公路舊橋加固與管理

1、公路舊橋加固與管理        前言 公路舊橋具有荷載等級(jí)低、使用年限長(zhǎng)的特點(diǎn)。從技術(shù)資料分析，大多數(shù)橋梁是三不知：不知基底地質(zhì)；不知基礎(chǔ)深度；不知隱蔽部分的尺寸。從橋梁技術(shù)狀況分析，由于河床屢遭洪水沖刷，河床底部加深，橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)外露、沖空，產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致橋臺(tái)、拱圈產(chǎn)生附加應(yīng)力而出現(xiàn)開(kāi)裂，有的甚至出現(xiàn)開(kāi)合現(xiàn)象；有的橋梁由于橋臺(tái)較高，受行車(chē)及臺(tái)后土壓力的作用，橋臺(tái)出現(xiàn)開(kāi)裂、凸肚等病害；橋面混凝土鋪裝層由于使用時(shí)間長(zhǎng)加之重車(chē)作用，導(dǎo)致開(kāi)裂、剝落等病害。按橋梁技術(shù)狀況來(lái)評(píng)定大多屬三類橋梁。隨著國(guó)民的和重點(diǎn)工程的

2、建設(shè)，目前公路橋梁所承受的負(fù)荷有3個(gè)特點(diǎn)：量不斷增大；重型車(chē)輛增加及超載現(xiàn)象嚴(yán)重；超限運(yùn)輸?shù)某霈F(xiàn)和增加。按現(xiàn)在橋梁和運(yùn)輸狀況，橋梁的承載能力和通過(guò)的車(chē)輛荷載是公路與運(yùn)輸?shù)拿苤?。舊橋加固，提高舊橋的承載能力，確保交通運(yùn)輸?shù)陌踩悄壳昂徒窈竺媾R的任務(wù)。自1984年以來(lái)，我單位3次完成超限運(yùn)輸舊橋加固及大中型危橋的維修加固工作，在公路舊橋加固和管理方面取得一些經(jīng)驗(yàn)，本文按橋梁的組成部分介紹橋梁的加固方法。1、塞縫灌漿塞縫灌漿是把按一定比例配制的水泥（砂）漿、環(huán)氧樹(shù)脂（砂）漿，通過(guò)噴漿機(jī)按一定壓力灌入結(jié)構(gòu)物縫隙內(nèi)，起到填塞裂縫、避免鋼筋銹蝕并提高結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度的作用。裂縫在橋梁病害中較為普遍，產(chǎn)生裂

3、縫的原因很多，也很復(fù)雜。結(jié)構(gòu)物一旦出現(xiàn)裂縫，其受力截面發(fā)生應(yīng)力重分布，也就意味著受力有效截面變小，結(jié)構(gòu)應(yīng)力增大，承載能力降低。塞縫灌漿是用膠結(jié)材料把結(jié)構(gòu)的裂縫填滿，使力的作用、傳遞盡可能恢復(fù)到原狀態(tài)。塞縫灌漿一般用于處理橋梁上、下部結(jié)構(gòu)裂縫，灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧樹(shù)脂漿、環(huán)氧樹(shù)脂、砂漿等，具體采用哪一種，應(yīng)視實(shí)際情況而定。通常水泥（砂）漿用于石砌墩、臺(tái)和拱圈裂縫，由裂縫的大小來(lái)決定灌漿中是否摻砂，采用水泥（砂）漿造價(jià)低、效果好。環(huán)氧樹(shù)脂漿一般用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物，因?yàn)殇摻罨炷翗?gòu)件產(chǎn)生的裂縫較小，易灌滿，粘結(jié)性好；環(huán)氧樹(shù)脂砂漿多用于橋面裂縫。塞縫灌漿的通常做法是：先用1：1水泥砂漿勾縫

4、，勾縫時(shí)須預(yù)留直徑約68mm的灌漿孔，孔距視裂縫寬度而定，縫寬處孔距為0.6一1.0m，縫小處孔距為0.40.6m.待勾縫砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后即可灌漿。鋼筋混凝土梁的裂縫較小，用環(huán)氧樹(shù)脂勾縫，凡大于0.2mm的裂縫都要留孔灌漿，孔距一般為0.25一0.30m，灌漿方法與灌水泥漿大致相同。我們采用灌水泥（砂）漿的方法加固了三那線上的長(zhǎng)虹橋（一孔112.254m石拱橋）的主拱圈、腹拱上的裂縫以及30余座（道）橋涵裂縫；采用灌環(huán)氧樹(shù)脂（砂）漿加固了三那線的鎖龍寺橋（全長(zhǎng)63.2m的鋼筋混凝土雙懸臂梁橋），新邱線上的江邊大橋（鋼筋混凝土現(xiàn)澆T梁橋），屏八線的白河橋（鋼筋混凝土T梁橋）等。在公路舊橋加固中

5、，塞縫灌漿是綜合處治的方法之一，用得比較普遍，通過(guò)試載及使用觀察，效果較好。2、上部結(jié)構(gòu)改建在調(diào)查研究舊橋的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，采用充分利用原橋進(jìn)行拼寬，利用橋臺(tái)將拱式結(jié)構(gòu)改為板式結(jié)構(gòu)的加固方法，使其滿足超限運(yùn)輸要求。2.1拼寬原橋?qū)︱?yàn)算不能滿足超限運(yùn)輸要求的舊橋，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，按實(shí)際通過(guò)的超限運(yùn)輸荷載設(shè)計(jì)拼寬橋梁，以確保超限運(yùn)輸安全。如三那線K186十325處的龍畝溝橋?yàn)橐豢资皹颉Ｓ疫叢糠钟?940年修建，凈跨9.2m，寬6.4m；左邊部分于1966年拼寬修建，凈跨8.0m，寬2.5m.經(jīng)驗(yàn)算左邊部分能夠滿足超重車(chē)通行，加固方案為在左邊緊靠1966年修建的石拱橋拼寬3.4m，使

6、其共同受力，供超限車(chē)輛通過(guò)。設(shè)計(jì)應(yīng)考慮與原橋協(xié)調(diào)，則拼寬部分的橋臺(tái)高度、跨徑、矢跨比等均與1966年拼寬的石拱橋相同，荷載按超重車(chē)考慮。2.2利用原橋臺(tái)改拱式結(jié)構(gòu)為板式結(jié)構(gòu)對(duì)于小跨徑石拱橋，由于拱圈厚度不能滿足超限運(yùn)輸要求或因地基較差發(fā)生不均勻沉降，致使拱圈開(kāi)裂，降低承載能力，可采用此辦法。如三那線K206十398處瓦窯橋，為一孔5m，矢跨比為l4的石拱橋，拱圈厚0.4m，拱上填土高度為0.2m，由于基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，致使拱頂關(guān)門(mén)石下落lcm，兩端頭子石開(kāi)裂。在確定加固方案時(shí)，考慮到拱上填土較薄，不能滿足拱上加板的要求，因此采取拆除橋面鋪裝、石拱圈，并將原橋臺(tái)起拱線以上部分的填土、側(cè)墻拆除，

7、然后加高橋臺(tái)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，按超限荷載設(shè)計(jì)鋼筋混凝土預(yù)制板的加固方法。如果拱上填土高度能滿足加鋼筋混凝土板的要求，可不拆除石拱圈，鋼筋混凝土預(yù)制板的板底距拱頂?shù)膬艟嘁蟛恍∮?cm.我們采用此方法加固了14道石拱涵。采用以上兩種方法加固的橋涵，通過(guò)試載及重車(chē)通行，經(jīng)觀察加固效果較好。3、舊橋下部結(jié)構(gòu)加固橋臺(tái)特別是高度較大的橋臺(tái)，受行車(chē)荷載和土壓力作用，常見(jiàn)病害有橋臺(tái)開(kāi)裂、凸肚，翼墻外崩、開(kāi)裂、錯(cuò)位等。對(duì)于跨徑較小，水流不大的石拱橋，我們采用在橋跨內(nèi)加鋼筋混凝土框架進(jìn)行加固。如三那線K139十723處，建于1940年的8m石拱橋，橋臺(tái)高6.72m.由于橋臺(tái)太高，且位于長(zhǎng)距離的高路堤縱坡上（橋面縱坡達(dá)

8、5.5），在行車(chē)和土壓力的共同作用下，使兩岸橋臺(tái)和靠那發(fā)岸拱腳開(kāi)裂，三岔口岸橋臺(tái)條石多處開(kāi)裂，且下部明顯凸肚。經(jīng)分析比較，確定采用鋼筋混凝土框架加固橋臺(tái)：（1）沿橫橋方向?qū)υ诎稑蚺_(tái)各設(shè)置4個(gè)鋼筋混凝土立柱，聯(lián)接4排鋼筋混凝土橫系梁緊靠橋臺(tái)；（2）順橋向則對(duì)應(yīng)于立柱設(shè)4排支撐梁，并將所有立柱伸入拱矢高13處。設(shè)計(jì)的基本假設(shè)：鑒于原橋當(dāng)時(shí)尚在維持正常的交通運(yùn)輸，臺(tái)背填土破壞棱體引起的主動(dòng)土壓力由原橋臺(tái)承擔(dān)，框架結(jié)構(gòu)僅承受在破壞棱體范圍內(nèi)布置超重車(chē)所引起的主動(dòng)土壓力。我們用此方法又加固了4座（道）石拱橋（涵）。在后來(lái)的應(yīng)用中，取消了鋼筋混凝土立柱，僅在橋臺(tái)上鑿出牛腿的位置，將橫系梁、支撐梁、牛腿一起

9、現(xiàn)澆成平面支撐框架，這不僅減少了工作量，而且施工方便。采用這種方法加固的橋涵，經(jīng)多次實(shí)地觀察，使用效果良好。4、舊橋基礎(chǔ)加固橋梁基礎(chǔ)特別是天然地基上的淺基礎(chǔ)，由于埋置深度較淺，易受河水沖刷而淘空。受河水改道沖刷橋梁引道，導(dǎo)致橋臺(tái)基礎(chǔ)沖空，引道被毀。橋梁地基局部軟弱，致使橋臺(tái)發(fā)生不均勻沉降，引起橋臺(tái)開(kāi)裂等。針對(duì)以上病害，我們采取對(duì)河床用漿砌片石進(jìn)行鋪砌，上游河床設(shè)置丁壩，打木樁擴(kuò)大橋臺(tái)基礎(chǔ)等方法進(jìn)行加固。1         4.1防治橋臺(tái)基礎(chǔ)沖刷對(duì)于跨徑較小的橋梁，由于河水改道，洪水直接沖刷橋臺(tái)基礎(chǔ)，導(dǎo)致基礎(chǔ)沖空甚至

10、掉腳，可采取在橋跨范圍內(nèi)滿鋪15號(hào)片石混凝土的方法進(jìn)行加固，鋪砌厚度為30cm，鋪砌兩端設(shè)置截水墻，截水墻的深度為1m，寬度為0.6m.采用該法共加固橋涵8座。對(duì)于橋梁上游河床變遷、水流改道，洪水直接沖刷橋臺(tái)基礎(chǔ)和橋臺(tái)引道，導(dǎo)致橋臺(tái)基礎(chǔ)沖空、引道被毀的橋梁，采取在橋梁上游適當(dāng)位置設(shè)置丁壩等調(diào)治構(gòu)造物，將河水導(dǎo)入主河道。如那南線K44十962.2處的金水河橋，為一孔21m鋼筋混凝土梁橋，由于上游河床變遷，造成那發(fā)岸橋臺(tái)基礎(chǔ)沖空、引道被毀，經(jīng)實(shí)地調(diào)查和分析，采取在上游河段那發(fā)岸側(cè)設(shè)置兩道丁壩：第一道丁壩采用漫水丁壩，并按正挑布置；第二道丁壩為不漫水丁壩，并按下挑30度布置，丁壩的長(zhǎng)度采用河寬的25

11、.由于該橋上游河段較寬，且南棵岸地質(zhì)為巖石，因此，采用丁壩方案是適宜的。4.2擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法位于三那線K153十790處的欄板橋?yàn)橐豢?m石拱橋，建于1940年，橋?qū)?.0m，1978年用鋼筋混凝土梁板在左、右兩側(cè)各拼寬3.0m，拼寬的3.0m中，一半作為行車(chē)道，另一半作為人行道。該橋三岔口岸左半部分橋臺(tái)開(kāi)裂，裂縫為上寬下窄，經(jīng)分析此病害系地基軟弱所至，經(jīng)調(diào)查，此處原是深水塘，為減小基底應(yīng)力，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)進(jìn)行加固，具體做法：（1）挖除橋臺(tái)前的淤泥，深度與原基礎(chǔ)高度相同；（2）在基底打入4m長(zhǎng)的木樁，木樁按梅花型布置；（3）在木樁頂鋪墊25cm厚的碎石；（4）澆筑20號(hào)混凝土基礎(chǔ)，新舊基礎(chǔ)間采用

12、錨固鋼筋聯(lián)系，使其共同受力。5、橋面鋪裝層的加固橋面鋪裝層開(kāi)裂或剝離等病害，對(duì)于鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕，減弱橋梁的橫向整體性；對(duì)于石拱橋，由于橋面雨水下滲，加大了拱上填料的含水量，使拱圈出現(xiàn)滲水現(xiàn)象等；同時(shí)由于橋面鋪裝層的破損，引起橋面平整度差，車(chē)輛通行時(shí)，使橋梁產(chǎn)生震動(dòng)，對(duì)橋梁產(chǎn)生不利影響，同時(shí)又加重了橋面鋪裝層的病害。根據(jù)橋梁的具體情況，采用不同的加固方法，對(duì)于使用年限長(zhǎng)、破損嚴(yán)重的采用拆除、修復(fù)的加固方案。而對(duì)于病害較輕，使用年限短，且混凝土強(qiáng)度仍符合設(shè)計(jì)要求的則先處治病害，在不降低設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。如三那線K224十350處的長(zhǎng)虹橋，建于1961年

13、，橋面混凝土鋪裝層由于使用年限長(zhǎng)、強(qiáng)度低，導(dǎo)致多處開(kāi)裂甚至破碎，雨水下滲，主拱腹形成長(zhǎng)20余cm的石鐘乳，車(chē)輛通過(guò)時(shí)對(duì)橋梁的沖擊振動(dòng)大。加固方案為2（1）采用靜態(tài)爆破法，對(duì)稱逐塊地拆除混凝土鋪裝層；（2）采用半幅對(duì)稱施工；（3）對(duì)稱逐塊澆筑30號(hào)混凝土鋪裝層。采用此法還加固了勛坪線的三家河橋。三那線K235十600處開(kāi)遠(yuǎn)祿豐鄉(xiāng)橋，為3孔16.8m現(xiàn)澆四梁式鋼筋混凝土T梁橋，橋面鋪裝層多處開(kāi)裂，采用鑿除混凝土鋪裝層直至梁頂，將梁頂鑿毛并清洗干凈，澆筑25號(hào)厚10cm的混凝土，并布置鋼筋規(guī)格為由6i5mm間距為15cnl的鋼筋網(wǎng)，在每跨的跨中橫向和橋中線處設(shè)置縮縫，支座處設(shè)伸縫，并布置傳力桿，通過(guò)

14、加固使主梁的承載力和剛度均有提高。晉思線K247十000處阿土大橋，為5孔36m預(yù)制鋼筋混凝土T梁橋，改建于1991年。橋面鋪裝為25號(hào)混凝土，共出現(xiàn)43條縱、橫裂縫，經(jīng)實(shí)地調(diào)查分析，混凝土標(biāo)號(hào)符合設(shè)計(jì)要求，使用時(shí)間不長(zhǎng)，該處最高氣溫達(dá)56，溫差大，認(rèn)為引起混凝土開(kāi)裂的主要原因是溫差。通過(guò)對(duì)該橋的全面驗(yàn)算，采用對(duì)橋面病害處治后，加鋪3cm厚AM10改性瀝青碎石層的加固方案，具體做法：（1）清縫、灌環(huán)氧樹(shù)脂漿；（2）灑粘層瀝青；（3）鋪筑3cm厚改性瀝青碎石層。6、公路舊橋的管理加強(qiáng)公路舊橋的管理，并進(jìn)行維修和加固，使其處于正常的工作狀態(tài)，充分發(fā)揮舊橋的作用，是公路管理部門(mén)的一項(xiàng)主要任務(wù)。對(duì)于舊

15、橋的超限運(yùn)輸管理工作具有工期短、要求高、工程量較小、前期工作量大等特點(diǎn)，公路超限運(yùn)輸一般是為國(guó)家或省的重點(diǎn)建設(shè)工程服務(wù)，我們的經(jīng)驗(yàn)是：（1）對(duì)于經(jīng)常過(guò)大件的路段，橋梁進(jìn)行重點(diǎn)檢查和管理，收集原始檔案材料，掌握其動(dòng)態(tài)；（2）在施工中注意抓重點(diǎn)、制約工程；（3）重視加固工程中原始資料的收集和整理工作，為今后的加固工程積累經(jīng)驗(yàn)；（4）充分調(diào)動(dòng)基層單位的積極性，正確處理責(zé)、權(quán)、利的關(guān)系。筆者認(rèn)為公路舊橋的維修加固同樣屬于橋梁工程，不能重建輕養(yǎng)，舊橋的加固比新建還難，因?yàn)榕f橋的維修加固，沒(méi)有現(xiàn)成的規(guī)范，更沒(méi)有可供使用的標(biāo)準(zhǔn)圖，橋梁的病害又錯(cuò)綜復(fù)雜，病害原因難以確定，因此，應(yīng)充分重視公路舊橋的管理工作，加大資金投入，使其保持良好的工作狀態(tài)，確保公路運(yùn)輸?shù)陌踩?。目前制約舊橋加固工作的主要因素是資金問(wèn)題，在養(yǎng)路資金緊缺的情況下，投入到舊橋加固上的資金更加有限，現(xiàn)在的