公路舊橋常見(jiàn)病害及維修加固技術(shù)

袁國(guó)泰

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)和交通行業(yè)的快速發(fā)展，橋梁發(fā)展也十分迅猛，但是除了很多新型新建橋梁之外，還有很多早期建成的公路舊橋，他們具有荷載能力低，使用年限長(zhǎng)的特點(diǎn)，根據(jù)不同的舊橋類型采取不同的防護(hù)加固措施，是維護(hù)道路安全，節(jié)約養(yǎng)護(hù)成本的主要手段。但因?yàn)榻ǔ蓵r(shí)間較早，基礎(chǔ)深度、地質(zhì)情況以及隱蔽工程的尺寸很多信息不全面，從而也加大了維護(hù)的難度，本文總結(jié)自己的一些觀點(diǎn)，希望在公路舊橋維護(hù)上貢獻(xiàn)出自己的一份力量。

【關(guān)鍵詞】公路舊橋；病害；加固維修

0 前言

舊橋加固是道路安全的需要，也是減少成本的手段，通過(guò)對(duì)舊橋進(jìn)行加固維護(hù)，以最小成本獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。從目前橋梁使用狀況分析，甘肅目前舊拱橋仍然占據(jù)多數(shù)，舊拱橋所承受的超負(fù)荷有以下兩點(diǎn)：第一，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)交通量不斷增加；第二，重型車輛的增加以及不遵守交通規(guī)則的超載超限現(xiàn)象；每一個(gè)都對(duì)橋梁本身產(chǎn)生極大的損害，舊橋本身的荷載與通過(guò)橋面車輛的運(yùn)營(yíng)狀況不成正比，因此，對(duì)現(xiàn)有舊橋進(jìn)行加固維護(hù)，是目前以至今后的重要任務(wù)。

1 公路舊橋病害及維修技術(shù)

1.1 舊橋破壞產(chǎn)生的因素

1）早期的設(shè)計(jì)水平較低，設(shè)計(jì)時(shí)的荷載及標(biāo)準(zhǔn)偏低；

2）使用環(huán)境影響，以前通車較少，現(xiàn)在大量的重型車輛較多；

3）地質(zhì)自然環(huán)境的影響，包括氣候、水含量、溫度、水流沖擊沖刷等；

4）當(dāng)時(shí)材料種類較少，鋼筋緊缺、水泥混凝土強(qiáng)度等標(biāo)準(zhǔn)較低；

5）施工技術(shù)較為落后，施工裝備機(jī)械的不完善。

1.2 混凝土構(gòu)件裂縫

一般鋼筋混凝土構(gòu)件是帶裂縫工作的，即在初期施工的時(shí)候受到氣溫、水泥等材料的影響，產(chǎn)生不定形變，當(dāng)其粘合在一起時(shí)互相形成約束力，一旦約束力大于水泥和材料之間的粘合強(qiáng)度，水泥自身會(huì)產(chǎn)生抗拉力，產(chǎn)生裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因可以綜合為以下三點(diǎn)：

第一，地下水對(duì)混凝土的腐蝕，有結(jié)晶類、分解類、結(jié)晶分解類三種。結(jié)晶類腐蝕主要是能生成水化硫鋁酸鈣，體積增大在混凝土中產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力。分解類腐蝕是由于侵蝕性二氧化碳含量過(guò)高，碳酸氫根離子含量過(guò)低，對(duì)混凝土的腐蝕性越強(qiáng)。結(jié)晶分解類腐蝕是因?yàn)榈叵滤邪备?、硝酸根離子和氯、鎂離子含量過(guò)多時(shí)，與混凝土中的氫氧化鈣作用發(fā)生的腐蝕作用。

第二，凍融影響，在混凝土中存在大量的孔隙和裂縫，而水分進(jìn)去后，當(dāng)溫度降低的一定點(diǎn)時(shí)，孔隙中的水凍結(jié)膨脹使得孔壁受壓力而形變，反復(fù)如此會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫。

第三，鋼筋被銹蝕，除了自身性能影響外，與混凝土的性能和外界環(huán)境變化有著密切的關(guān)系，鋼筋生銹后導(dǎo)致截面縮小，生成氧化鐵體積后不斷膨脹，使得保護(hù)層的混凝土破裂。

對(duì)于裂縫的加固維修，第一步，對(duì)松散、破碎、剝落及鋼筋外漏等進(jìn)行人工鑿除或者高速射水，把污損部分清除干凈。第二步，清理干凈后，對(duì)破損部位進(jìn)行修補(bǔ)，可以采用樹(shù)脂型砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，施工溫度適宜為5℃-6℃以上，氣溫太低的話要延遲施工。第三步，施工完成后上對(duì)于較寬的裂縫要進(jìn)行封閉。

2 舊橋加固改造技術(shù)

2.1 加固改造前的準(zhǔn)備工作

1）查找以前舊橋的設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)報(bào)告以及原始的施工技術(shù)資料，盡可能多的調(diào)查地質(zhì)情況和基礎(chǔ)埋設(shè)深度；

2）對(duì)舊橋進(jìn)行一次勘察，對(duì)于形變部位進(jìn)行記錄；

3）對(duì)橋梁進(jìn)行荷載試驗(yàn)，對(duì)其承載力做出新的報(bào)告。

2.2 常用加固措施

2.2.1 上部結(jié)構(gòu)加固

上部結(jié)構(gòu)加固可以采用拼寬原橋及對(duì)原橋臺(tái)進(jìn)行改造兩種方式。拼寬原橋也是比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的一種方式，按照實(shí)際的荷載力拼寬原橋，也是保障安全出行的方法之一。而利用原橋臺(tái)改造其結(jié)構(gòu)對(duì)于拱圈不能滿足超限運(yùn)輸或者地基有不均勻沉降皆可用此方法進(jìn)行舊橋上部結(jié)構(gòu)加固。

2.2.2 下部結(jié)構(gòu)加固

較為高大的橋臺(tái)，在荷載壓力下，會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂、翼墻外崩、錯(cuò)位等病害，我們可以對(duì)于跨徑小的拱橋采用橋?qū)拑?nèi)加鋼筋混凝土框架進(jìn)行加固。

2.2.3 基礎(chǔ)加固

舊橋天然地基的淺基礎(chǔ)，埋設(shè)深度不夠，容易受到河水沖刷，導(dǎo)致地基局部軟弱，橋臺(tái)容易產(chǎn)生不均勻沉降，出現(xiàn)這種情況，我們可以用漿砌片石對(duì)河床進(jìn)行鋪砌，對(duì)于跨徑較小的橋梁，我們可以在橋跨范圍內(nèi)鋪C15混凝土，從而進(jìn)行加固，厚度一般為30cm，鋪砌兩端要設(shè)置截水墻，其設(shè)置參數(shù)見(jiàn)表1：

2.2.4 塞縫灌漿

塞縫灌漿是按照一定比例配置的水泥砂漿、環(huán)氧樹(shù)脂砂漿通過(guò)噴漿機(jī)灌注結(jié)構(gòu)物的縫隙中，避免鋼筋銹蝕破壞整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。塞縫灌漿多用于橋梁上下部結(jié)構(gòu)裂縫，灌漿材料有水泥砂漿、環(huán)氧樹(shù)脂砂漿等等材料，但是不管用哪一種，都要根據(jù)具體情況分析而定。施工時(shí)，先用1：1的水泥砂漿進(jìn)行勾縫，勾縫時(shí)要提前留出灌漿孔，孔隙約為6mm-8mm，孔距約為0.4m-1m，等到勾縫的砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度之后即可灌漿。鋼筋混凝土的裂縫較小，可直接用環(huán)氧樹(shù)脂填縫，大一點(diǎn)的裂縫都要進(jìn)行灌漿。像石砌的墩、臺(tái)、拱圈裂縫等可以用水泥砂漿來(lái)灌注，是否含砂則看具體情況。像鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫則多用于環(huán)氧樹(shù)脂漿的情況較多，易灌滿，粘性好。橋面裂縫的話選材多用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿。這些方法在舊橋加固上都是比較經(jīng)濟(jì)且效果較好。

2.2.5 橋面鋪裝層的加固

鋼筋混凝土的橋面鋪裝層容易有開(kāi)裂、剝離等問(wèn)題，對(duì)于拱橋而言，一旦下雨滲水，加大拱橋材料的含水量，就會(huì)出現(xiàn)滲水現(xiàn)象；另外，橋面鋪裝層出現(xiàn)破損的時(shí)候?qū)τ诎踩熊囈灿杏绊?。我們?cè)诜雷o(hù)維修時(shí)要根據(jù)不同的情況給予不同的解決辦法，對(duì)于年限長(zhǎng)破損嚴(yán)重的橋梁，我們可以拆除或者修復(fù)的方案；對(duì)于年限短病害較輕的橋梁可以在不降低荷載標(biāo)準(zhǔn)的情況下進(jìn)行加鋪瀝青碎石層的方案。

2.2.6 頂推法

在拱橋自重荷載情況下，對(duì)于基礎(chǔ)和橋臺(tái)都會(huì)產(chǎn)生垂直的推力，并使得臺(tái)后填土的壓縮及基礎(chǔ)的沉降，引起拱橋軸線的變化和拱頂下沉。而頂推法的原理是在橋跨一側(cè)或兩側(cè)的拱腳處，安裝傳力結(jié)構(gòu)，通過(guò)千斤頂施加推力，在頂推過(guò)程中，測(cè)量觀察拱肋及橋跨的變化，知道達(dá)到設(shè)計(jì)水平為止，保持千斤頂?shù)淖饔茫铆h(huán)氧樹(shù)脂砂漿在分離的拱肋間進(jìn)行澆筑，待其形成強(qiáng)度后再放開(kāi)千斤頂，使拱橋軸線恢復(fù)。這種方法使用材料較少，但是對(duì)于其專業(yè)性要求很高，需要一只專業(yè)性的施工隊(duì)伍。

2.2.7 加強(qiáng)管理

加強(qiáng)舊橋的管理，定期維護(hù)、維修，使其有最佳的工作狀態(tài)，充分發(fā)揮其作用。公路管理部門對(duì)于超載、超限的管理是十分重要的。其工作要求工期短、要求高、前期工作量大等特點(diǎn)，對(duì)于大車量路段加強(qiáng)檢查和管理，充分調(diào)動(dòng)基層單位的工作積極性，各個(gè)部門協(xié)調(diào)配合。

3 結(jié)束語(yǔ)

舊橋的維護(hù)維修同樣屬于橋梁工程，不能重建設(shè)輕養(yǎng)護(hù)，一個(gè)橋的養(yǎng)護(hù)比新建可能還要難，因?yàn)榕f橋沒(méi)有現(xiàn)成的規(guī)范和可供參考的原套圖紙，病害錯(cuò)綜復(fù)雜，病因難以確定。因此，要充分重視舊橋管理的工作，加大資金投入，以保持其最良好的運(yùn)營(yíng)通行環(huán)境，確保舊橋安全使用。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：王楠]