談橋梁加固改造措施及經(jīng)驗(yàn)

武麗俊

(太原公路分局婁煩公路管理段，山西太原 030300)

0 引言

隨著近幾年治超力度及危橋改造力度的加大，使得我單位管養(yǎng)國(guó)省道干線公路橋梁的技術(shù)狀況有了較大的改善，現(xiàn)結(jié)合我單位近年來(lái)橋梁加固改造的實(shí)際情況，對(duì)管養(yǎng)橋梁所存在的病害及改造進(jìn)行歸納分析。

1 橋梁基本概況

目前我單位國(guó)省干線公路上共有橋梁148座，管養(yǎng)橋梁按跨徑分:大橋11座，中橋50座，小橋87座;按荷載分:汽—超20，4座，汽—20，86座，汽—15，19座，＜汽—15，1座，公路Ⅰ級(jí)9座，公路Ⅱ級(jí)29座;按照技術(shù)等級(jí)分:一類橋54座，二類橋67座，三類橋23座，四類橋4座。橋梁技術(shù)狀況統(tǒng)計(jì)圖見圖1。

圖1 橋梁技術(shù)狀況統(tǒng)計(jì)圖

2 橋梁加固改造措施及經(jīng)驗(yàn)

“十一五”期間以來(lái)，我單位加固和改造橋梁共計(jì)49座，其中新建橋梁12座，更換上部結(jié)構(gòu)19座，重做橋面鋪裝15座，拱橋加固3座(見圖2)。

圖2 “十一五”期間橋梁加固改造統(tǒng)計(jì)圖

2.1 對(duì)橋梁梁板裂縫的改造措施

1)對(duì)于小跨徑采用整體現(xiàn)澆板的橋梁，在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大部分裂縫發(fā)生在跨中部位，一般可進(jìn)行封閉處理，涂刷環(huán)氧樹脂膠或采用壓力灌注環(huán)氧樹脂膠等，并觀察其裂縫的變化情況。

2)橋梁裂縫超限值，橋板出現(xiàn)橫向裂縫的橋梁應(yīng)該拆除橋梁上部結(jié)構(gòu)，更換橋面板。王家崖橋位于省道太克線K68+111處，該橋建于1986年，為2-6.9 m空心板橋，該橋存在的病害主要有橋面鋪裝嚴(yán)重?fù)p壞，鉸縫失效，板塊呈單板受力狀態(tài)，部分板塊出現(xiàn)橫向裂縫，該橋于2006年進(jìn)行改造，全橋更換橋面板，然后做12 cm鋼筋混凝土鋪裝層+6 cm瀝青層，經(jīng)過(guò)橋梁上部結(jié)構(gòu)的改造，該橋目前技術(shù)狀況良好。

2.2 對(duì)橋梁鉸縫的改造措施

由于近年來(lái)超載車輛的不斷增加，橋梁鉸縫的病害普遍存在，在橋梁加固改造工程中大多數(shù)的橋梁的鉸縫存在不同程度的破壞，鉸縫在加固改造過(guò)程中的具體方法如下:

1)對(duì)于重新預(yù)制的梁板預(yù)埋鉸縫鋼筋(見圖3)，綁扎預(yù)埋鋼筋，澆筑鉸縫混凝土。

2)對(duì)于利用上部結(jié)構(gòu)的橋梁，鑿除松動(dòng)的鉸縫混凝土，對(duì)鉸縫做拉毛處理，在鉸縫處設(shè)置連接鋼筋(見圖4)，澆筑鉸縫混凝土。

圖3 鉸縫鋼筋施工大樣

圖4 鉸縫鋼筋1∶20

3)對(duì)利用上部結(jié)構(gòu)的橋梁，在梁板頂面植入鋼筋，將鋼筋伸入鋪裝與鋪裝層鋼筋焊接，使橋面鋪裝與梁板共同承受行車荷載作用。

惠州的歷史文化聚居點(diǎn)中梁化古城、博羅老城與府縣雙城是宋代以前惠州主要的府縣所在，三者城址周邊的道教祭祀場(chǎng)所與民間信仰祭祀場(chǎng)所集中區(qū)是惠州區(qū)域內(nèi)最大型與最具代表性的研究點(diǎn)，城址都與東江水系有著明顯的聯(lián)系。以下便是對(duì)這3個(gè)案例的對(duì)比分析。

2.3 對(duì)橋梁橋面鋪裝的改造措施

1)對(duì)于雙曲拱橋的橋面改造。2008年我單位對(duì)省道嵐馬線K36+720處大夫莊橋進(jìn)行改造，該橋建于1979年，上部結(jié)構(gòu)為4 m～13 m石拱，下部結(jié)構(gòu)為重力式墩、臺(tái)。主要病害為拱圈勾縫脫落、橋面鋪裝層破損嚴(yán)重，在對(duì)該橋改造時(shí)，拆除原橋面鋪裝和基層，重新鋪設(shè)40 cm厚水穩(wěn)砂礫和6 cm厚瀝青混凝土面層，對(duì)拱圈的裂縫進(jìn)行了封閉修復(fù)。

2)對(duì)梁板橋病害的改造。小跨徑橋梁的橋面鋪裝改造一般鑿除舊混凝土鋪裝層，重新做12 cm厚的鋼筋混凝土鋪裝層+5 cm瀝青混凝土，鋼筋混凝土采用單層鋼筋網(wǎng)片，橫橋向采用直徑為14 mm的螺紋鋼筋，縱向采用直徑為12 mm的螺紋鋼筋，縱橫間距為15 cm。2006年對(duì)位于國(guó)道208線K829+198處的退水渠橋就采用該改造方法進(jìn)行改造，目前該橋運(yùn)行狀態(tài)良好。

3 管養(yǎng)橋梁存在的主要病害及產(chǎn)生原因

3.1 橋板裂縫

在空心板的底面，一般是空心板截面的兩腹板之間底面出現(xiàn)1條～2條沿板跨徑方向的縱向裂縫，比較長(zhǎng)。裂縫呈斷續(xù)或連續(xù)狀，裂縫處往往伴隨有滲水痕跡或白化現(xiàn)象(見圖5)。主要產(chǎn)生的原因是空心板施工中，使用內(nèi)芯模的混凝土澆筑施工不當(dāng)造成的。橋梁的空心板施工一般用充氣橡膠膠囊，在澆筑并振搗密實(shí)空心板底板混凝土后，將充氣橡膠膠囊放入空心板內(nèi)，由定位鋼筋固定位置，充氣后澆筑空心板腹板混凝土。但在施工中是先將橡膠膠囊充氣，然后澆筑混凝土，這樣造成底部混凝土無(wú)法用振搗器振搗，形成混凝土質(zhì)量差的現(xiàn)象。空心板的縱向裂縫一般都在空心板的中間部位，在空心板施工中的養(yǎng)護(hù)水或其他原因滲入的水往往積聚在此，并且在裂縫產(chǎn)生后由裂縫處滲出，這樣就在裂縫周圍形成了滲水痕跡及游離石灰現(xiàn)象。

圖5 橋板裂縫

3.2 橋板鉸縫混凝土剝落、滲水

橋梁梁板之間是通過(guò)混凝土鉸縫和焊接鋼板連接而成，通過(guò)近幾年來(lái)在公路橋梁的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在梁板間的橫向連接經(jīng)常有混凝土剝落、開裂的現(xiàn)象(見圖6)。由于橋梁混凝土鉸縫的破壞導(dǎo)致了梁橋產(chǎn)生單板受力的狀況，單板受力使得預(yù)制板撓度加大、承載能力顯著降低。這樣使得預(yù)制板將達(dá)到或超過(guò)極限狀態(tài)工作。產(chǎn)生鉸縫混凝土剝落、開裂的現(xiàn)象主要原因有:

1)澆筑鉸縫的混凝土質(zhì)量不合格;

圖6 橋板鉸縫混凝土剝落、滲水

2)鉸縫設(shè)計(jì)時(shí)沒有充分考慮鉸縫混凝土的收縮變形及新舊混凝土的粘結(jié)力;

3)施工中未按要求進(jìn)行施工或?qū)︺q縫的重視程度不夠;

4)超載車輛通行;

3.3 伸縮縫損壞

我單位管養(yǎng)的橋梁中大部分橋梁都采用了毛勒伸縮縫，在橋梁調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，伸縮縫的損壞主要有伸縮縫混凝土的剝落、伸縮縫混凝土橡膠條開裂、老化、伸縮縫滲水等現(xiàn)象(見圖7)。伸縮縫病害產(chǎn)生的主要原因:

1)伸縮縫混凝土質(zhì)量不合格;

圖7 伸縮縫損壞

2)伸縮裝置錨固鋼筋焊接不牢固、遺漏預(yù)埋鋼筋的現(xiàn)象;

3)在大跨徑橋梁中沒有采用一般梁橋的伸縮構(gòu)造裝置與錨固方法，或是錯(cuò)誤的選定構(gòu)造和材料防水排水設(shè)施不完善而造成破壞;

4)施工中未按伸縮縫施工工藝及對(duì)施工工藝重視不夠;

5)伸縮縫養(yǎng)護(hù)不到位，伸縮縫內(nèi)的雜物不能及時(shí)的清理。

3.4 橋面鋪裝層損壞

橋面鋪裝作為保護(hù)橋面板防止車輪直接磨耗，保護(hù)主梁免受雨水侵蝕，并且分散車輪的集中荷載。常用的橋面鋪裝有水泥混凝土和瀝青混凝土兩種形式，橋面鋪裝的病害主要有縱橫向裂縫、松散、車轍、坑洞、網(wǎng)裂、龜裂等(見圖8)，產(chǎn)生的原因主要有:1)泄水孔排水不良造成橋面鋪裝積水，使瀝青和集料脫離造成松散;2)施工時(shí)瀝青用量偏少;3)水泥混凝土層的強(qiáng)度不夠造成橋面龜、網(wǎng)裂;4)橋板呈單板受力狀況時(shí)造成橋面鋪裝產(chǎn)生縱向裂縫。

圖8 橋面鋪裝層損壞

4 對(duì)橋梁改造的建議

1)在橋梁上部結(jié)構(gòu)加固改造時(shí)，要充分考慮下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造及受力特點(diǎn)，再對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2)對(duì)橋梁伸縮縫設(shè)計(jì)時(shí)，橋梁的伸縮量計(jì)算不準(zhǔn)確，選型不當(dāng)，采用過(guò)小的伸縮間距，沒有考慮到伸縮裝置安裝。未充分考慮梁端部位，在荷載反復(fù)作用下，梁端破損導(dǎo)致伸縮縫的損害。對(duì)小跨徑及伸縮量較小的橋梁伸縮縫宜采用填塞型伸縮縫(以瀝青、木板、麻絮、橡膠等材料填塞縫隙)取代毛勒縫裝置。而實(shí)際中小跨徑且伸縮量不大的橋梁采用了2道伸縮縫，這使得橋梁在日常養(yǎng)護(hù)中維修費(fèi)用較大。

3)對(duì)于橋梁改造時(shí)鉸縫寬度太小，在振搗時(shí)沒有足夠的空間，使得鉸縫澆筑混凝土質(zhì)量無(wú)法保證，所以在設(shè)計(jì)鉸縫時(shí)要考慮鉸縫寬度。在橋梁調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)部分橋梁的鉸縫用磚頭、廢渣等進(jìn)行填充，導(dǎo)致橋板的橫向連接作用失效，形成單板受力狀。所以在橋梁鉸縫的施工過(guò)程中要加強(qiáng)鉸縫的施工質(zhì)量，重視鉸縫的施工工序及施工方法。

4)施工過(guò)程中要重視施工方法及工藝流程，嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)。

5)有部分橋梁的泄水孔孔徑較小，不易排水，有部分泄水孔采用彎管型泄水孔，在日常養(yǎng)護(hù)中不易疏通造成泄水孔堵塞，有的泄水孔設(shè)置高于橋面難以排水。在橋梁改造過(guò)程中要正確合理的選用泄水孔的類型及設(shè)置位置，避免橋面積水造成橋面鋪裝及橋板的損壞，以保證橋面排水暢通。

總之，要加強(qiáng)橋梁的日常養(yǎng)護(hù)、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)及維修，特別是橋面、泄水孔、伸縮縫的日常小修保養(yǎng)工作，以及橋梁結(jié)構(gòu)裂縫及缺陷的及時(shí)處治，預(yù)防橋梁病害的發(fā)生和進(jìn)一步發(fā)展，是橋梁安全運(yùn)營(yíng)的根本保障。在橋梁的加固改造過(guò)程中要制定切實(shí)可行的加固改造設(shè)計(jì)方案，要充分運(yùn)用加固技術(shù)，合理安排組織施工，確保施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ JTG H10-2009，公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］ JTG H11-2004，公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范［S］.

［3］ 季鳳飛，戚春海，盧春雷.公路橋梁維修加固技術(shù)的探討［J］.山西建筑，2012，38(26):175-176.