農(nóng)村公路舊橋加固方法概述

仲崗+蒿景輝

摘 要：文章主要對荷載試驗的工作方法和步驟進行了簡要論述，并分析了整個試驗過程，運用試驗結(jié)果對舊橋加固后的承載力實施評價，以判斷橋梁結(jié)構(gòu)的加固效果。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村公路；舊橋加固；方法

中圖分類號：U445.72 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0147-02

1 橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固方法

1.1 對主梁截面慣性矩進行增大

運用增大主梁截面的方法使主梁截面慣性矩得以增大，通常情況下，該方法運用外包混凝土對主梁進行加固，使主梁的截面面積得以增大，從而增大主梁的截面慣性矩。為了使外包混凝土的正常工作得到保障，在外包混凝土中配置鋼筋，在鋼筋配置的過程中，應(yīng)將新配置的鋼筋與梁內(nèi)原有的鋼筋焊接在一起，或運用錨桿連接的方法，使鋼筋和主梁得到更好的結(jié)合，共同進行受力，在外包混凝土之前，應(yīng)對舊混凝土表面實施鑿毛，然后將構(gòu)件表面的浮塵清洗干凈，確保新舊混凝土達到更好地結(jié)合，從而共同參與受力。與不同的加固方式和施工特點相結(jié)合，可設(shè)計為單側(cè)加固、雙側(cè)加固以及三側(cè)加固，也有運用四周全包加固的方法，這種事主梁慣性矩增大的方法同樣也使梁的自重得以增加，增大了恒載作用時主梁的彎矩值，對截面彎矩、抗剪能力的提升沒有顯著的效果，該種使主梁慣性矩增大的方法通常在中小跨徑橋梁中應(yīng)用較多。一般運用的加固方式主要有以下幾種：待加固空心板接高法、橋面補強層加固法以及在梁板下部外包鋼筋混凝土。

1.2 粘貼加固法

粘貼加固法是在梁板的受拉區(qū)對鋼筋、鋼板及碳纖維布等抗拉性能好的強度材料進行粘貼，有效改善梁、板的整體力學(xué)結(jié)構(gòu)性能，一般對環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑進行運用。粘結(jié)加固法的運用能夠使梁板的抗彎性能和抗剪性能得到提升。加固方式主要包括以下幾種：粘貼鋼板加固法、粘貼鋼筋加固法以及粘貼碳纖維布加固法。

1.3 減小梁中內(nèi)力的方法

減小梁中內(nèi)力法可以使荷載標準得到提升，該方法的方式主要包括以下兩種：①縱橫梁的增設(shè)，使梁板的橫向分布系數(shù)得以減小。②對橋梁結(jié)構(gòu)體系進行改變，從而發(fā)揮梁中內(nèi)力減小的作用。例如：將多跨簡支梁改為連續(xù)梁，在梁的適當(dāng)部位設(shè)置撐架，轉(zhuǎn)換簡支梁或連續(xù)梁，使其形成撐架體系。

1.3.1 縱橫梁的增設(shè)

當(dāng)橋梁下部結(jié)構(gòu)中仍存在潛力且上部結(jié)構(gòu)完好時，可運用縱橫梁增設(shè)方法，使橋梁承載能力得到提升。在對縱梁進行增設(shè)時，應(yīng)先拆除個別主梁，或?qū)上噜徶髁褐g的翼板進行拆除。運用較大剛度的縱梁在拆除后的空位處進行安裝，該方法能夠使結(jié)構(gòu)對更多的外部荷載進行承擔(dān)。一般運用增設(shè)橫隔板的方式使橫向聯(lián)系得到增加，在增加橫隔板位置的梁肋上實施鉆孔，對橫向連接鋼筋進行設(shè)置，與全橋?qū)捸炌?，并錨固兩端，箍筋綁扎之后即可對混凝土實施澆筑，使縱橫梁構(gòu)成一個整體在受力中參與進來。新增縱梁剛度越大，就會對越多的荷載進行分擔(dān)，減輕了主梁的負擔(dān)。而橫梁剛度越大，原主梁的橫向分布系數(shù)就越小，各主梁所分擔(dān)的荷載均勻，提升橋梁整體的承載能力。

1.3.2 結(jié)構(gòu)體系改變

在多跨簡支梁結(jié)構(gòu)橋梁中，運用承受負彎矩的鋼筋在梁端設(shè)置，能夠連接橋梁板，將原有的多跨簡支梁改為多跨連續(xù)梁，可以使梁跨中的正彎矩得到減小，有效提升結(jié)構(gòu)的承載能力。另一種方式則是在兩種對橋墩進行設(shè)置，使跨中彎矩減小，構(gòu)成兩跨連續(xù)梁橋，使跨中彎矩減小，提升了橋梁的承載恩利。還可運用簡支梁或在連續(xù)梁中對八字撐進行設(shè)置，使其變?yōu)樾蓖葎偧軜?，斜撐為結(jié)構(gòu)提供了兩個彈性支撐，使原橋一跨變?yōu)槿?，使橋梁的跨徑大大減小。

1.4 加固體外預(yù)應(yīng)力

所謂體外預(yù)應(yīng)力加固法，就是在原有橋梁的受拉區(qū)對體外預(yù)應(yīng)力拉桿進行設(shè)置，在梁的兩端實施拉錨桿，對梁及西寧軸向壓力和彎矩的施加。由于體外預(yù)應(yīng)力所形成的彎矩和原橋中的不利彎矩方向基本相仿，因此能夠抵消一部分的荷載應(yīng)力，從而實現(xiàn)梁的承載能力的提升。該方法在加固后有較小的副作用產(chǎn)生，可以使裂縫的發(fā)展得到有效避免，提升梁的耐久性。與預(yù)應(yīng)力施加的不同方式相結(jié)合，體外預(yù)應(yīng)力加固法又包括：橫向收緊張拉法、縱向張拉法、豎向張拉法三種類型。

1.5 加強主拱圈

通常在拱橋中運用到加強拱圈法。作為拱橋加固中運用較多的一種，由于現(xiàn)有的舊橋大部分是上承式拱橋，拱圈下部完全暴露，因此從拱圈下部實施加固相對便捷。通常情況下，在拱的下面運用鋼筋混凝土實施加固，通過錨固筋和橋臺連接成一體，使重量得到有效減輕。或在拱腹上運用環(huán)氧砂漿對鋼筋實施粘貼，由于有良好的抗拉抗壓性能，因此能很好地和圬工材料和鋼材相結(jié)合。若在拱圈下部實施加固，則應(yīng)對支架實施搭設(shè)，當(dāng)不方便時，可以運用拱圈上部加固的方法。拱腳處對負彎矩有所承受，所以應(yīng)采用鋼筋混凝土對臨近拱腳的拱背處實施加強，使厚度控制在拱腳處最后。拱頂是承受正彎矩作用的，拱頂?shù)撞渴芾部稍诠绊?、底部對鋼筋混凝土的補強進行增加。對于拱橋堅固而言，應(yīng)將加固方向控制在拱腳到拱頂，實施逐步對稱施工。

1.6 橫向聯(lián)系的增強

在20世紀60年代，我國對大量的雙曲拱橋進行了建設(shè)，盡管這種橋梁具備充分的利用材料，并使圬工數(shù)量、造型美觀的優(yōu)點得到減少，但也存在一個相對致命的缺點，即橫線聯(lián)系較差，容易產(chǎn)生縱向裂縫。所以，通過幾十年運營之后，很多舊的雙曲拱橋橋面會有縱向裂縫出現(xiàn)，一般我們對這種病害的雙曲拱橋?qū)嵤┘庸虝r運用增強橫向練習(xí)法，當(dāng)然也可以對其他橫向聯(lián)系差的梁橋進行處理。

1.7 混凝土噴錨加固

混凝土噴錨加固是在擬補強部位結(jié)構(gòu)內(nèi)打入錨桿，對補強鋼筋網(wǎng)實施掛設(shè)，然后憑借機械設(shè)備，運用壓縮空氣在已錨固好鋼筋網(wǎng)的受噴面上高速噴射新混凝土混合料，與原結(jié)構(gòu)形成組合截面，對外部荷載實施共同承受。無需對噴錨混凝土進行那個振搗，在混凝土噴射過程中，在高速狀態(tài)下，水泥和骨料會連續(xù)撞擊從而使混凝土達到壓密。同時采用較小水灰比，使其與混凝土、鋼材和磚石形成較高強度。由于新舊混凝土結(jié)合牢固，因此能夠?qū)瓚?yīng)力和剪應(yīng)力進行傳遞。實際上，錨噴混凝土加固法是“新奧法”隧道施工法在舊橋加固基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，通過錨噴混凝土加固層與原結(jié)構(gòu)達到緊密粘結(jié)，使原結(jié)構(gòu)繼續(xù)變形位移和開裂得到阻止，使原結(jié)構(gòu)的作用得到充分發(fā)揮，共同承受外荷載作用，在拱橋橋拱底板的加固中得到適用。

2 橋梁下部結(jié)構(gòu)的加固方式

2.1 擴大基礎(chǔ)加固

擴大基礎(chǔ)加固法也就是擴大橋梁基礎(chǔ)底面積的方法。當(dāng)基礎(chǔ)存在不足的承載能力或較淺埋置，且墩臺基礎(chǔ)又是圬工或混凝土剛性實體式基礎(chǔ)時，對該方法較為適用。結(jié)合地基強度驗算的方式，擴大基礎(chǔ)的底面積。若地基強度達到要求，且缺陷僅為不均勻沉降和較大變形時，應(yīng)運用基礎(chǔ)底面積擴大的加固方法，通過計算地基變形有效確定地基強度。

2.2 增補樁基的加固

若基礎(chǔ)屬于樁柱式基礎(chǔ)時，在其周圍對鉆孔樁實施補打，或打入鋼筋混凝土預(yù)制樁，擴大原有的承臺面積，以此增加基礎(chǔ)的承載力和穩(wěn)定性。該方法則處于增補樁基加固法。其無需開展抽水筑壩等水下操作，方便安全，且存在良好的加固效果。

2.3 人工地基加固

若基礎(chǔ)下存在松散的地基土?xí)r，無法對較大的荷載進行承受，或由于不良沉層土質(zhì)導(dǎo)致基礎(chǔ)沉陷產(chǎn)生時，可運用人工地基加固的方法，有效提升基礎(chǔ)的承載能力。人工地基加固方法較多，通常主要包括：樹根樁法、砂樁法、灌漿法以及高壓噴射注漿法。

2.4 鋼筋混凝土套箍或護套加固法

當(dāng)橋梁墩臺有貫穿裂縫產(chǎn)生時，為了使裂縫的發(fā)展得到避免，使其正常的使用，可運用鋼筋混凝土圍帶或鋼筋實施加固。通常在墩身位置設(shè)置三道圍帶，使其間距控制在橋墩側(cè)面的寬度即可，結(jié)合裂縫情況和大小使每個圍帶的寬度得到確定，通常墩臺寬度應(yīng)為1/10左右，厚度保持在10～20 cm范圍內(nèi)即可。為了使圍帶和墩臺的連接得到加強，應(yīng)在墩臺身內(nèi)對直徑為10～25 mm的鋼銷進行埋設(shè)，將鋼銷直徑的10倍左右作為埋入深度，在鋼銷上扣設(shè)圍帶的鋼筋網(wǎng)，與鋼銷相比，埋鋼銷的孔眼應(yīng)大出15～20 mm，若填滿銷孔以后再對混凝土進行澆筑，同時實現(xiàn)裂縫被完全填塞。當(dāng)墩臺有嚴重裂縫、風(fēng)化、大面積破損及剝落問題產(chǎn)生時，則應(yīng)結(jié)合整個墩臺對鋼筋混凝土護套的方法進行應(yīng)用，從而實現(xiàn)加固。

2.5 減少橋臺滑移的處理方法

2.5.1 支撐加固法

當(dāng)埋置式橋臺難以承受土壓力而往橋孔方向產(chǎn)生傾斜或滑移時，可采用在河道側(cè)修筑撐壁對橋臺進行加固。

2.5.2 新建輔助擋土墻加固法

對于因橋臺臺背水平土壓力大而引起的橋臺傾斜，應(yīng)設(shè)法減少橋臺后壁的土壓力，可在臺背加建一擋土墻，增強擋土能力。

2.5.3 減輕荷載法

筑于軟土地基上的橋臺，常由于填土較高，而受到較大的側(cè)向土壓力作用，從而使橋臺產(chǎn)生前移，以致發(fā)生傾斜，一般更換臺背填土，換置輕質(zhì)材料回填，減小土壓力。

3 裂縫的修補方法

裂縫修補在舊橋加固中很重要，因為病害總要伴著部分裂縫發(fā)展的，對于一般較細較短的裂縫，對結(jié)構(gòu)的影響不大，當(dāng)處于允許范圍內(nèi)時應(yīng)封閉處理，一般涂刷水玻璃或環(huán)氧樹脂；當(dāng)裂縫寬度大于允許范圍時，應(yīng)采取壓力灌漿法灌注環(huán)氧樹脂膠；如果裂縫發(fā)展嚴重，應(yīng)查明原因，采取更加合適的處理方法。對于裂縫表面封閉前的處理非常重要，要把細小裂縫鑿成V形槽，用鋼絲刷除去裂縫周圍松脫物和浮渣，再用高壓空氣吹干凈后進行封閉。壓力灌漿是以一定的壓力將樹脂漿液或水泥漿液灌至裂縫深部，達到恢復(fù)結(jié)構(gòu)整體性、耐久性及防水性的目的，適用于寬度和深度都較大的裂縫。

4 結(jié) 語

橋梁結(jié)構(gòu)荷載試驗就是對橋梁結(jié)構(gòu)進行直接加載測試的科學(xué)試驗，目的是通過荷載試驗，了解橋梁結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下的實際工作狀態(tài)，從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)的安全承載能力及評價橋梁的營運質(zhì)量，檢驗橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工質(zhì)量，確定舊橋結(jié)構(gòu)的實際承載能力，為制定橋梁加固或改建技術(shù)方案提供依據(jù)。

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