城市橋梁維修加固施工技術(shù)研究

朱紅軍 孫建鋒

蘇交科集團(tuán)股份有限公司

1 引言

城市橋梁主要是指城市范圍之內(nèi)跨越或連接城市道路，為行人或車輛提供通行服務(wù)的高架道路以及橋梁。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國城市交通發(fā)生了日新月異的變化，部分城市橋梁尤其是八十年代之前設(shè)計(jì)修建的橋梁荷載已無法適應(yīng)社會快速發(fā)展的需要。強(qiáng)化對城市橋梁的日常管理，采取維修加固的方式增強(qiáng)橋梁承載能力，對保障城市交通安全具有非常重要的意義。

2 城市橋梁維修加固的意義

目前，我國高度重視城市交通建設(shè)工作，不斷增大對高速公路、國道、省道等公路工程的投資力度，大量高質(zhì)量公路工程逐步投入使用和運(yùn)營，城市公路網(wǎng)絡(luò)日趨優(yōu)化和完善。部分城市橋梁由于建設(shè)年限較久，使用時(shí)間過長，加之修建時(shí)受施工技術(shù)和設(shè)計(jì)方案等因素的制約，其載重能力已無法適應(yīng)目前車流量、人流量高速迅猛增長的步伐，很多城市橋梁出現(xiàn)了一些病害，處于“帶病上崗”狀態(tài)，如果不能及時(shí)對這部分城市橋梁進(jìn)行維修加固，有可能會引發(fā)重大交通事故，給國家財(cái)產(chǎn)和人民群眾生命安全造成嚴(yán)重?fù)p失。因此，城市橋梁養(yǎng)護(hù)管理人員要不斷學(xué)習(xí)橋梁維修加固的新技術(shù)、新理論，深入研究不同程度、不同類型受損橋梁的維修加固技術(shù)，從而保障車輛、人員的安全通行和城市橋梁的“健康上崗”。

3 影響城市橋梁穩(wěn)固性的因素

3.1 設(shè)計(jì)因素

部分城市橋梁修建年代較久，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不高，造成運(yùn)輸需求與橋梁承載能力之間出現(xiàn)突出矛盾。一是設(shè)計(jì)荷載偏低。隨著橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的逐步發(fā)展，城市橋梁的設(shè)計(jì)荷載從原來的汽車-8 級、汽車-13 級慢慢發(fā)展至城-A 級、城-B 級，并呈現(xiàn)出越來越大的發(fā)展趨勢；二是通行能力太小。比如：橋梁縱斷面線形、平面線形設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不高，橋面過窄，橋下或橋上通車凈空不夠等。

3.2 施工因素

部分城市橋梁存在施工前勘測不到位的問題，導(dǎo)致在施工過程中對基礎(chǔ)深度、基底地質(zhì)等情況的了解程度不夠。另外，因多次被洪水沖刷，河床底部加深，橋梁墩臺的基礎(chǔ)部位沖空、外露，導(dǎo)致沉降不均勻，拱圈、橋臺因附加應(yīng)力而出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，對橋梁的安全性造成了直接影響。

3.3 使用因素

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市交通需求迅猛增加，同時(shí)重型車輛數(shù)量不斷增多，且存在車輛超載運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)象，尤其是部分城市出入口的道路，頻繁遭受過境重型、大型、超載貨車的碾壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了橋梁設(shè)計(jì)使用的荷載，導(dǎo)致橋梁長期在超重荷載下運(yùn)營。對于城市內(nèi)的橋梁，尤其是早期修建的舊橋梁，不得不通過交通管制的方法來禁止超載運(yùn)輸車輛通行。

4 城市橋梁維修加固施工辦法

4.1 塞縫灌漿

塞縫灌漿是指利用噴漿機(jī)將根據(jù)一定比例調(diào)制的環(huán)氧樹脂（漿）砂、水泥(漿)砂在一定壓力下灌入城市橋梁結(jié)構(gòu)的縫隙中，從而起到防止鋼筋銹蝕、填塞裂縫，增強(qiáng)城市橋梁整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的作用。也就是說，塞縫灌漿是往橋梁結(jié)構(gòu)的裂縫中填滿膠結(jié)構(gòu)的材料，以盡可能地讓力的傳遞、作用恢復(fù)至原有狀態(tài)。當(dāng)橋梁上下部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫后，通常采用塞縫灌漿的方式進(jìn)行加固，灌漿的種類包括水泥砂漿、水泥漿、環(huán)氧樹脂砂漿、環(huán)氧樹脂漿等，具體使用哪一種灌漿，要結(jié)合城市橋梁的實(shí)際情況來確定。

4.2 結(jié)構(gòu)加固

對于城市橋梁的橋臺尤其是較高的橋臺，因?yàn)槌惺苄熊嚭奢d的壓力，常出現(xiàn)橋臺凸肚、橋臺開裂、翼墻錯(cuò)位、翼墻開裂、翼墻外崩等多種病害。針對水流較小、跨徑不大的石拱橋，可通過在橋跨內(nèi)增設(shè)鋼筋混凝土框架的方式進(jìn)行加固。

4.3 基礎(chǔ)加固

橋梁跨徑不大時(shí)，因河水改道，橋臺基礎(chǔ)會受到洪水的直接沖刷，造成橋臺基礎(chǔ)出現(xiàn)掉腳或沖空等情況。針對這種情況可采取將15 號片石混凝土滿鋪在橋跨范圍之內(nèi)的方法實(shí)施加固，鋪砌約30cm厚，并在鋪砌兩端增設(shè)寬0.6m、深1m的截水墻。針對因水流改道、橋梁上游河床變遷、洪水直接對橋臺引道或橋臺基礎(chǔ)進(jìn)行沖刷而造成引道被毀、橋臺基礎(chǔ)沖空的橋梁，可通過在橋梁上游適當(dāng)位置增加丁壩等調(diào)治構(gòu)造物的方式，把河水引進(jìn)主河道。

4.4 鋪裝加固

橋面鋪裝層剝離或開裂對于不同類型的橋梁來說都是一種嚴(yán)重病害。就鋼筋混凝土梁板橋而言，鋪裝層剝離或開裂會加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致橋梁橫向整體性減弱；就石拱橋而言，因雨水滲入橋面，拱填料中的水含量增加，會導(dǎo)致拱圈產(chǎn)生滲水等現(xiàn)象。另外，橋面鋪裝層出現(xiàn)破損，還會導(dǎo)致橋面不平整，在車輛通過時(shí)，會造成橋梁振動，對橋梁產(chǎn)生極為不利的影響，并且還會使橋面鋪裝層的病害程度加重。可結(jié)合不同橋梁的具體情況，有針對性地開展加固作業(yè)：針對破損嚴(yán)重、使用年限較長的橋梁，可采取修復(fù)、拆除加固的方法；對于使用年限不長，病害不嚴(yán)重，同時(shí)混凝土的強(qiáng)度還符合有關(guān)設(shè)計(jì)要求的橋梁，可先對病害進(jìn)行簡單處置，然后在保證設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)不降低的情況下，通過加鋪瀝青碎石層的方式進(jìn)行加固處理。

5 案例分析

合肥市在2017 年～2018 年開展了二環(huán)路暢通工程，該道路修建于20 世紀(jì)80 年代末期，如今是合肥市的城市主干道，發(fā)揮了分流市中心交通和城市交通集散的重要作用。該道路上有多處城市橋梁，由于修建時(shí)間較長，承載運(yùn)營荷載較大，大部分都出現(xiàn)了不同程度的病害，需要進(jìn)行維修加固。下面以合肥市合作化路橋?yàn)槔?，對城市橋梁維修加固情況進(jìn)行簡要介紹：

合作化路橋在東二環(huán)路上，為2類養(yǎng)護(hù)的城市橋梁。橋梁的上部結(jié)構(gòu)屬于鋼筋混凝土鉸接的T梁，下部是樁柱式的橋墩，整個(gè)橋梁的跨徑是2m×20m，設(shè)計(jì)荷載是汽-20級。

對合作化路橋的檢測結(jié)果是：（1）橋梁下部結(jié)構(gòu)。局部蓋梁鋼筋裸露、混凝土銹脹；局部橋臺護(hù)欄坍塌；局部橋臺臺帽滲水、開裂，裂縫寬度約為0.2mm～0.3mm。（2）上部結(jié)構(gòu)。相鄰T 梁間的橫隔板斷裂、錯(cuò)位、局部箍筋銹蝕、混凝土剝落、鋼筋銹蝕；主梁間的橫向聯(lián)系較弱，混凝土剝落、鉸縫損壞、鋼筋銹蝕；（3）附屬設(shè)施部分。伸縮縫中堵塞雜物并且漏水，橋頭搭板出現(xiàn)損壞，欄桿銹蝕。

合作化路橋的橋梁整體屬于合格狀態(tài)，狀況指數(shù)為BCI=72，被評定為C級，可在開展專項(xiàng)檢測后進(jìn)行小修、保養(yǎng)。根據(jù)檢測的結(jié)果，制定了下面幾項(xiàng)維修加固措施：（1）利用橋面澆筑混凝土、梁下設(shè)置鋼管柱、增加橫梁截面、在腹板和橫隔板位置植筋等多項(xiàng)措施，有效加大主梁間的橫向聯(lián)系。（2）在主梁部分增加橋面板整體化層，提高梁高，增加橋梁整體剛度。（3）對伸縮縫、橋頭搭板和欄桿進(jìn)行全部更換。（4）對于蓋梁和主梁發(fā)生損害的部位，利用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，對橋臺和主梁的裂縫進(jìn)行封閉處理。（5）對橋臺護(hù)坡進(jìn)行重新施工。

在澆筑橋面混凝土?xí)r，在橋面梁縫間開設(shè)灌注口，每塊跨中腹板上部水平連接板上設(shè)置灌注口2個(gè)，同時(shí)設(shè)置灌注槽，確保混凝土能順利下落。梁段橫隔板沒有橫向預(yù)應(yīng)力筋，可采用Φ400鋼管樁，單根長度為13m。鋼管樁的內(nèi)徑為388.4mm，外徑為406.4mm，壁厚為9mm，斷面積為112.3cm2。鋼管樁入土深度為9.m，外露3.5m，鋼管樁頂標(biāo)高為83.5m。

6 結(jié)束語

總而言之，城市橋梁是我國交通運(yùn)輸體系的咽喉命脈，對提升城市整體形象、保障人民群眾出行安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展等都具有重要作用，因此，深入研究并不斷改進(jìn)城市橋梁維修加固施工技術(shù)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。在城市橋梁的日常養(yǎng)護(hù)管理過程中，要定期對橋梁狀況進(jìn)行勘測，結(jié)合城市橋梁的不同受損情況和受損部位，制定行之有效的維修和養(yǎng)護(hù)方案，延長城市橋梁的使用壽命，確保城市橋梁正常通行，維護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)國家現(xiàn)代化建設(shè)快速發(fā)展。