裝配式舊橋橋面鋪裝的調(diào)查分析與加固改造

【摘 要】通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)裝配式舊橋橋面鋪裝普遍損壞嚴(yán)重，進(jìn)一步分析了裝配式舊橋橋面鋪裝普遍損壞嚴(yán)重的內(nèi)因，并結(jié)合工程實例提出了加固改造方案，改造效果良好，結(jié)論是裝配式舊橋橋面鋪裝加固改造要強化主梁之間的聯(lián)系、橋面鋪裝混凝土與主梁混凝土要形成一體、增加橋面鋪裝混凝土的厚度以及增加橫向配筋。

【關(guān)鍵詞】裝配式舊橋；橋面鋪裝；加固改造

【Abstract】Through the survey found assembled the old bridge deck pavement widespread serious damage， further analysis of the assembled old bridge deck pavement widespread serious damage to internal factors， combined with engineering examples presented Retrofitting program， the transformation to good effect， the conclusion is assembled old bridge pavement reinforcement to strengthen the links between the main girder， concrete girder bridge deck concrete to form a whole， increasing the thickness of the concrete bridge deck and increase the lateral reinforcement.

【Key words】Prefabricated old bridge；Bridge deck；Retrofitting

1. 前言

（1）隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，社會物資的快速流通，社會車輛飛速增加。公路運輸?shù)能嚵髁恐鹉暝黾?，車輛載重、車輛軸重也不斷增大。我國原有的道路都進(jìn)行了改造和提升，如果對道路上不能滿足當(dāng)前荷載等級要求的橋梁，都拆除重建，不僅要耗費大量資金，工期也較長，而且影響當(dāng)前的交通運營，給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展造成很大影響，所以對改造路線中的橋梁進(jìn)行加固與改造，成了我國公路橋梁建設(shè)中的一個重要問題。

（2）在近幾年的路網(wǎng)改、擴(kuò)建過程中，針對路網(wǎng)中的舊橋進(jìn)行了深入調(diào)查與研究。根據(jù)實際調(diào)查除少數(shù)橋梁因河水沖刷需對橋基進(jìn)行加固處理外，多數(shù)橋梁的下部結(jié)構(gòu)都沒有大的病害，除部分橋梁上部結(jié)構(gòu)是因設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低不能滿足當(dāng)前交通運輸要求外，多數(shù)病害發(fā)生在橋面鋪裝上。橋面鋪裝出現(xiàn)病害后，對橋的梁板結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞，橋梁的使用壽命和功能也受到了嚴(yán)重影響。

（3）橋面鋪裝是指為保護(hù)橋面板和分布車輪的集中荷載，用瀝青混凝土、水泥混凝土、高分予聚合物等材料鋪筑在橋面板上的保護(hù)層。又稱車道鋪裝，其作用是保護(hù)橋面板防止車輪或履帶直接磨耗橋面板，保護(hù)主梁免受雨水侵蝕，并借以分散車輪的集中荷載。常用的橋面鋪裝有水泥混凝土，瀝青混凝土兩種鋪裝形式。在不設(shè)防水層的橋面上，也有采用防水混凝土鋪裝的。

2. 裝配式板橋橋面鋪裝調(diào)查與破壞原因的分析

（1）在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)裝配式空心板橋數(shù)量很多，舊橋的橋面鋪裝層厚度多數(shù)為8cm～10cm厚的鋼筋混凝土，鋪裝層設(shè)置單層鋼筋網(wǎng)，直徑為φ6或φ8的光圓鋼筋，鋼筋間距為15cm ～20cm，且與橋梁板均無連接筋。舊空心板橋多為小企口縫空心板，板與板間沒有連接鋼筋，橋梁整體性較差。橋面上部的常見病害有：鋪裝層破碎、漏筋、空心梁板受雨水侵蝕、形成空心板單板受力，直至造成斷板而發(fā)生安全事故。

（2）小企口縫的空心板橋，板與板間因未有鋼筋連接，梁板沒有形成整體結(jié)構(gòu)，車輪的集中荷載全靠8cm～10cm厚的鋼筋混凝土橋面鋪裝分散傳遞給各塊梁板。由于梁板間沒有相互連接，橋面鋪裝一旦出現(xiàn)病害，車輪的集中荷載就不能均布分散到各塊梁板上，就會集中作用在一塊或兩塊梁板上，這樣就形成了單板受力的現(xiàn)象，單板受力對梁板的破壞性很大，梁板很容易裂縫或斷板。同時由于橋面鋪裝的破壞至使梁板受雨水侵蝕，更加快了梁板的損害速度。

3. 裝配式板橋橋面鋪裝加固改造

針對空心板橋出現(xiàn)的病害情況，空心板橋上部結(jié)構(gòu)加固改造應(yīng)達(dá)到兩個目標(biāo)：一是要讓各塊梁板之間 “牽手”形成共同承擔(dān)外來荷載的受力形式；二是加厚橋面鋪裝，并將鋪裝與已“牽手”的梁板相互連接，進(jìn)一步加強橋梁的整體，形成更好的均布分散車輪集中荷載的受力方式及更好的保護(hù)梁板不受外部環(huán)境的侵害。為了達(dá)到上述目的，對小企口空心板、薄鋪裝層的舊橋改造方案為：鑿除老橋面鋪裝及企口縫混凝土，將空心板上邊緣混凝土鑿除至露出鋼筋，將相鄰板鋼筋加連接筋焊接在一起，用細(xì)石混凝土重新澆筑企口縫。然后在空心板上梅花狀鉆孔植入鋼筋，將植入的鋼筋與橋面鋪裝鋼筋邦扎在一起，植入鋼筋同時起到架立筋和連接筋的作用，橋面鋪裝設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，直徑為Ф12的帶肋鋼筋，鋼筋間距為15cm，然后鋪筑15或20cm厚的C40防水混凝土橋面鋪裝。

4. 工程案例

2010年進(jìn)行加固改造的一個不同年代建造的、兩幅結(jié)構(gòu)形式也不同的橋梁上部結(jié)構(gòu)，通過橋面鋪裝與梁板的剛性連接，使橋面鋪裝與梁板形成剛性整體結(jié)構(gòu)共同承擔(dān)外來荷載的成功案例。

4.1 項目概況。

（1）S330逍白線焦贊橋位于平頂山葉縣境內(nèi)，樁號為K112+434，橋梁全長65m，全寬14.25m，橋面凈寬13.25m。焦贊橋為不同時期建造的雙曲拱橋和空心板橋，由兩幅橋組成，南側(cè)半幅為空心板橋，北側(cè)半幅為雙曲拱橋，為拱、板結(jié)構(gòu)合并而成。

（2）空心板橋建于1999年，橋梁共5孔，跨徑為5×11m，全長65m，其上部結(jié)構(gòu)為11m空心板梁，下部結(jié)構(gòu)為樁柱接蓋梁結(jié)構(gòu)。雙曲拱橋建于1969年，橋梁共5孔，跨徑為5×10m，全長65m，雙曲拱橋的上部結(jié)構(gòu)為6肋5波雙曲拱（5×1.2+6×0.2=7.2m），下部為實體式墩、臺，條形擴(kuò)大基礎(chǔ)。

4.2 項目的病害調(diào)查。

經(jīng)檢測，該橋南半幅和北半幅橋均存在一定的病害和安全隱患，這些病害有加速發(fā)展的趨勢，具體病害為：

4.2.1 南側(cè)半幅空心板橋。

（1）橋面鋪裝網(wǎng)裂，縱向開裂嚴(yán)重，鋪裝層破碎，橋面滲水嚴(yán)重。

（2）橋梁企口縫混凝土破碎，吊縫及企口縫混凝土脫落，橋梁底部邊緣啃邊現(xiàn)象嚴(yán)重，橋梁存在嚴(yán)重單板受力。在超重車輛的作用下，橋板撓度過大，橋梁有比較明顯的震動感，隨時斷板的可能。

4.2.2 北側(cè)半幅雙曲拱橋。

（1）主拱肋原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較低，混凝土局部破損，拱肋鋼筋有銹蝕，拱圈承載力下降。

（2）拱波頂部存在縱向裂縫，雙曲拱橫向連接較差，拱橋整體性能差。

（3）拱頂橋面為瀝青混凝土橋面，橋面網(wǎng)裂坑槽嚴(yán)重，橋面滲水，行車對橋主體的震動較大。

（4）兩幅橋沒有連接，兩幅橋間橋面啃邊現(xiàn)象嚴(yán)重，橋面滲水嚴(yán)重，外觀形象差，行車不舒適。

4.3 橋面加固改造方案。

該橋河床較深，修建施工便道困難，投資費用很大，橋梁下部基本完好。所以對該橋梁采用加固改造，不進(jìn)行簡單的拆除重建方法，以達(dá)到節(jié)約、實用、環(huán)保、節(jié)能、施工方便，快捷安全的目標(biāo)。

（1）在雙曲拱橋的拱波內(nèi)布置鋼筋，澆注C40細(xì)石混凝土，把雙曲拱橋變?yōu)殇摻罨炷凉皹?，使原橋的承載能力達(dá)到公路Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)。

（2）對原雙曲拱橋的下部墩臺進(jìn)行沖洗，鑿除松動的砂漿，并用M15砂漿粉刷抹面，防止砌體進(jìn)一步風(fēng)化，確保砌體外觀整齊美觀。

（3）鑿除破碎的拱上舊橋面30cm厚，采用C30水泥混凝土進(jìn)行澆注墊層，墊層上設(shè)置連接的錨固鋼筋。

（4）在墊層上設(shè)置雙層連續(xù)鋼筋網(wǎng)，澆注20cm厚C40防水水泥混凝土橋面鋪裝。

在以上工作完成且養(yǎng)生期達(dá)到后，可通車進(jìn)行南半幅橋梁的施工。

（5）鑿除老橋面鋪裝及企口縫混凝土，將空心板上邊緣混凝土鑿除至露出鋼筋，將相鄰板鋼筋加連接筋焊接在一起。然后在空心板上梅花狀鉆孔植入鋼筋，將植入的鋼筋與橋面鋪裝鋼筋邦扎在一起，植入鋼筋同時起到架立筋和連接筋的作用，橋面鋪裝設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，直徑為Ф12的帶肋鋼筋，間距為15cm，然后鋪筑20cm厚的防水水泥混凝土橋面鋪裝。

（6）將相鄰梁板間的企口縫用吹風(fēng)機(jī)將粉塵吹凈，C40鋼纖維細(xì)石混凝土重新澆筑。

（7）空心板上梅花狀鉆孔植入鋼筋；鑿毛并沖洗橋面板。

（8）在原橋板上設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)，將植入鋼筋與橋面鋪裝鋼筋邦扎在一起。

（9）在原橋面上澆注20cmC40防水水泥混凝土橋面鋪裝。

（10）對兩幅拱、板結(jié)構(gòu)橋的橋面鋪裝橫向鋼筋進(jìn)行焊接，焊接長度不小于12cm（單面焊），并適當(dāng)加強兩幅間連接筋的密度，使拱、板兩種不同的受力結(jié)構(gòu)在鋪裝系形成一個剛性整體連接。

4.4 改造效果：

（1）經(jīng)濟(jì)效果。

該橋若拆除重建，因河床較深，新建修建臨時便橋費用較大，且老橋下部堅固，拆除難度大，拆除費用也較大，再加上新建橋費用，經(jīng)估算需投資310萬元，但該橋改造費用為140萬元，節(jié)約投資170萬元。

（2）施工工期。

該橋若拆除重建建設(shè)工期最短為12個月，而改造工期僅為3個月，工期縮短了3倍。

（3）使用效果。

該橋于2010年8月施工完畢并投入使用，經(jīng)4年多的使用橋面鋪裝完好，整體橋梁受力均勻，目前運營良好，而很多橋梁的鋪裝層使用壽命僅為3～5年。

5. 結(jié)論

裝配式舊橋橋面鋪裝加固改造一般應(yīng)采取如下措施：

（1）主梁設(shè)置橫向連接鋼筋；

（2）主梁頂種植鋼筋；

（3）增加橋面鋪裝混凝土的厚度；

（4）增加布置橋面鋪裝橫向鋼筋。

參考文獻(xiàn)

[1] JTG/T J22-2008 公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范.

[2] JTG D60-2004 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范.

[3] JTG/T F50-2008 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.

[文章編號]1619-2737（2015）06-20-647

[作者簡介] 毛翠榮（1964-），女，籍貫：河南葉縣人，學(xué)歷：本科，職稱：高級工程師，長期從事公路工程技術(shù)與管理工作。