橋梁,改造時(shí)梁板宜采用預(yù)應(yīng)力空心板;對于跨徑L>20m的,宜采用T梁形式。條件允許的情況下,跨徑L>16m時(shí)即采用T梁形式。

7.2 加強(qiáng)橋面鋪裝及鉸縫聯(lián)系

在目前的公路橋梁中,梁式橋所占比例較大。由于混凝土橋面鋪裝層直接承受車輛輪壓的作用,既是保護(hù)層,又是受力層,因此,須具有足夠的強(qiáng)度、良好的整體性以及抗沖擊與耐疲勞特性,同時(shí)還應(yīng)具備防水性以及對溫度變化的適應(yīng)性。當(dāng)橋面鋪裝破損后,梁板很快就損壞。因此,加強(qiáng)橋面鋪裝的強(qiáng)度和質(zhì)量,對于提高橋梁的使用壽命具有重要作用。我們在舊橋改造時(shí),主要是加強(qiáng)了鋼筋混凝土橋面鋪裝部位的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。對一些小跨徑的現(xiàn)澆梁板,一般選用14cm雙層焊接(冷軋)鋼筋網(wǎng)片混凝土橋面鋪裝,并且與梁板混凝土同時(shí)澆注。對于跨徑較大的,采用梁板頂預(yù)留或植錨固鋼筋,以加強(qiáng)橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)片與梁板的連接,提高其整體性。鉸縫處除預(yù)埋門型連接筋外,還增加X型筋與橋面鋪裝鋼筋連成整體,以加強(qiáng)梁板的橫向聯(lián)系,提高橋梁的橫向整體受力。

8 結(jié)語

對舊橋進(jìn)行加固改造,提高其承載能力,確保交通運(yùn)輸安全是目前的當(dāng)務(wù)之急。常用的橋梁加固改造技術(shù)包括減輕恒載、加固臨界桿件、提供新的補(bǔ)充桿件和改善原來結(jié)構(gòu)體系的方法,以增大橋梁承受活載的能力。此外,下部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、支座和車行道伸縮縫的適當(dāng)清潔、幾何形狀的改善以及安全性的改善(如人行道、欄桿柱及扶手的改善),也在改善服務(wù)性能和延長現(xiàn)有結(jié)構(gòu)使用壽命中起著重要作用。

[1]占紅蓮,來偉新.公路舊橋加固改造的途徑與措施探討[J].