中小跨徑橋梁加固方案探析

王淑英

(中國(guó)鐵建電氣化局集團(tuán)北方工程有限公司，山西 太原 030053)

1 橋梁檢測(cè)方法

1.1 荷載試驗(yàn)評(píng)定法

泰康路靖江段羅興大橋?yàn)樗目讘益溇€等截面空腹式片石拱橋，重力式漿砌片石墩、臺(tái)身與基礎(chǔ)。長(zhǎng)170 m，跨徑為45 m+40 m+40 m+45 m，矢跨比1/4，全橋共設(shè)20個(gè)腹孔，跨徑2.2 m，矢跨比 1/2，橋面凈寬 8 m+2×1.5 m，設(shè)計(jì)荷載為汽—30，掛—120。因羅興大橋于1996年5月建成后投入使用，隨著車流量的增加，使該橋橋面多處出現(xiàn)裂縫，橋面坑洼不平，多處出現(xiàn)下陷，尤其兩側(cè)橋臺(tái)臺(tái)后填料下陷嚴(yán)重。

本工程在實(shí)際加固過程中，由維修機(jī)構(gòu)進(jìn)行荷載評(píng)定，以確定該中小跨徑橋梁的承載能力和安全度是否處于安全承載值之內(nèi)，如果維修機(jī)構(gòu)在實(shí)際檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)該橋梁處于可控范圍之內(nèi)，但個(gè)別構(gòu)件承載力特征值超出設(shè)計(jì)值，則該中小跨度的橋梁僅需進(jìn)行局部清理、維修即可;如實(shí)際檢測(cè)時(shí)，該中小跨徑橋梁主要承重構(gòu)件承載力特征值超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，則該橋梁首先應(yīng)判定為危橋，待該橋梁加固施工完畢后，解除危橋狀態(tài);由此可知，橋梁加固前的荷載判定不僅能確定出加固或改造的方案，同時(shí)還可以了解中小跨徑的橋梁在試驗(yàn)荷載作用下的實(shí)際工作狀態(tài)，同時(shí)也可確定一些理論上無法考慮的因素對(duì)中小跨徑橋梁結(jié)構(gòu)受力的影響及隱蔽病害。

1.2 日常檢測(cè)法

橋梁維修機(jī)構(gòu)在對(duì)羅興大橋進(jìn)行日常檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)羅興大橋欄桿出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，同時(shí)橋面出現(xiàn)裂縫及破損等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象直接決定羅興大橋加固方案可行和正確與否。本次維修單位對(duì)羅興大橋的考察目的在于對(duì)橋梁的技術(shù)狀況、缺陷和損傷進(jìn)行全面的現(xiàn)場(chǎng)檢查，查明羅興大橋的質(zhì)量缺陷或潛在的損傷，以便能系統(tǒng)的分析、評(píng)價(jià)損傷對(duì)橋梁質(zhì)量的影響，并為羅興大橋的加固方案提供具體技術(shù)資料。

2 橋梁的評(píng)價(jià)

橋梁維修機(jī)構(gòu)為了選定合理的維護(hù)方法，即應(yīng)該在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上兩個(gè)方面來確定橋梁加固和改造方案，首先必須對(duì)橋梁技術(shù)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，首先應(yīng)評(píng)價(jià)羅興大橋的使用功能，其次評(píng)價(jià)羅興大橋的工程現(xiàn)狀，最后評(píng)價(jià)羅興大橋的承載力，這是羅興大橋加固前的重要環(huán)節(jié)。

2.1 中小跨徑橋梁使用功能的評(píng)價(jià)

中小跨徑橋梁的使用功能評(píng)價(jià)，即在橋梁有效使用期內(nèi)，評(píng)價(jià)其使用功能，維修單位在實(shí)際檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，羅興大橋雖然出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，但不影響其使用功能。

2.1.1 設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

橋梁檢測(cè)機(jī)構(gòu)在羅興大橋進(jìn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)時(shí)，發(fā)現(xiàn)羅興大橋的現(xiàn)在承載力特征值仍符合原設(shè)計(jì)值，其次維修單位對(duì)橋面的凈空、橋下凈空、孔徑、基礎(chǔ)埋置深度等進(jìn)行評(píng)定發(fā)現(xiàn)，羅興大橋具有行車的能力。

2.1.2 橋涵各部構(gòu)造完好程度

羅興大橋的各部構(gòu)造能否保持正常使用，橋梁維修機(jī)構(gòu)首先要確認(rèn)各部構(gòu)造的完整度，維修單位在檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，橋梁的橋面有腐蝕、風(fēng)化現(xiàn)象，橋墩出現(xiàn)裂縫，橋梁的附屬建筑伸縮縫、欄桿、泄水口等也出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，但不影響其使用功能。

2.1.3 橋梁養(yǎng)護(hù)狀況及意外事故的分析

對(duì)于羅興大橋來說，維護(hù)前要進(jìn)行意外事故的分析，分析使用單位是否經(jīng)常對(duì)橋梁進(jìn)行檢查;在進(jìn)行意外事故評(píng)價(jià)時(shí)，發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生率處于正常范圍之內(nèi)，雖有事故但無重大事故，因此維修單位做出可以加固的評(píng)價(jià)。

2.2 中小跨徑橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的評(píng)價(jià)

在對(duì)橋梁使用功能評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)橋梁上下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜、動(dòng)載計(jì)算分析，維修機(jī)構(gòu)對(duì)靜、動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，從而確定出橋梁結(jié)構(gòu)承載能力符合原設(shè)計(jì)值。

2.3 中小跨徑橋梁使用價(jià)值的評(píng)價(jià)

對(duì)羅興大橋做出以上兩項(xiàng)評(píng)價(jià)之后，則從技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件出發(fā)，經(jīng)分析表明，對(duì)羅興大橋的加固、改造加以利用的總效益大于建新橋的總效益時(shí)，維修單位則認(rèn)為對(duì)中小跨徑橋梁進(jìn)行加固、改造利用是必要的、可行的，同時(shí)做出客觀的評(píng)價(jià)報(bào)告，制定詳細(xì)的加固計(jì)劃。

3 中小跨徑橋梁的加固措施

3.1 橋面加固措施

3.1.1 橋面鋪裝層加固前的工作

羅興大橋維護(hù)公司在確定對(duì)該大橋進(jìn)行加固時(shí)，首先清掃橋面，保持橋面清潔完整和有一定的路拱，以保證施工儀器處于一個(gè)清潔的施工環(huán)境，另外該橋梁處于南方地區(qū)，多雨，施工時(shí)必須將橋面的積水排到泄水管，以免堵塞泄水管。

3.1.2 橋面鋪裝層的加固工作

羅興大橋原橋面采用水泥混凝土鋪裝層時(shí)，在實(shí)際檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有脫皮、露骨等缺陷出現(xiàn)，此時(shí)則采用鑿除法進(jìn)行加固。橋梁維修單位將原水泥混凝土鋪裝層的表面鑿毛，實(shí)際施工時(shí)，鑿入150 mm，使原橋梁骨料露出，并用清水沖洗干凈，然后在兩施工界面涂刷同一強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿，最后鋪筑一層4 cm～5 cm厚的水泥混凝土鋪裝層;在該層施工完畢后，再鋪上一層黑色路面，即在施工完畢的混凝土路面上采用瀝青細(xì)砂罩面，使之與混凝土面層結(jié)合良好。

3.2 橋墩、橋臺(tái)的加固措施

加拿大魁北克大橋因橋墩采用樁基礎(chǔ)，并且樁的深度不足，加上圣勞倫斯河水流沖刷等原因使樁基發(fā)生傾斜時(shí)，最后造成橋毀人亡的悲劇;為避免這種情況再次發(fā)生，因此需要確保橋梁的正常使用和服務(wù)年限。橋梁的下部結(jié)構(gòu)是加固的重中之重，羅興大橋的橋墩經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間水腐蝕，會(huì)產(chǎn)生貫穿縫;由于羅興大橋處于南方，其橋墩處于軟臥層，在維修公司進(jìn)行考核完畢后，初步定下兩種加固方案，對(duì)于破裂性較大的5號(hào)橋墩采用鋼箍錨固法，對(duì)受力薄弱的3號(hào)橋墩采用增補(bǔ)樁基法。施工維修單位在3號(hào)墩臺(tái)附近，打入事先預(yù)制好的長(zhǎng)樁，用以提高基礎(chǔ)的承載力，增強(qiáng)3號(hào)橋墩基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。由于4號(hào)橋墩處于河流中心位置，因此埋置較深，實(shí)際檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)4號(hào)橋墩出現(xiàn)貫穿性裂縫，在制作施工方案時(shí)，采用鋼箍錨固法。首先在4號(hào)橋墩的墩身位置上、中、下分設(shè)三道用鋼板制作的圍帶，其間距應(yīng)大致相當(dāng)于橋墩側(cè)面的寬度，每個(gè)圍帶的寬度為墩臺(tái)高1/10，厚度采用20 mm鋼板。

4 結(jié)語

中小跨徑橋梁的橋面加固及橋墩、橋臺(tái)的加固不僅具有美化橋梁環(huán)境的效果，更重要的是，加固后的橋梁極大的保證了行車人的安全，所以說做好中小跨徑橋梁鋪裝的維修和養(yǎng)護(hù)加固工作不容忽視。

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