危橋加固改造技術(shù)應(yīng)用探析

劉瓊

摘? 要：作為交通的命脈，公路的瓶頸，橋梁無論是在社會(huì)進(jìn)步還是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著成橋基數(shù)的持續(xù)增加，時(shí)間的不斷推移，大量在役橋梁出現(xiàn)了不同程度的病害問題，這些病害的長期發(fā)展將嚴(yán)重威脅橋梁通行安全，需做加固改造處理。該文結(jié)合某工程實(shí)例，在全面了解原橋梁病害的前提下，提出了相應(yīng)的加固改造措施。

關(guān)鍵詞：工程概況;原橋病害;加固改造

中圖分類號(hào)：U445? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 工程概況

某橋梁工程總長度為61 m，屬于三跨鋼筋混凝土簡支梁橋?？鐝浇M合為16.5 m+21.6 m+22 m，6.2 m為橋面寬度，橫向布設(shè)有欄桿、人行道、單車道。橋梁以4道鋼筋混凝土矩形梁為上部結(jié)構(gòu)，且和橋面板整澆。沿縱橋向等間距在主梁上設(shè)橫隔板，并將鋼混凝土挑梁設(shè)于2側(cè)，便于人行道板設(shè)置，橋面存有混凝土鋪裝層，厚度為80 mm。兩側(cè)橋臺(tái)與橋墩位置無伸縮縫設(shè)置，主梁也并未有支座搭設(shè)。重力式墩臺(tái)為橋梁下部結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)布設(shè)于河床基巖之上，自通車運(yùn)營至今，橋梁呈現(xiàn)出不同程度的損害，為保證橋梁通行安全，需做加固改造處理。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需拓寬橋面，提高原橋面結(jié)構(gòu)承載力。

2 原橋病害分析及處理辦法

經(jīng)多年使用，橋梁已呈現(xiàn)出多處病害急需解決，主梁、欄桿及支座等部位均存在安全隱患。

（1）加固改造前，原橋?yàn)閱诬嚨赖雀哕囆袠?，橋面線性平緩，起伏不大，局部橋面混凝土鋪裝層已損壞，且橋頭引橋接頭位置損壞程度更甚，存在坡度高差，極易產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象，從而對行車舒適性造成嚴(yán)重影響。

（2）橋側(cè)人行道部位多處混凝土欄桿出現(xiàn)缺陷、殘損，混凝土脫落，鋼筋外露、銹蝕。第三跨上側(cè)欄桿多處扶手部位松動(dòng)嚴(yán)重，2#橋墩墩頂欄桿柱間間距在30 cm以上，安全性能嚴(yán)重下降。

（3） 橋臺(tái)部位棄土量大，1#橋墩墩帽部位存在嚴(yán)重混凝土脫落情況，橋面板開裂嚴(yán)重，橋面連接位置無伸縮縫設(shè)置。大量雜物堵塞主梁接縫與橋面泄水孔，對泄水孔排水影響較大，同時(shí)在橋面部分位置存在大量積水。

（4） 主梁腹板現(xiàn)大量鋼筋裸露、開裂、滲水情況，人行道板底混凝土保護(hù)層損壞嚴(yán)重，縱橋向輸水管道銹蝕堵塞。

（5） 橋梁無支座設(shè)置，主梁支點(diǎn)位置混凝土墊塊大量損壞，局部木質(zhì)墊塊脫落、腐蝕，脫空問題嚴(yán)重，支座無法均勻受力。除此之外，大量垃圾充塞簡支主梁接縫位置，導(dǎo)致支座功能喪失。

通過以上病害分析，在加固改造前期，需做好病害處理：

第一，針對橋頭、橋面混凝土面層脫落、損壞部位，沿?fù)p壞區(qū)域外周線切割，隨后將損壞的混凝土層鑿除，待清理干燥之后，需將強(qiáng)度等級(jí)更高的細(xì)石混凝土等材料澆筑其內(nèi)，也可選用環(huán)氧樹脂類有機(jī)黏接材料進(jìn)行混凝土拌和，以此修補(bǔ)。

第二，橋頭棄土、雜物清理干凈后，需及時(shí)將堵塞、銹蝕的泄水孔、管道疏通，特殊情況下，也可再次布設(shè)泄水管道或孔洞，防止橋面積水。

第三，處理鋼筋銹蝕、混凝土松動(dòng)等病害時(shí)，需先將松動(dòng)、破損的混凝土鑿除，并進(jìn)行鋼筋除銹，隨后根據(jù)病害面積大小進(jìn)行混凝土澆筑，提高面層保護(hù)力度。

第四，經(jīng)觀測，受力裂縫存于主梁，且寬度在0.15 mm以上，此時(shí)可通過壓漿法處理。要求先打磨裂縫部位，隨后利用封縫膠進(jìn)行處理，要求將注膠嘴留出，隨后施加一定壓力向裂縫內(nèi)注入膠液，達(dá)到封閉裂縫的作用。針對裂縫寬度在0.15 mm以下的情況，封閉直接選用環(huán)氧砂漿即可。

第五，橋面連接部位設(shè)置伸縮縫，并更換新的支座，達(dá)到良好加固效果。

3 危橋加固改造施工要點(diǎn)

3.1 型鋼挑梁拓寬原橋面

原橫橋向兩側(cè)護(hù)欄、鋼砼挑梁人行道需提前拆除，在拓寬原橋面時(shí)，可通過對拉螺栓將鋼支架錨固到原結(jié)構(gòu)邊梁腹板，利用橋面拉通鋼板與橋下支撐型鋼將左右兩側(cè)相同位置懸臂鋼梁連接成一個(gè)整體。按照3.3 m等間距在縱橋向進(jìn)行懸臂鋼梁設(shè)置，隨后焊接并連接矩形鋼管，從而提高整體效果，達(dá)到橋面拓寬的目的，如圖1所示。

3.2 新增鋼砼底板實(shí)現(xiàn)截面轉(zhuǎn)換

為達(dá)到截面轉(zhuǎn)換的目的，需按以下工序施工，鑿除縱筋保護(hù)層-清理浮渣-焊接橫向連系鋼筋-梅花點(diǎn)焊-綁扎固定-摻加高效減水劑-澆筑-覆膜-拆模，從而達(dá)到全跨范圍內(nèi)截面轉(zhuǎn)換，如圖2所示。

3.3 截面增大法加固邊梁

在橋梁加固施工中，往往選用多種加固組合法，根據(jù)該工程實(shí)際情況，在新增底板實(shí)現(xiàn)截面轉(zhuǎn)換之后，為增強(qiáng)橋梁整體承載能力，提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高行車安全，決定選用截面增大法進(jìn)行邊梁加固處理。加固邊梁時(shí)，可將邊梁寬度增加300 mm，按照原主梁截面配筋方式進(jìn)行施工，利用橫向植筋實(shí)現(xiàn)截面增大部位充分連接原邊梁，構(gòu)成一個(gè)整體，并將抗拉錨栓埋設(shè)至支座位置，如圖3所示。

3.4 梁端黏鋼抗剪加固

在加固正截面及拓寬橫橋向之后，原橋上部結(jié)構(gòu)自重、設(shè)計(jì)荷載將大大增加。基于帶載加固應(yīng)力滯后效應(yīng)，剪應(yīng)力增量根本無法通過新增鋼砼底板有所分擔(dān)，仍是原梁腹板承擔(dān)設(shè)計(jì)荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力。為此，在進(jìn)一步加大荷載的同時(shí)，極易產(chǎn)生抗剪破壞，特別是鋼筋混凝土梁橋，往往出現(xiàn)于支座與周圍截面處。在正截面抗彎加固過程中，為達(dá)到斜截面抗剪承載力有效提升，可將豎向鋼板條黏貼至梁端范圍2m內(nèi)。具體如圖4所示。

3.5 整體頂升橋梁換支座

原橋梁未進(jìn)行支座設(shè)置，通過測定結(jié)果顯示，主橋連接墩臺(tái)部位的鋼墊板損壞嚴(yán)重。經(jīng)過加固改造之后，大大增加了上部荷載，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)均勻受力，拓寬施工后，需進(jìn)行橋面整體頂升，并清理干凈主梁支點(diǎn)與墩帽部位，進(jìn)行板式橡膠支座安裝。

3.6 橋面系改造

原橋梁無伸縮縫設(shè)置，且有大量雜物填塞于橋臺(tái)連接橋面處，這對橋梁耐久性影響巨大。為加大結(jié)構(gòu)連接部位保護(hù)力度，實(shí)現(xiàn)徐變條件下主梁自由變形，在完成以上加固改造施工后，需將伸縮縫布設(shè)到橋臺(tái)處，橋墩主梁連接處做橋面半連接，最后重新鋪裝橋面。

4 危橋加固改造施工監(jiān)測分析

該工程加固改造部位較多，工作量大，歷經(jīng)多年通車運(yùn)營，已破壞了原橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布平衡狀態(tài)，同時(shí)，新增結(jié)構(gòu)也會(huì)導(dǎo)致原橋自重橫載加大，施工環(huán)節(jié)極易出現(xiàn)面外扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，降低了施工的可靠性。為提高施工安全，必須監(jiān)測施工環(huán)節(jié)橋梁控制截面的應(yīng)力應(yīng)變與撓度變化。

4.1 應(yīng)變監(jiān)測

控制截面應(yīng)變是荷載作用下結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平的反應(yīng)。在施工各環(huán)節(jié)可選用JXZX-212表貼式或JMZX-215埋入式智能弦式應(yīng)變計(jì)進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)測量。此類應(yīng)變計(jì)特點(diǎn)為抗干擾性能強(qiáng)、便于采集數(shù)據(jù)及穩(wěn)定性良好。通過監(jiān)測可及時(shí)反饋施工全過程的應(yīng)力變化情況，同時(shí)能夠?qū)⑹┕すに嚽昂蠼Y(jié)構(gòu)應(yīng)力變化真實(shí)反應(yīng)出來。于橋梁加固工程而言，通過新舊結(jié)構(gòu)協(xié)同受力可全面提升加固效果，而測定的應(yīng)變變化情況，能夠?qū)⑿略霾糠謪⑴c結(jié)構(gòu)的整體受力情況直觀、真實(shí)反映。

4.2 撓度監(jiān)測

撓度監(jiān)測是施工各階段撓度、撓度差變化的真實(shí)反映。測點(diǎn)需布設(shè)到各跨跨中截面兩側(cè)，鉆孔注入膠液后將測釘貫入，數(shù)量為6個(gè)。監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)為橋南頭其中2個(gè)可視固定點(diǎn)，做好相對高程設(shè)置，通過閉合水準(zhǔn)線路形式利用徠卡DSI精密電子水準(zhǔn)儀觀測撓度，此時(shí)某階段撓度值可通過相同測點(diǎn)相近采樣高程變化值表示。因該橋梁通車運(yùn)營時(shí)間較長，墩臺(tái)基礎(chǔ)變形呈穩(wěn)定狀態(tài)，則在監(jiān)測撓度時(shí)無需考慮基礎(chǔ)沉降問題。

監(jiān)測結(jié)果顯示，整個(gè)施工過程中，控制截面撓度變化不大，整體呈平穩(wěn)狀態(tài)，無明顯突變，22 m、16.5 m、21.6 m各跨情況見表1，其中累計(jì)跨中凈撓度值最大為22 m跨? 因施工階段新增部分結(jié)構(gòu)具有較大重量，極易出現(xiàn)跨中下?lián)犀F(xiàn)象，但相對值不大，均可控制在允許范圍。撓度差值表明施工階段未見面外扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。隨著結(jié)構(gòu)荷載的不斷增加，撓度變化比例隨之增加。但有無規(guī)律波動(dòng)現(xiàn)象出現(xiàn)于整體頂升橋面換支座施工時(shí)，隨之應(yīng)變產(chǎn)生改變。經(jīng)分析，主要原因在于頂升再落梁后結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力重分布，將有彈性變形情況產(chǎn)生于各支反力點(diǎn)橡膠支座。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著交通量的迅速增長，在推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化發(fā)展的同時(shí)，也不可避免地產(chǎn)生了諸多新問題，特別是作為交通命脈的橋梁工程建設(shè)方面。目前，大量早期修建的橋梁工程病害問題愈加嚴(yán)重，尤其是在承載力方面，導(dǎo)致橋梁變?yōu)槲?。為此，必須采取科學(xué)、有效的加固改造技術(shù)，全面提升工程建設(shè)質(zhì)量，恢復(fù)使用性能，只有這樣才能保證車輛通行安全。

參考文獻(xiàn)

[1]王勇軍，高輝.農(nóng)村公路橋梁現(xiàn)狀分析及管養(yǎng)措施[J].山東交通科技，2010（5）：70-72.