農(nóng)村公路老橋的加固、改造與養(yǎng)護(hù)

潘學(xué)武，華忠勇

（1.遂昌縣交通運(yùn)輸局農(nóng)路辦 ，浙江遂昌323300；2.云和縣交通運(yùn)輸局，浙江云和 323600）

1 老橋改造的背景和意義

近年來(lái)，各國(guó)相繼發(fā)生的橋梁垮塌事故不僅讓人們心存擔(dān)憂，而且還引起了各國(guó)政府及世界橋梁工程界的高度關(guān)注。橋梁工程結(jié)構(gòu)安全性與可靠性及其所涉及的技術(shù)、管理投資的立法問題，都已成為當(dāng)前世界橋梁界關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著我國(guó)公路橋梁事業(yè)的發(fā)展，新建高速公路及橋梁越來(lái)越多，同時(shí)既有的許多橋梁亦逐漸進(jìn)入了養(yǎng)護(hù)維修階段，有關(guān)專家認(rèn)為橋梁使用超過25 a以上則進(jìn)入老化期，據(jù)此而統(tǒng)計(jì)，我國(guó)橋梁總數(shù)的40%已經(jīng)屬于此范疇，均屬“老齡”橋梁。而且隨著時(shí)間的推移，“老齡”橋梁的數(shù)量還在不斷增長(zhǎng)，橋梁安全及橋梁養(yǎng)護(hù)工作迫在眉睫。歷年的橋梁調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)橋梁中有相當(dāng)一部分屬于四類橋和危橋，尤其上世紀(jì)八九十年代以前修建的橋梁已經(jīng)處于超期服役的狀態(tài)。

浙江省農(nóng)村公路建設(shè)的飛速發(fā)展，方便快捷了農(nóng)民的出行，有力地推動(dòng)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展。但在遂昌縣的農(nóng)村公路建設(shè)中，由于受建設(shè)資金不足的限制，許多項(xiàng)目在老路拓寬時(shí)利用了老橋涵。而這些老橋涵中，有許多橋涵甚至還是機(jī)耕路建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，不能達(dá)到浙江省準(zhǔn)四級(jí)公路路基寬4.5 m的同寬要求；有的老橋由于建造年代已久，造成破損，橋基沉陷或被洪水沖空，成為危橋。這些橋梁由于自籌資金落實(shí)困難，多數(shù)還未修建和改建，不能確保通車安全和進(jìn)一步發(fā)揮工程效益。

據(jù)統(tǒng)計(jì)目前遂昌縣已交付使用的農(nóng)村公路中橋梁共有3233延米/139座（其中，石拱橋1342延米/67座，混凝土拱橋191延米/3座，平板橋1700延米/69座）。這些橋梁大部分在上世紀(jì)80～90年代建成，跨徑小（一般跨徑8～30 m）、橋面窄（橋面寬度一般為3～4 m，個(gè)別橋?qū)? m）、設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低（一般為汽3～5 t）。有的橋頭接線曲線半徑小，有的欄桿已破損或未設(shè)置安裝，有的設(shè)計(jì)年限已到。據(jù)調(diào)查，目前已交付使用的農(nóng)村公路橋梁中屬危橋的就有806延米/16座。如大柘鎮(zhèn)漁山橋是大柘鎮(zhèn)通往后垅村的農(nóng)村公路橋梁，原橋于1972年修建機(jī)耕路時(shí)建造，5孔長(zhǎng)45 m，上部結(jié)構(gòu)為片石混凝土拱。1992年水毀后修復(fù)成首尾2孔為10 m雙鉸平板，中間3孔為原建片石混凝土拱，成了結(jié)構(gòu)不一，跨徑不等的橋梁，農(nóng)村公路建設(shè)利用了該橋梁?，F(xiàn)經(jīng)檢查，橋墩基礎(chǔ)沖空，橋面破損，成了危橋，極需重建。但據(jù)測(cè)算建橋資金約需90萬(wàn)元，其中省補(bǔ)資金15萬(wàn)元（每平方米補(bǔ)助500元），自籌資金為75萬(wàn)元（占83%）。而自籌資金一時(shí)難以落實(shí)到位。如何利用有限的資金對(duì)老橋進(jìn)行加固和改造已迫在眉睫。

2 老橋加固與改造技術(shù)

老橋經(jīng)過檢測(cè)和評(píng)定后,應(yīng)根據(jù)各自的實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)的保養(yǎng)、維修或加固。一般情況下當(dāng)老橋根據(jù)橋梁技術(shù)狀況評(píng)定低于3類以下時(shí),應(yīng)當(dāng)進(jìn)行加固。橋梁加固一般是通過對(duì)構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)和結(jié)構(gòu)性能的改善來(lái)恢復(fù)現(xiàn)有橋梁的承載能力,以延長(zhǎng)使用壽命,適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)囊?。由于遂昌縣有待改造的老橋多為小跨徑拱橋和平板橋，下面將主要講解說明小跨徑拱橋和平板橋的加固改造，常用技術(shù)，以及注意事項(xiàng)。

2.1 小跨徑拱橋的加固與改造

拱橋上部結(jié)構(gòu)常見的病害有：主拱軸線型變化；主腹拱圈順、橫或斜橋向出現(xiàn)裂縫；石料分化脫落，拱圈不均勻凹凸變形；側(cè)墻外鼓、開裂、滲水等。上述病害嚴(yán)重影響了拱橋的承載力，針對(duì)這些問題而研究出的相應(yīng)補(bǔ)救辦法是：對(duì)主要承重構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或加寬，從而改善結(jié)構(gòu)性能，恢復(fù)和提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全度，以延長(zhǎng)拱橋的使用壽命，使整座拱橋滿足規(guī)定的使用功能需求，并能適應(yīng)未來(lái)交通運(yùn)輸發(fā)展。

處理這些問題的措施有：（1）調(diào)整荷載集度法：通過采用不同容重的拱上填料，改變拱上填料厚度等方法來(lái)調(diào)整偏離附加內(nèi)力的大小，即對(duì)拱軸線和壓力線進(jìn)行調(diào)整，使兩者盡量吻合，從而改善主拱圈的不良受力狀況。（2）套拱法:適用于跨徑10 m以下且滿足基礎(chǔ)承載力的拱橋加固。先將原拱圈的裂縫進(jìn)行處理，然后對(duì)原拱圈灌漿，整體性加強(qiáng)，再采用灌漿法處理基礎(chǔ)。基礎(chǔ)處理完后在原拱圈下澆筑一層鋼筋混凝土套拱，套拱施工完后再在其與原拱圈之間灌漿，以增大拱圈厚度。（3）加固減載法:通過降低橋面標(biāo)高，減少或完全取消拱上填料，換填輕質(zhì)材料;將實(shí)腹式拱橋改為空腹式拱橋;做成鋼筋混凝土剛架或桁架式拱上建筑用鋼筋混凝土T梁、板梁等輕質(zhì)橋面系取代笨重的實(shí)腹拱體系。

大柘鎮(zhèn)漁山橋就是應(yīng)用上述方法進(jìn)行處理的，對(duì)老橋進(jìn)行加寬加固。（1）原橋部分：開挖橋面，用C40防水混凝土進(jìn)行橋面鋪裝，在其下增設(shè)10 cm厚度的C30混凝土的調(diào)平層，同時(shí)要求橋面標(biāo)高要高于原橋面標(biāo)高；開挖后，對(duì)局部松散的拱腔填料進(jìn)行灌漿處理，對(duì)老橋砂漿脫落部分進(jìn)行修補(bǔ)，裂縫處進(jìn)行灌漿處理；施工前在老橋拱圈頂、拱腳及1/4拱處設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，施工過程中發(fā)現(xiàn)異常立即停止，處理后才能繼續(xù)進(jìn)行，施工時(shí)嚴(yán)禁車輛通行。（2）加寬部分：上部采用2 m×8 m鋼筋混凝土現(xiàn)澆整體空心板，下部采用U型橋臺(tái)、柱式橋墩，擴(kuò)大基礎(chǔ)；在原拱橋上游側(cè)加寬4 m，在加寬部分墩臺(tái)間設(shè)置2 cm縱向沉降縫，橋面連成整體，沉降縫增設(shè)加強(qiáng)鋼筋；橋面橫坡通過墩、臺(tái)帽、墊石和橋面鋪裝層形成；墩臺(tái)基礎(chǔ)奠基于巖層上，要求墩臺(tái)基礎(chǔ)不得同時(shí)施工?；A(chǔ)開挖時(shí)，在接近老橋基礎(chǔ)1 m以上時(shí)盡量采用跳槽式施工，距離老橋基礎(chǔ)1.5 m左右暫不開挖，待外側(cè)基礎(chǔ)開挖到位并施工完后，再進(jìn)行開挖并立即組織施工。如發(fā)現(xiàn)老橋基礎(chǔ)有塌空現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行注漿及其他加固處理。

2.2 平板橋的加固與改造

濂竹鄉(xiāng)大竹至橫坑村公路電站等地的老舊平板橋的處理的方法有：

（1）外包混凝土加固法：該方法一般適用于肋梁上部結(jié)構(gòu)，外包混凝土加大截面加固，可以加大受拉區(qū)的受力面積，使新增加的鋼筋能承受梁體的一部分受力應(yīng)力，用于框架柱強(qiáng)度或其它因素引起的不合格，承載力無(wú)法滿足安全要求時(shí)的一種加固方法。具體做法為：對(duì)原混凝土框架柱的表面鑿毛，在柱頂?shù)臉前逄庛@孔，在樓板底的框架柱外側(cè)植筋，并支模板澆灌混凝土使柱斷面加大。這個(gè)方案要經(jīng)過嚴(yán)格的設(shè)計(jì)計(jì)算，具體算出鋼筋的數(shù)量規(guī)格及混凝土的標(biāo)號(hào)。

（2）粘貼鋼板、碳纖維片補(bǔ)強(qiáng)法：當(dāng)主梁承載力不足或縱向主筋出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕時(shí)，梁板式的主梁會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫時(shí)，采用粘貼鋼板加固。它是采用粘結(jié)劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的受拉邊緣或薄弱部位，使之與結(jié)構(gòu)物形成整體，從而提高梁的承載能力的一種加固方法。工藝流程歸納為：混凝土基底處理→涂底層涂料→構(gòu)件表面殘缺面的修補(bǔ)→粘貼鋼板式或纖維片→養(yǎng)護(hù)。該辦法加固結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵工藝是粘結(jié)材料的配比及涂刷。

（3）橋臺(tái)、基礎(chǔ)增加砌體或混凝土損壞的加固。當(dāng)基礎(chǔ)在橋梁自重或車輛荷載作用下地基應(yīng)力嚴(yán)重不均勻時(shí)，橋臺(tái)或基礎(chǔ)混凝土或圬工砌體局部拉應(yīng)力過大而出現(xiàn)裂縫，若非承載力不足的原因，只需對(duì)橋臺(tái)、基礎(chǔ)本身采取鑿除、重新澆筑混凝土；壓環(huán)氧樹脂砂漿灌縫的辦法，處理裂縫；若裂縫已貫通，可用鋼筋混凝土帶或鋼箍進(jìn)行加固。

2.3 工程應(yīng)用思考

由于農(nóng)村公路涉及面廣，老橋的加固與改造是個(gè)意義重大的項(xiàng)目，在處理老橋問題時(shí)，最好要先進(jìn)行老橋的檢測(cè)與評(píng)估，然后根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定相應(yīng)的措施。在遂昌縣的老橋加固與改造工程中，所應(yīng)用的技術(shù)都是目前國(guó)內(nèi)針對(duì)老橋改造的切實(shí)可行的技術(shù)，是經(jīng)過實(shí)際工程檢驗(yàn)的有效方法。在對(duì)于小跨徑拱橋的改造問題上，調(diào)整荷載集度法、套拱法及加固減載法等都是理論成熟且切實(shí)有效的方法，對(duì)于橋梁的加寬、加固、改造都是行之有效、效果顯著的。而對(duì)于平板橋的加固改造問題，可以采用鋼筋混凝土框架加固橋臺(tái)，擴(kuò)大橋梁基礎(chǔ)底面的基礎(chǔ)擴(kuò)大法，橋梁墩臺(tái)水下灌注混凝土，高壓旋噴注漿法，外包混凝土加固，粘貼鋼板、碳纖維片補(bǔ)強(qiáng)法等方法。在今后的老橋處理問題中就可以參考應(yīng)用這些工程實(shí)例，提高工程效率和可靠度。

3 老橋的管理和養(yǎng)護(hù)

（1）及時(shí)檢測(cè)老舊危橋。對(duì)于全縣范圍內(nèi)的橋梁，要進(jìn)行定期的全面檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)老舊危橋，上報(bào)并檢修加固。可以成立多個(gè)小組，每個(gè)小組三人，分區(qū)負(fù)責(zé)全縣的橋梁檢測(cè)工作，定時(shí)定量，認(rèn)真檢測(cè)，采取負(fù)責(zé)人責(zé)任制。

（2）明確制度問題，嚴(yán)格制定管理養(yǎng)護(hù)各個(gè)方面的規(guī)定。制定嚴(yán)格的橋梁養(yǎng)護(hù)管理制度,制定、安排橋梁年度定期檢查計(jì)劃,組織實(shí)施橋梁定期檢查,做好檢查記錄,通報(bào)危橋病害狀況,及時(shí)排除安全隱患。在橋梁管養(yǎng)經(jīng)費(fèi)方面認(rèn)真負(fù)責(zé)，將資金用到實(shí)處，公開透明，接受廣大人名群眾的監(jiān)督。

（3）建立健全完善的橋梁檔案資料。在每個(gè)老橋的加固改造工程完工之后，要保留完整的設(shè)計(jì)施工資料，并組織整理，逐步形成一個(gè)完善的農(nóng)村公路橋梁的數(shù)據(jù)庫(kù)。這些將對(duì)以后的橋梁養(yǎng)護(hù)等提供寶貴的資料支持。

4 結(jié)語(yǔ)

老橋的加固與改造不僅對(duì)于全縣的路網(wǎng)改造計(jì)劃的總體造價(jià)是至關(guān)重要的，而且講關(guān)系到全縣整體交通運(yùn)輸業(yè)的物流能力，對(duì)于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展有著十分關(guān)鍵的價(jià)值。本文為遂昌縣路橋改造項(xiàng)目中的老橋加固,提供了一定的參考借鑒依據(jù)。不僅對(duì)遂昌縣的路橋改造項(xiàng)目提供了指導(dǎo)意義，而且將對(duì)以后的老橋改造與利用養(yǎng)護(hù)等積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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