淺談帶掛孔懸臂式橋的裂縫與加固改造

王振禮

（三明市公路局建寧分局）

淺談帶掛孔懸臂式橋的裂縫與加固改造

王振禮

（三明市公路局建寧分局）

公路橋梁建設(shè)作為人類文明及社會快速發(fā)展的主要標志，它潛移默化地改善了人們的生活方式，同樣也逐漸地拉近了人與人之間的距離，使地區(qū)之間實現(xiàn)了更為緊密的聯(lián)系，進而提高社會的生產(chǎn)效率。在公路橋梁建設(shè)取得切實發(fā)展的過程中，其又會反過來促進經(jīng)濟的發(fā)展，這樣公路橋梁建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展就形成了良好的發(fā)展循環(huán)關(guān)系，實現(xiàn)彼此促進。當(dāng)前對于公路舊橋、危橋的改造任務(wù)十分艱巨，所以，在提高技術(shù)等級的公路舊橋改建、改造過程中，并應(yīng)該逐步對其進行加固處理。

公路舊橋；裂縫與加固；經(jīng)濟發(fā)展

伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，各地區(qū)在公路、橋梁等基礎(chǔ)建設(shè)得到了極大地加強，進而各地區(qū)之間的人員及物質(zhì)等由此實現(xiàn)了互通有無，這也就逐漸打破了傳統(tǒng)運輸模式由于缺乏必要交通基礎(chǔ)建設(shè)導(dǎo)致的限制性經(jīng)濟發(fā)展的局面。在各地區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展的過程中，我們也應(yīng)看到交通建設(shè)在促進經(jīng)濟發(fā)展中占有的重要地位。因此，要想進一步保證經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，就需要我們切實地將地區(qū)之間的公路橋梁等諸多問題提上日程。其中，需要特別注意的就是關(guān)于公路舊橋的加固等一系列問題，這些問題處理地優(yōu)劣性將直接決定著未來繼續(xù)使用問題出現(xiàn)的頻率大小。因此，筆者將結(jié)合自身多年實踐工作經(jīng)驗，并通過本文，針對公路舊橋裂縫與加固的問題進行闡述。

1　帶掛孔懸臂式橋基本概述及問題

改革開放以來，我國經(jīng)濟實現(xiàn)了突飛猛進的發(fā)展，這也為推動我國各項事業(yè)向前發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。近些年來，我國在公路橋梁建設(shè)方面的規(guī)模逐漸擴大，因而，關(guān)于公路橋梁等問題的地位就漸趨凸顯，而公路舊橋的問題又是其中的主要問題。科學(xué)合理的公路舊橋處理，除了必須符合橋梁的基本設(shè)計規(guī)范要求之外，同時還應(yīng)保證道路橋梁的有關(guān)設(shè)計人員擁有較高的專業(yè)水準、正確的工程判別能力以及豐富的實踐設(shè)計經(jīng)驗。以下筆者將闡述帶掛孔懸臂式橋常見的公路舊橋問題：

1.1帶掛孔懸臂式橋

帶掛孔懸臂式橋，又稱為伸臂梁橋，是將簡支梁向著某一端或者兩端進行懸伸出的短臂橋梁，這種懸臂式橋的橋式還有單、雙懸臂梁橋。通過在其短臂之上放置簡支的掛梁，來使其相互之間進行銜接并構(gòu)成多跨懸臂梁。其每個掛孔的兩端都是橋面間連接縫隙，懸臂短的撓度相對也比較大。目前對于懸臂式橋一般采用懸臂拼裝以及澆筑的方式來對其進行施工。

1.2安全性問題

在帶掛孔懸臂式橋公路舊橋的加固過程中若是不注重規(guī)范性，或是毫無目的性的控制質(zhì)量，就將極有可能促使公路舊橋再次存在安全的隱患。在加固施工中，有很多施工者盲目地追求經(jīng)濟利益，從而使施工成本以及建筑材料大為下降，將本應(yīng)該使用的優(yōu)質(zhì)材料使用了廉價建筑材料進行替換，或者將質(zhì)量較差的建筑材料通過蒙混過關(guān)等手段應(yīng)用于橋梁改造的工作中。

1.3持久性問題

每件事物均有其自身的使用壽命，其中公路橋梁也不例外。橋梁若是未能做好后期的維護工作，也會造成其使用壽命的極大降低。然而，在實際帶掛孔懸臂式橋的問題當(dāng)中，持久性的問題卻往往容易被相關(guān)工作者所忽視，這便給公路舊橋的再次使用帶來了新的問題。

2　帶掛孔懸臂式橋的主要問題

2.1主梁的裂縫及其變形

通常主梁裂縫主要出現(xiàn)在錨跨中部梁的下端以及懸臂梁根部的上端，而其中后者多數(shù)貫穿于整個車行道翼板。裂縫之間的寬度大小約在0.1～0.5mm的范圍內(nèi)，并且顯而易見，此種裂縫是由于重車過多通過而使梁的受拉區(qū)出現(xiàn)開裂引起的。然而由于負變矩區(qū)的裂縫在上部，雨水極易由裂縫滲入到梁的內(nèi)部，進而使鋼筋銹蝕以及混凝土出現(xiàn)強度下降的情況。若主梁永久性變形較為嚴重，我們可以從橋欄桿的變化看出波浪起伏，橋墩位置和墩中橋面的高差大約可達6cm。

2.2橋面以及伸縮縫

橋面主要表現(xiàn)為波浪狀，其鋪裝層裂縫和破碎情況極為明顯，并且在橋墩頂部以及掛孔牛腿上伸縮縫位置的裂縫特別發(fā)達，從而出現(xiàn)了破碎脫落的問題。從問題的原因來看，極有可能是由于橋面鋪裝層下是軟油毛氈防水層，在重車和沖擊荷載的影響下極易出現(xiàn)破裂問題，懸臂孔上伸縮縫全部破裂，封閉出現(xiàn)破碎。

3　對某橋?qū)嶋H分析

在開始加固處理之前，我們應(yīng)該對公路舊橋的主要部件進行結(jié)構(gòu)強度的計算，若是只對橋梁進行修補，便只能達到較低的要求，并不能滿足更大的需求，所以我們對某座橋梁進行了實體的測量檢查。

該橋橋長為106m，是7孔的雙懸臂梁橋，經(jīng)過計算，其跨徑為14m，設(shè)計載荷是-10、-60。由于該橋至建成后交通量的日益擴大，導(dǎo)致該橋在主梁正負彎矩區(qū)，以及橋面鋪裝伸縮縫都出現(xiàn)了極為嚴重的損壞。通過我們對于該橋的一系列病害檢查，我們發(fā)現(xiàn)，該橋主梁出現(xiàn)了較大的裂縫，裂縫寬度以超出了0.5mm的正常范圍，且主梁變形嚴重，有明顯的破浪起伏狀態(tài)，橋面鋪裝層裂縫現(xiàn)象也十分嚴重。

我們對該橋進行了主要部件結(jié)果強度的驗算分析，根據(jù)驗算結(jié)果表明，對于該橋的修復(fù)方法，只能將其恢復(fù)到汽車載荷-10的相關(guān)要求，不能有效的滿足-20載荷的要求。根據(jù)允許應(yīng)力法進行計算，懸臂孔支點截面受壓區(qū)的混凝土最大應(yīng)力為13.4MPa，這相比于實際混凝土允許壓應(yīng)力要大。若根據(jù)承載能力的極限狀態(tài)進行運算，跨中正截面強度則不夠，梁能夠承受的極限彎矩是11829.69kN·m，未能達到需要承受的彎矩數(shù)值。

4　掛孔懸臂式橋的加固辦法

綜上對于該橋驗算結(jié)果的分析，主梁負彎距區(qū)在承受一般載荷就會出現(xiàn)大量裂縫，且橋面鋪層也會產(chǎn)生網(wǎng)裂現(xiàn)象。在考慮加固方案時，我們要對懸臂孔支點截面受壓區(qū)混凝土最少應(yīng)力值，梁能承受的最大彎距進行有效考慮。

4.1關(guān)于主梁負彎矩問題的加固處理

根據(jù)測試資料和計算可知，主梁負彎矩區(qū)在一般的荷載情況下就會出現(xiàn)較多裂縫，其上橋面鋪裝層也會出現(xiàn)大量的網(wǎng)裂，這樣的裂縫一方面不美觀，另一方面也會帶給人一種不安全的因素，實際上也會由于主梁以及翼緣板滲入雨水，使受力鋼筋被腐蝕，這將使橋梁的使用壽命受到影響。

在進行加固處理時，可以增加縱向受拉鋼筋，并將其放在原鋪裝層范圍之內(nèi)。由于新設(shè)計標準荷載負彎矩的作用，橋面混凝土拉應(yīng)力將達到3.89MPa，若是應(yīng)用原橋涵設(shè)計規(guī)范所列各標號普通混凝土，便會由于抗拉設(shè)計未能達到強度要求而在梁頂端出現(xiàn)裂縫。這時我們可以使用鋼纖維混凝土，它的抗拉設(shè)計強度則可能比拉應(yīng)力要大，能夠保證橋面不出現(xiàn)裂縫。所以，在進行加固處理時，可以使用澆筑鋼纖維混凝土的辦法，具體要求其與梁頂翼緣板充分且牢固的連為一體。因此，除了打毛梁頂翼緣板之外，還應(yīng)在其上部設(shè)錨筋，并在頂面涂刷粘層劑，使得新老混凝土充分粘結(jié)在一起。此外，在對鋼纖維混凝土鋪裝層進行澆筑之前，還需使用一定的化學(xué)材料壓入梁頂裂縫內(nèi)，使得裂縫被粘合。

4.2關(guān)于主梁錨跨和掛梁正彎矩區(qū)的加固處理

在根據(jù)承載能力的極限狀況進行運算時，在一定狀況下主梁的強度達不到實際要求的規(guī)定，因此需要進行補強。具體的補強辦法是：除去原橋面裝鋪裝層進而油毛氈后，打毛原橋面，并使用錨桿在原有鋪裝層厚度范圍增加一層鋼筋網(wǎng)，然后澆筑混凝土，而其中使用UEA補償收縮自防水混凝土的主要目的是，由于UEA補償收縮是一種膨脹度適度的混凝土，在鋼筋以及臨位的作用下，能夠在混凝土當(dāng)中建立起0.2～0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，從而使結(jié)構(gòu)起到抗裂、防滲的目的，這樣便很好的解決了防水問題。掛梁除了在原鋪裝層厚度內(nèi)不增鋼筋網(wǎng)之外，其他都和主梁加固的方式相同。

5　用科學(xué)的眼光審視公路舊橋的安全性問題

用科學(xué)的眼光審視公路舊橋的安全性和持久性問題，不斷提高公路舊橋的加固水平，強化監(jiān)測手段，同時適時針對橋梁進行必要的養(yǎng)護、修護工作。此外，公路舊橋在后期加固過程中要體現(xiàn)出綜合費用評價的經(jīng)濟性以及社會效益?？梢酝ㄟ^采用計算機等高科技手段來輔助進行公路舊橋的加固，努力克服在工作中存在的不利因素，努力打造精品橋梁工程。在公路舊橋的質(zhì)量問題上，要對其進行總體規(guī)劃，做到有的放矢，切不可為了短期的經(jīng)濟利益而忽視質(zhì)量問題，這主要是因為公路橋梁的基礎(chǔ)設(shè)施直接關(guān)系到社會發(fā)展以及人們?nèi)粘Ｉ畹戎卮髥栴}，唯有不斷強化施工以及加強監(jiān)督管理才是其主要途徑，進而保證工程施工質(zhì)量。

6　結(jié)語

總而言之，隨著未來我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及人民生活水平的逐漸提高，各地區(qū)之間對于交通建設(shè)的要求也會越來越高，因此，公路橋梁工程項目建設(shè)也將隨之越來越多。科學(xué)設(shè)計、精湛施工、細致管理、嚴格監(jiān)督是對公路橋梁等系列工作的重要保障。而在公路橋梁的眾多問題中，對于其后期出現(xiàn)裂縫的加固處理具有突出作用，因此建筑及監(jiān)督部門應(yīng)對這部分內(nèi)容予以充分重視，提升公路橋梁施工的科學(xué)性、合理性，進而使公路橋梁更好的為社會、為人民服務(wù)。

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