預(yù)應(yīng)力砼系桿拱橋病害及加固方法研究

韓光欽

摘 要：文章根據(jù)某地區(qū)干線公路系桿拱橋病害調(diào)查報告，分析下承式預(yù)應(yīng)力砼系桿拱橋的常見病害及其原因，并根據(jù)不同病害情況闡述了常用的加固、養(yǎng)護(hù)方法，最后提出應(yīng)從設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)、橋涵防撞等方面確保橋梁的安全。

關(guān)鍵詞：拱橋；病害；加固；養(yǎng)護(hù)

中圖分類號：U445.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）12-0144-01

拱橋具有歷史悠久、就地取材、外形美觀、造價低廉、施工簡單、不需要大型吊裝設(shè)備等優(yōu)點，一直得到廣大建設(shè)者的青睞。然而，近一年來，江蘇省各干線公路上多座中、下承式拱橋在養(yǎng)護(hù)檢查中發(fā)現(xiàn)較為嚴(yán)重的病害，對行車安全構(gòu)成了威脅，因此，查明拱橋的病害情況及其產(chǎn)生原因，并根據(jù)各病害產(chǎn)生原因及程度給予適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)、維修、加固，使其具有更高的承載能力及行車性能，且可以指導(dǎo)新建拱橋時，在設(shè)計和施工中盡量避免病害的產(chǎn)生。

1 典型病害及原因分析

根據(jù)對泰州市干線公路上多個鋼筋混凝土系桿拱橋的調(diào)查檢測，將各典型病害進(jìn)行如下總結(jié)。

1.1 橋面系及支座

①橋面鋪裝開裂，破損。橋面鋪裝表面出現(xiàn)縱、橫裂縫，局部龜裂、破損，這是由于橋面鋪裝材料性能較差，在超載車輛反復(fù)作用下，導(dǎo)致橋面系逐漸開裂、破損。

②支座環(huán)向裂紋、支座脫空、鋼墊板嚴(yán)重銹蝕。設(shè)計或施工及板兩端的坡度不平行造成的局部病害。

③防撞墻豎向裂縫。防撞墻豎向裂縫較多，主要是長期行車震動、施工中混凝土養(yǎng)護(hù)不到位、其他人為原因等造成。

④伸縮縫填充雜物、橡膠帶老化。此病還或?qū)е轮髁翰荒茏杂缮炜s，可能導(dǎo)致主梁內(nèi)力重分布，造成主梁結(jié)構(gòu)安全隱患。

1.2 上部結(jié)構(gòu)

①吊桿局部油漆老化、脫落、吊桿銹蝕，吊桿內(nèi)未灌漿。吊桿鋼材外露，油漆脫落，主要是養(yǎng)護(hù)工作未到位，可能長時間未養(yǎng)護(hù)。吊桿內(nèi)未灌漿，應(yīng)為施工遺漏。

②拱肋病害。拱肋露筋、銹蝕；拱肋上錨頭封錨處混凝土開裂、滲水；拱肋下錨頭處混凝土產(chǎn)生裂紋。拱肋的吊環(huán)鋼筋在拱肋施工完成后未處理好、拱肋間連接施工時施工不仔細(xì)及對接縫處混凝土養(yǎng)護(hù)不到位，是造成上述病害的主要原因。

③行車道板破損。一些行車道板邊緣混凝土破碎，主筋出露，主要原因為船舶撞擊所致。

④風(fēng)撐縱向裂縫。風(fēng)撐裂縫均發(fā)生在風(fēng)撐截面開口處，截面突變導(dǎo)致的應(yīng)力集中及構(gòu)造鋼筋偏少是造成該裂縫的主要原因，是設(shè)計缺陷造成的病害。

⑤橫梁豎向裂縫。橫梁側(cè)面發(fā)現(xiàn)多處豎向裂縫，根據(jù)了解由于工期原因該橫梁完成周期較短，基本未經(jīng)養(yǎng)護(hù)就投入使用及橫梁側(cè)面防裂鋼筋間距較大，是造成此類裂縫的直接原因。

1.3 下部結(jié)構(gòu)

下部結(jié)構(gòu)的病害主要為立柱擦痕、護(hù)墩體破壞、立柱露筋。由于橋梁修建在航道河上，船舶的撞擊是造成此類破壞的主要原因，而河水的沖刷也是一個原因。

2 加固和養(yǎng)護(hù)技術(shù)

根據(jù)以上分析，在正常情況下，下承式拱橋的受力主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，橋梁運(yùn)營狀況良好，主要病害均出現(xiàn)在一些細(xì)部結(jié)構(gòu)，然而這些細(xì)部的病害不處理好不但會降低橋上行車的舒適性，更會嚴(yán)重影響主體結(jié)構(gòu)的受力性能及耐久性能，最終可能影響到全橋的整體結(jié)構(gòu)，造成不可預(yù)估的損失，故必須處理好這個病害。下面介紹常見病害的處理措施。

2.1 橋面病害處理

對于整體橋面鋪裝嚴(yán)重破損的橋面，宜采取銑铇橋面瀝青，重新攤鋪橋面瀝青，并注意瀝青的選材及瀝青路面的施工工藝，提高瀝青橋面的性能及行車舒適度；對于小面積瀝青損壞的情況處理損壞處橋面即可。

2.2 支座病害處理

對于支座環(huán)向產(chǎn)生裂紋、鋼板銹蝕的，在查明產(chǎn)生病害的原因后更換支座，并盡量消除產(chǎn)生此類病害的不利因素，并注意新?lián)Q支座尺寸宜與原支座一致。

對于支座脫空，可用楔形鋼板來調(diào)整支座墊石組合高度，消除支座脫空現(xiàn)象，使支座處于工作狀態(tài)。

2.3 吊桿病害處理

吊桿的病害主要為油漆老化、脫落，導(dǎo)致吊桿銹蝕，應(yīng)清理吊桿銹蝕面，做防銹處理，再重新涂油漆，同時應(yīng)定期對吊桿油漆進(jìn)行檢查、養(yǎng)護(hù)，防止銹蝕面擴(kuò)大。對于未灌漿的吊桿，應(yīng)立即按設(shè)計進(jìn)行灌漿。

2.4 混凝土病害處理

①對于拱肋吊環(huán)鋼筋出露、銹蝕，應(yīng)割除出露鋼筋，并用水泥砂漿涂抹切割面，防止拱肋內(nèi)部鋼筋銹蝕。

②對于拱肋上錨頭封錨處混凝土開裂、滲水及拱肋下錨頭處混凝土產(chǎn)生裂紋等病害，可將封錨處混凝土鑿除，采用高強(qiáng)、快硬、微膨脹混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；或采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行封閉處理，并對封閉后的裂縫發(fā)展情況進(jìn)行定期觀測。

③對于被船舶撞壞、撞破的混凝土，應(yīng)先清理掉破碎的混凝土，再檢查內(nèi)部鋼筋是否有嚴(yán)重銹蝕及破損，如有，應(yīng)計算并配置加強(qiáng)鋼筋，然后用至少比原混凝土標(biāo)號高一級的混凝土進(jìn)行修補(bǔ)。

④混凝土裂縫處理。根據(jù)分析風(fēng)撐裂縫及橫梁側(cè)面裂縫均為非結(jié)構(gòu)裂縫，根據(jù)裂縫的寬度及深度可分別采用表面封閉法、自動低壓滲注法、壓力灌注法。但對于受力構(gòu)件（如橫梁）的非結(jié)構(gòu)裂縫，除對裂縫處理外，應(yīng)對橫梁表面進(jìn)行定期觀察，防止非結(jié)構(gòu)裂縫對結(jié)構(gòu)主筋及截面剛度產(chǎn)生削弱，或者將結(jié)構(gòu)裂縫誤為非結(jié)構(gòu)裂縫。

2.5 橋梁防撞

船舶撞擊是對橋涵安全、穩(wěn)定造成危害最大的因素，由檢測報告可以看出，橋涵破壞最嚴(yán)重的地方均是有船舶撞擊所致，故防止船舶撞擊是確保橋涵正常使用的主要因素。應(yīng)在橋涵處設(shè)置明顯的警示標(biāo)志及設(shè)置防撞設(shè)施，確保橋涵結(jié)構(gòu)安全。

2.6 基礎(chǔ)沖刷加固

一般性的沖刷加固可在橋梁下部結(jié)構(gòu)上游6～8 m、下游8～12 m采用漿砌片石鋪砌；對于擴(kuò)大基礎(chǔ)的底掏空應(yīng)采用拋石、鉛絲籠等加固方式，加固高度應(yīng)達(dá)到基礎(chǔ)底面以上1.0 m，坡度不應(yīng)大于1：1。

3 結(jié) 語

近年來，由于橋涵的安全問題已經(jīng)導(dǎo)致了較嚴(yán)重的人員傷亡及財產(chǎn)損失，橋涵的安全性問題越來越重要，在建設(shè)鋼筋混凝土拱橋時應(yīng)做到以下幾點：

①在混凝土系桿拱橋應(yīng)定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的同時，還要密切觀察結(jié)構(gòu)病害較多的橋，將影響橋涵安全的不利因素盡早消除。

②應(yīng)在混凝土系桿拱橋設(shè)計、施工中消除可能導(dǎo)致橋涵病害的因素（如設(shè)計中防裂鋼筋設(shè)置應(yīng)滿足規(guī)范要求；施工時混凝土養(yǎng)護(hù)工作要到位、吊桿的防銹處理）。

③做好橋涵的防撞措施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司.泰州市干線公路系桿拱橋檢測報告[R].2009.

[2] JTG/TJ 22-2008，公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范[S].