淺談公路舊橋加固的方法

楊曉森,梁貴鵬

(五常市公路管理站)

公路橋梁所承受的負荷有三個特點。(1)交通量不斷增大。(2)重型車輛增加及超載現象嚴重。(3)超限運輸的出現和增加。按現在橋梁和運輸狀況,橋梁的承載能力和通過的車輛荷載是公路與運輸的矛盾之一。公路舊橋還具有荷載等級低、使用年限長的特點。大多數橋梁技術資料遺失,存在三個不知。(1)不知基底地質。(2)不知基礎深度。(3)不知隱蔽部分的尺寸。從橋梁技術狀況分析,由于河床屢遭洪水沖刷,河床底部加深,橋梁墩臺基礎外露、沖空,產生不均勻沉降,導致橋臺、拱圈產生附加應力而出現開裂;有的橋梁由于橋臺較高,受行車及臺后土壓力的作用,橋臺出現開裂、凸肚等病害;橋面混凝土鋪裝層由于使用時間長加之重車作用,導致開裂、剝落等病害。按橋梁技術狀況來評定大多屬三類橋梁。

隨著國民經濟的發展和重點工程的建設,舊橋加固,提高舊橋的承載能力,確保交通運輸的安全是目前和今后面臨的任務。在舊橋加固改造工程中,盡管每座舊橋梁的情況各不相同,具有各自不同的特點,但也存在一定的共性。應遵循橋梁加固、改造工作的共性,結合具體橋梁的特殊性,在實踐中發揮積極性和創造性,不斷進取和探索,采用最先進技術和材料,在舊橋利用、加固、改造工作中,創造和總結出多種切實可行的方法,為開辟一條新路打下了堅實基礎,使舊橋繼續發揮固有的使用功能,以保證道路交通暢通無阻。按橋梁的組成部分介紹橋梁的加固方法以供參考。

1 化學灌漿修補法

裂縫在橋梁病害中較為普遍,產生裂縫的原因很多,也很復雜。

結構物一旦出現裂縫,其受力截面發生應力重分布,也就意味著受力有效截面變小,結構應力增大,承載能力降低。化學灌漿是用膠結材料把結構的裂縫填滿,使力的作用、傳遞盡可能恢復到原狀態。恢復應有的強度。另外阻斷空氣和水份進入梁體,避免腐蝕鋼筋和混凝土。

化學灌漿是把按一定比例配制的水泥(砂)漿、環氧樹脂(砂)漿,通過噴漿機按一定壓力灌入結構物縫隙內,起到填塞裂縫、避免鋼筋銹蝕并提高結構整體強度的作用。化學灌漿一般用于處理橋梁上、下部結構裂縫,灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環氧樹脂漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯類等,具體采用哪一種,應視實際情況而定。通常水泥(砂)漿用于石砌墩、臺和拱圈裂縫,由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂,采用水泥(砂)漿造價低、效果好。環氧樹脂漿一般用于鋼筋混凝土結構物,因為鋼筋混凝土構件產生的裂縫較小,易灌滿,粘結性好;環氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。

化學灌漿的通常做法是：先用 1∶1水泥砂漿勾縫,勾縫時須預留直徑約 6～8mm的灌漿孔,孔距視裂縫寬度而定,縫寬處孔距為 0.6～1.0m,縫小處孔距為 0.4～0.6m。待勾縫砂漿達到一定強度后即可灌漿。鋼筋混凝土梁的裂縫較小,用環氧樹脂勾縫,凡大于 0.2mm的裂縫都要留孔灌漿,孔距一般為 0.25～0.30m,灌漿方法與灌水泥漿大致相同。在公路舊橋加固中,化學灌漿是綜合處治的方法之一,用得比較普遍,通過試載及使用觀察,效果較好。

2 上部結構改建

在調查研究舊橋的基礎上,經過技術、經濟比較,采用充分利用原橋進行拓寬,利用橋臺將拱式結構改為板式結構的加固方法,使其滿足超限運輸要求。

2.1 拓寬原橋

對驗算不能滿足超限運輸要求的舊橋,經技術經濟比較后,按實際通過的超限運輸荷載設計拓寬橋梁,以確保超限運輸安全。

2.2 拓寬的形式

(1)單邊拓寬改建法。當原有公路路線是以單邊拓寬進行改建時,對舊橋也可采用單邊拓寬的形式予以改建。單邊拓寬的形式,一般是平行于原橋另建一座新的橋跨結構。

(2)雙邊對稱拓寬改建法。為了與舊有路線雙邊對稱拓寬的方案相適應,許多舊橋也應采用雙邊對稱拓寬的改建方法。雙邊拓寬的形式主要有增設獨立邊梁作為人行道,以及增設大邊梁來拓寬舊橋橋面和提高舊橋承載能力。

3 舊橋下部結構加固

橋臺特別是高度較大的橋臺,受行車荷載和土壓力作用,常見病害有橋臺開裂、凸肚,翼墻外崩、錯位等。裂縫種類有水平、豎向和網狀裂縫;混凝土剝落、空洞、老化;鋼筋外露、銹蝕;結構變形、移位。

下部結構加固方法有以下幾種。

(1)橋墩加固技術。

①鋼筋混凝土套箍加固法。②水泥灌漿加固法。③化學灌漿加固法。④加樁(柱)加固法。

(2)橋臺加固技術。

①臺后加孔減載加固法。②臺后增設拉桿、撐墻或擋土墻加固法。③鋼筋混凝土圍帶或鋼箍加固法。

4 舊橋基礎加固

橋梁基礎特別是天然地基上的淺基礎,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,導致橋臺基礎沖空,引道被毀。橋梁地基局部軟弱,致使橋臺發生不均勻沉降,引起橋臺開裂等。針對以上病害,采取對河床用漿砌片石進行鋪砌,上游河床設置丁壩,打木樁擴大橋臺基礎等方法進行加固。對于跨徑較小的橋梁,由于河水改道,洪水直接沖刷橋臺基礎,導致基礎沖空甚至掉腳,可采取在橋跨范圍內滿鋪 15#片石混凝土的方法進行加固,鋪砌厚度為 30cm,鋪砌兩端設置截水墻,截水墻的深度為 1m,寬度為 0.6m。對于橋梁上游河床變遷、水流改道,洪水直接沖刷橋臺基礎和橋臺引道,導致橋臺基礎沖空、引道被毀的橋梁,采取在橋梁上游適當位置設置丁壩等調治構造物,將河水導入主河道。

5 橋面鋪裝層的加固

橋面鋪裝層開裂或剝離等病害,對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;同時由于橋面鋪裝層的破損,引起橋面平整度差,車輛通行時,使橋梁產生震動,對橋梁產生不利影響,同時又加重了橋面鋪裝層的病害。根據橋梁的具體情況,采用不同的加固方法。

(1)對于使用年限長、破損嚴重的采用拆除、修復的加固方案。

在舊橋面板上,或是在鑿除了原橋面鋪裝層后,重新加鋪一層鋼筋混凝土層,使其與原有主梁形成整體,達到增大主梁有效高度和抗壓截面強度、改善橋梁荷載橫向分布能力,從而達到提高橋梁的承載能力的目的。

(2)而對于病害較輕,使用年限短,且混凝土強度仍符合設計要求的則先處治病害,在不降低設計荷載標準的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。