基于城市橋梁常見病害修復(fù)加固技術(shù)的探究

摘要本文分析和歸納了影響城市橋梁穩(wěn)固的原因和病害，針對(duì)城市橋梁病害形式和特點(diǎn)，探討對(duì)常見病害進(jìn)行修復(fù)加固的方法，結(jié)合具體工程的實(shí)例指出加強(qiáng)橋梁養(yǎng)護(hù)修復(fù)、加固及技術(shù)改造必要性。

關(guān)鍵詞城市橋梁常見病害修復(fù)加固技術(shù)

中圖分類號(hào):U443文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日益擴(kuò)大，橋梁是一個(gè)城市重要的交通設(shè)施構(gòu)成要素之一，包括城市范圍內(nèi)跨越江河連接城市道路的橋梁以及供車輛、行人通行的高架道路(包括輕軌高架部分)和立交橋。隨著城市橋梁數(shù)量增加，橋梁病害問題已日益突出，在長(zhǎng)期使用過程中橋梁損傷、病害不斷增加造成承載力不足，使用功能不滿足要求以及耐久性不夠等問題。經(jīng)驗(yàn)表明，城市橋梁病害發(fā)現(xiàn)越早，越及時(shí)進(jìn)行修復(fù)加固，所需費(fèi)用就會(huì)越少，也就越有利于保持其使用功能的耐久性。加強(qiáng)城市橋梁的日常維護(hù)，提高其承載能力，確保安全性，對(duì)保障城市交通的安全具有特別的意義。

1 造成城市橋梁常見病害的主要因素及病害分析

1.1橋梁設(shè)計(jì)荷載低

我國(guó)早期建造的城市橋梁，特別是文革時(shí)期建造的橋梁，設(shè)計(jì)荷載大多在汽車15級(jí)以下，還有的只是在汽車13級(jí)，更有在汽車10級(jí)以下的。早期橋梁荷載的低標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，難以滿足現(xiàn)在城市運(yùn)輸對(duì)橋梁承載能力高要求。一是現(xiàn)在的城市運(yùn)輸對(duì)橋梁設(shè)計(jì)荷載要求越來越大。城市橋梁的設(shè)計(jì)荷載已從汽車6級(jí)提高到了當(dāng)前的城A級(jí)、城B級(jí)，并呈繼續(xù)增大的趨勢(shì);二是對(duì)通行能力要求的提高。而早期建造的橋梁，一方面是存在橋面寬度不足的問題;另一方面還存在橋梁平面線形、縱斷面線形的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到要求;此外，還存在橋上通車凈空能力不行等問題。

1.2橋梁超負(fù)荷使用

近年我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，隨之而來的是重型車輛的不斷增加，因此超載現(xiàn)象的日益嚴(yán)重，使得橋梁的實(shí)際使用荷載已大大超出了當(dāng)初的設(shè)計(jì)荷載，致使橋梁長(zhǎng)期在超負(fù)荷下運(yùn)營(yíng)。橋梁在經(jīng)過車輛的超載作用下，有可能發(fā)生開裂，裂縫在荷載卸除后能夠閉合，但橋梁的砼結(jié)構(gòu)已受到損傷，應(yīng)該采取相應(yīng)的交通管制措施進(jìn)行安全保護(hù)。

1.3施工及自然因素原因

有些城市橋梁由于受當(dāng)時(shí)的施工技術(shù)、施工手段等條件的制約，尤其是本身存在一定的技術(shù)缺陷，使得施工質(zhì)量有些較低。隨著長(zhǎng)時(shí)間的使用，病害也逐步產(chǎn)生并不斷發(fā)展。同時(shí)還有自然因素因素影響如河床不斷遭受洪水沖刷、河道不適當(dāng)開挖，地震、強(qiáng)風(fēng)、泥石流、冰凍、浮冰等自然災(zāi)害，橋梁基礎(chǔ)下的熔巖、礦山坑道等地質(zhì)原因，會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的局部造成損害，以至于影響到橋梁安全。

1.4管理不善，養(yǎng)護(hù)維修及加固技術(shù)不當(dāng)

橋梁的養(yǎng)護(hù)、修復(fù)以及加固技術(shù)措施錯(cuò)誤，會(huì)影響橋梁的承載力和穩(wěn)固性。例如:橋面的維修改進(jìn)，會(huì)使橋梁荷載增加過大，致使橋梁的負(fù)擔(dān)繼續(xù)加重;橋面排水處理不當(dāng)，致使橋面滲水等。

1.5超期服役

主要是建造時(shí)期較早的一些年久失修的舊橋，特別是上世紀(jì)六七十年代建造的橋梁，使用壽命只有三五十年，這些橋梁明顯是超期服役，但仍在使用中。

2 橋梁病害加固修復(fù)的常用辦法

2.1橋面加固法

通過一定的工藝和結(jié)構(gòu)措施，在橋面(梁頂面)上加鋪一層鋼筋混凝土、或?yàn)r青面層，讓其與原有主梁形成整體，達(dá)到加厚主梁高度和增大梁的抗壓截面的目的。加固法需依據(jù)橋梁橋面鋪裝層開裂或剝離的實(shí)際情況，采取相應(yīng)的加固措施:對(duì)于超期服役、損壞嚴(yán)重的橋梁，采用修復(fù)加固或拆除的措施;而對(duì)于病害較輕、使用年限較短，且混凝土強(qiáng)度仍符合設(shè)計(jì)要求的，則可先治病害——在保證設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)不降低的前提下，可適當(dāng)采用澆灌瀝青碎石層的辦法。

2.2塞縫灌漿法

所謂塞縫灌漿法，就是按照技術(shù)要求，照一定比例配制的水泥砂漿、環(huán)氧樹脂砂漿，運(yùn)用噴漿機(jī)或其它設(shè)備將其灌入結(jié)構(gòu)物縫隙之內(nèi)，達(dá)到填塞裂縫、防止鋼筋生銹并提高其整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的目的。如可采用化學(xué)壓力灌漿處理，材料可采用環(huán)氧樹脂漿液及配套產(chǎn)品。施工工藝流程:(1)裂縫處理;(2)埋設(shè)灌漿嘴;(3)封縫并檢查;(4)配制漿液;(5)灌漿;(6)封口處理;(7)質(zhì)量檢查。其他方法還有水泥灌漿法、水泥砂灌漿法和環(huán)氧樹脂砂灌漿法等。

2.3下部加固法

受行車荷載的壓力作用，橋臺(tái)尤其是高度較大的橋臺(tái)容易出現(xiàn)橋臺(tái)開裂、凸肚，翼墻開裂、錯(cuò)位、外崩等常見梁橋病害。對(duì)于跨徑較小、水流不大的石拱橋，根據(jù)修補(bǔ)層厚度可采用環(huán)氧砂漿或環(huán)氧混凝土在橋跨內(nèi)框架進(jìn)行加固。

2.4基礎(chǔ)加固法

對(duì)于跨徑較小的城市橋梁，因河水改道，洪水直接沖刷橋臺(tái)基礎(chǔ)，可能導(dǎo)致基礎(chǔ)沖空甚至掉腳。對(duì)于這種情況的治理措施，可采取在橋跨范圍內(nèi)滿鋪15號(hào)片石混凝土的方法來進(jìn)行加固，規(guī)定鋪砌厚度為30cm，鋪砌兩端增設(shè)截水墻。對(duì)于因橋梁上游河床變遷、水流改道、洪水直接沖刷橋臺(tái)基礎(chǔ)和導(dǎo)致橋臺(tái)基礎(chǔ)沖空、引道被毀的橋梁情況，應(yīng)當(dāng)在橋梁上游適當(dāng)位置設(shè)置丁壩等調(diào)治構(gòu)造物，將此河水引流導(dǎo)進(jìn)主河道。

2.5附屬物件加固法

對(duì)橋頭搭板、伸縮縫、欄桿等損壞、無法修復(fù)的附屬物件設(shè)施，大多都采取更換的辦法。

3 橋梁工程實(shí)例分析

3.1實(shí)例概況

合肥市一環(huán)路，建成于上世紀(jì)九十年代中期，現(xiàn)道路性質(zhì)等級(jí)為城市主干道，承擔(dān)著主要的城市集散交通及分流穿越市中心交通的任務(wù)。該道路分布有多座跨河橋梁，因修建年代較早，都存在不同程度的病害，為此均進(jìn)行加固修復(fù)。合作化路橋位于合肥市西一環(huán)路上，跨越南淝河，屬于Ⅱ類養(yǎng)護(hù)的城市橋梁。橋梁跨徑為2€?0m，橋梁上部結(jié)構(gòu)為普通鋼筋混凝土鉸接T梁，下部為樁柱式橋墩，橋梁設(shè)計(jì)荷載為汽20級(jí)。

3.2實(shí)例病害

合肥市合作化路橋在2008年5月起開始修復(fù)加固施工，于當(dāng)年9月與西一環(huán)路一起竣工后投入使用。由通車的使用情況可以看出，修復(fù)加固效果良好。當(dāng)時(shí)檢測(cè)的橋梁病害主要有:1、上部結(jié)構(gòu)病害。主梁翼板底混凝土銹脹、剝落，鋼筋銹蝕;主梁間橫向聯(lián)系偏弱，鉸縫損壞，大量混凝土剝落，鋼筋嚴(yán)重銹蝕;而相鄰T梁間橫隔板錯(cuò)位、斷裂，混凝土也開始剝落，局部箍筋外露，鋼筋銹蝕。2、下部結(jié)構(gòu)病害。蓋梁局部混凝土銹脹、露筋;橋臺(tái)臺(tái)帽局部開裂、滲水，裂縫寬度0.2mm～0.3mm;橋臺(tái)護(hù)坡局部坍塌。3、附屬設(shè)施病害。橋頭搭板被人為故意或使用破壞，伸縮縫內(nèi)雜物堵塞且出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，欄桿嚴(yán)重生銹。

3.3實(shí)例修復(fù)加固措施

由檢測(cè)單位檢測(cè)結(jié)果可以明顯看出，合作化路橋橋梁狀況指數(shù)BCl=72，評(píng)定結(jié)果為C級(jí)，橋梁仍處于合格狀態(tài)，應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)檢測(cè)后保養(yǎng)、小修。針對(duì)檢測(cè)結(jié)果，采取了以下修復(fù)加固措施:一是要提高梁高及橋梁的整體剛度，通過增加橋面板使主梁整體化，通過橫隔板、腹板植筋及加大橫梁截面等措施，增加主梁間橫向聯(lián)系;二是采用塞縫灌漿法，用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)主梁及蓋梁破損部位，封閉主梁以及橋臺(tái)裂縫;三是加固更換附屬設(shè)施，重新施工橋臺(tái)護(hù)坡，更換橋頭搭板、伸縮縫、欄桿。具體修復(fù)施工方案為:(1)將橋面鋪裝及欄桿拆除;(2)植筋主梁頂面;(3)綁扎橋面雙層鋼筋網(wǎng);(4)涂刷界面劑;(5)澆筑橋面混凝土;(6)橋下架設(shè)施工支架;(7)植筋腹板及橫隔板;(8)澆筑橫梁混凝土;(9)施工欄桿、防水層;(10)施工橋面鋪裝及橋面伸縮縫;(11)封閉主梁和橋臺(tái)裂縫;(12)修補(bǔ)和加固主梁和橋臺(tái)破損部位;(13)施工橋臺(tái)護(hù)坡。

4 結(jié)語

毋庸置疑，對(duì)城市橋梁病害采取合理的方法進(jìn)行整治或修復(fù)加固是很必要的。然而，更為必要的是，在設(shè)計(jì)、施工、使用及養(yǎng)護(hù)管理過程中，就積極去預(yù)防病害的發(fā)生，從而降低后期的修復(fù)保養(yǎng)費(fèi)用，以實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)，也具有更為重要的意義。此外，我國(guó)新建城市橋梁技術(shù)的較快發(fā)展與其養(yǎng)護(hù)修復(fù)加固技術(shù)卻相對(duì)落后的矛盾，使得對(duì)橋梁的養(yǎng)護(hù)修復(fù)和加固的進(jìn)行進(jìn)一步加強(qiáng)及技術(shù)改造的研究也顯得很重要。