農(nóng)村公路老橋的加固、改造與養(yǎng)護(hù)

潘學(xué)武，華忠勇

（1.遂昌縣交通運輸局農(nóng)路辦 ，浙江遂昌323300；2.云和縣交通運輸局，浙江云和 323600）

1 老橋改造的背景和意義

近年來，各國相繼發(fā)生的橋梁垮塌事故不僅讓人們心存擔(dān)憂，而且還引起了各國政府及世界橋梁工程界的高度關(guān)注。橋梁工程結(jié)構(gòu)安全性與可靠性及其所涉及的技術(shù)、管理投資的立法問題，都已成為當(dāng)前世界橋梁界關(guān)注的焦點。隨著我國公路橋梁事業(yè)的發(fā)展，新建高速公路及橋梁越來越多，同時既有的許多橋梁亦逐漸進(jìn)入了養(yǎng)護(hù)維修階段，有關(guān)專家認(rèn)為橋梁使用超過25 a以上則進(jìn)入老化期，據(jù)此而統(tǒng)計，我國橋梁總數(shù)的40%已經(jīng)屬于此范疇，均屬“老齡”橋梁。而且隨著時間的推移，“老齡”橋梁的數(shù)量還在不斷增長，橋梁安全及橋梁養(yǎng)護(hù)工作迫在眉睫。歷年的橋梁調(diào)查結(jié)果顯示，我國橋梁中有相當(dāng)一部分屬于四類橋和危橋，尤其上世紀(jì)八九十年代以前修建的橋梁已經(jīng)處于超期服役的狀態(tài)。

浙江省農(nóng)村公路建設(shè)的飛速發(fā)展，方便快捷了農(nóng)民的出行，有力地推動了當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展。但在遂昌縣的農(nóng)村公路建設(shè)中，由于受建設(shè)資金不足的限制，許多項目在老路拓寬時利用了老橋涵。而這些老橋涵中，有許多橋涵甚至還是機耕路建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，不能達(dá)到浙江省準(zhǔn)四級公路路基寬4.5 m的同寬要求；有的老橋由于建造年代已久，造成破損，橋基沉陷或被洪水沖空，成為危橋。這些橋梁由于自籌資金落實困難，多數(shù)還未修建和改建，不能確保通車安全和進(jìn)一步發(fā)揮工程效益。

據(jù)統(tǒng)計目前遂昌縣已交付使用的農(nóng)村公路中橋梁共有3233延米/139座（其中，石拱橋1342延米/67座，混凝土拱橋191延米/3座，平板橋1700延米/69座）。這些橋梁大部分在上世紀(jì)80～90年代建成，跨徑小（一般跨徑8～30 m）、橋面窄（橋面寬度一般為3～4 m，個別橋?qū)? m）、設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)低（一般為汽3～5 t）。有的橋頭接線曲線半徑小，有的欄桿已破損或未設(shè)置安裝，有的設(shè)計年限已到。據(jù)調(diào)查，目前已交付使用的農(nóng)村公路橋梁中屬危橋的就有806延米/16座。如大柘鎮(zhèn)漁山橋是大柘鎮(zhèn)通往后垅村的農(nóng)村公路橋梁，原橋于1972年修建機耕路時建造，5孔長45 m，上部結(jié)構(gòu)為片石混凝土拱。1992年水毀后修復(fù)成首尾2孔為10 m雙鉸平板，中間3孔為原建片石混凝土拱，成了結(jié)構(gòu)不一，跨徑不等的橋梁，農(nóng)村公路建設(shè)利用了該橋梁。現(xiàn)經(jīng)檢查，橋墩基礎(chǔ)沖空，橋面破損，成了危橋，極需重建。但據(jù)測算建橋資金約需90萬元，其中省補資金15萬元（每平方米補助500元），自籌資金為75萬元（占83%）。而自籌資金一時難以落實到位。如何利用有限的資金對老橋進(jìn)行加固和改造已迫在眉睫。

2 老橋加固與改造技術(shù)

老橋經(jīng)過檢測和評定后,應(yīng)根據(jù)各自的實際情況進(jìn)行相關(guān)的保養(yǎng)、維修或加固。一般情況下當(dāng)老橋根據(jù)橋梁技術(shù)狀況評定低于3類以下時,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行加固。橋梁加固一般是通過對構(gòu)件的補強和結(jié)構(gòu)性能的改善來恢復(fù)現(xiàn)有橋梁的承載能力,以延長使用壽命,適應(yīng)現(xiàn)代交通運輸?shù)囊蟆Ｓ捎谒觳h有待改造的老橋多為小跨徑拱橋和平板橋，下面將主要講解說明小跨徑拱橋和平板橋的加固改造，常用技術(shù)，以及注意事項。

2.1 小跨徑拱橋的加固與改造

拱橋上部結(jié)構(gòu)常見的病害有：主拱軸線型變化；主腹拱圈順、橫或斜橋向出現(xiàn)裂縫；石料分化脫落，拱圈不均勻凹凸變形；側(cè)墻外鼓、開裂、滲水等。上述病害嚴(yán)重影響了拱橋的承載力，針對這些問題而研究出的相應(yīng)補救辦法是：對主要承重構(gòu)件進(jìn)行補強或加寬，從而改善結(jié)構(gòu)性能，恢復(fù)和提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全度，以延長拱橋的使用壽命，使整座拱橋滿足規(guī)定的使用功能需求，并能適應(yīng)未來交通運輸發(fā)展。

處理這些問題的措施有：（1）調(diào)整荷載集度法：通過采用不同容重的拱上填料，改變拱上填料厚度等方法來調(diào)整偏離附加內(nèi)力的大小，即對拱軸線和壓力線進(jìn)行調(diào)整，使兩者盡量吻合，從而改善主拱圈的不良受力狀況。（2）套拱法:適用于跨徑10 m以下且滿足基礎(chǔ)承載力的拱橋加固。先將原拱圈的裂縫進(jìn)行處理，然后對原拱圈灌漿，整體性加強，再采用灌漿法處理基礎(chǔ)。基礎(chǔ)處理完后在原拱圈下澆筑一層鋼筋混凝土套拱，套拱施工完后再在其與原拱圈之間灌漿，以增大拱圈厚度。（3）加固減載法:通過降低橋面標(biāo)高，減少或完全取消拱上填料，換填輕質(zhì)材料;將實腹式拱橋改為空腹式拱橋;做成鋼筋混凝土剛架或桁架式拱上建筑用鋼筋混凝土T梁、板梁等輕質(zhì)橋面系取代笨重的實腹拱體系。

大柘鎮(zhèn)漁山橋就是應(yīng)用上述方法進(jìn)行處理的，對老橋進(jìn)行加寬加固。（1）原橋部分：開挖橋面，用C40防水混凝土進(jìn)行橋面鋪裝，在其下增設(shè)10 cm厚度的C30混凝土的調(diào)平層，同時要求橋面標(biāo)高要高于原橋面標(biāo)高；開挖后，對局部松散的拱腔填料進(jìn)行灌漿處理，對老橋砂漿脫落部分進(jìn)行修補，裂縫處進(jìn)行灌漿處理；施工前在老橋拱圈頂、拱腳及1/4拱處設(shè)置觀測點，施工過程中發(fā)現(xiàn)異常立即停止，處理后才能繼續(xù)進(jìn)行，施工時嚴(yán)禁車輛通行。（2）加寬部分：上部采用2 m×8 m鋼筋混凝土現(xiàn)澆整體空心板，下部采用U型橋臺、柱式橋墩，擴(kuò)大基礎(chǔ)；在原拱橋上游側(cè)加寬4 m，在加寬部分墩臺間設(shè)置2 cm縱向沉降縫，橋面連成整體，沉降縫增設(shè)加強鋼筋；橋面橫坡通過墩、臺帽、墊石和橋面鋪裝層形成；墩臺基礎(chǔ)奠基于巖層上，要求墩臺基礎(chǔ)不得同時施工。基礎(chǔ)開挖時，在接近老橋基礎(chǔ)1 m以上時盡量采用跳槽式施工，距離老橋基礎(chǔ)1.5 m左右暫不開挖，待外側(cè)基礎(chǔ)開挖到位并施工完后，再進(jìn)行開挖并立即組織施工。如發(fā)現(xiàn)老橋基礎(chǔ)有塌空現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行注漿及其他加固處理。

2.2 平板橋的加固與改造

濂竹鄉(xiāng)大竹至橫坑村公路電站等地的老舊平板橋的處理的方法有：

（1）外包混凝土加固法：該方法一般適用于肋梁上部結(jié)構(gòu)，外包混凝土加大截面加固，可以加大受拉區(qū)的受力面積，使新增加的鋼筋能承受梁體的一部分受力應(yīng)力，用于框架柱強度或其它因素引起的不合格，承載力無法滿足安全要求時的一種加固方法。具體做法為：對原混凝土框架柱的表面鑿毛，在柱頂?shù)臉前逄庛@孔，在樓板底的框架柱外側(cè)植筋，并支模板澆灌混凝土使柱斷面加大。這個方案要經(jīng)過嚴(yán)格的設(shè)計計算，具體算出鋼筋的數(shù)量規(guī)格及混凝土的標(biāo)號。

（2）粘貼鋼板、碳纖維片補強法：當(dāng)主梁承載力不足或縱向主筋出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕時，梁板式的主梁會出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫時，采用粘貼鋼板加固。它是采用粘結(jié)劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的受拉邊緣或薄弱部位，使之與結(jié)構(gòu)物形成整體，從而提高梁的承載能力的一種加固方法。工藝流程歸納為：混凝土基底處理→涂底層涂料→構(gòu)件表面殘缺面的修補→粘貼鋼板式或纖維片→養(yǎng)護(hù)。該辦法加固結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵工藝是粘結(jié)材料的配比及涂刷。

（3）橋臺、基礎(chǔ)增加砌體或混凝土損壞的加固。當(dāng)基礎(chǔ)在橋梁自重或車輛荷載作用下地基應(yīng)力嚴(yán)重不均勻時，橋臺或基礎(chǔ)混凝土或圬工砌體局部拉應(yīng)力過大而出現(xiàn)裂縫，若非承載力不足的原因，只需對橋臺、基礎(chǔ)本身采取鑿除、重新澆筑混凝土；壓環(huán)氧樹脂砂漿灌縫的辦法，處理裂縫；若裂縫已貫通，可用鋼筋混凝土帶或鋼箍進(jìn)行加固。

2.3 工程應(yīng)用思考

由于農(nóng)村公路涉及面廣，老橋的加固與改造是個意義重大的項目，在處理老橋問題時，最好要先進(jìn)行老橋的檢測與評估，然后根據(jù)實際情況來確定相應(yīng)的措施。在遂昌縣的老橋加固與改造工程中，所應(yīng)用的技術(shù)都是目前國內(nèi)針對老橋改造的切實可行的技術(shù)，是經(jīng)過實際工程檢驗的有效方法。在對于小跨徑拱橋的改造問題上，調(diào)整荷載集度法、套拱法及加固減載法等都是理論成熟且切實有效的方法，對于橋梁的加寬、加固、改造都是行之有效、效果顯著的。而對于平板橋的加固改造問題，可以采用鋼筋混凝土框架加固橋臺，擴(kuò)大橋梁基礎(chǔ)底面的基礎(chǔ)擴(kuò)大法，橋梁墩臺水下灌注混凝土，高壓旋噴注漿法，外包混凝土加固，粘貼鋼板、碳纖維片補強法等方法。在今后的老橋處理問題中就可以參考應(yīng)用這些工程實例，提高工程效率和可靠度。

3 老橋的管理和養(yǎng)護(hù)

（1）及時檢測老舊危橋。對于全縣范圍內(nèi)的橋梁，要進(jìn)行定期的全面檢測，及時發(fā)現(xiàn)老舊危橋，上報并檢修加固。可以成立多個小組，每個小組三人，分區(qū)負(fù)責(zé)全縣的橋梁檢測工作，定時定量，認(rèn)真檢測，采取負(fù)責(zé)人責(zé)任制。

（2）明確制度問題，嚴(yán)格制定管理養(yǎng)護(hù)各個方面的規(guī)定。制定嚴(yán)格的橋梁養(yǎng)護(hù)管理制度,制定、安排橋梁年度定期檢查計劃,組織實施橋梁定期檢查,做好檢查記錄,通報危橋病害狀況,及時排除安全隱患。在橋梁管養(yǎng)經(jīng)費方面認(rèn)真負(fù)責(zé)，將資金用到實處，公開透明，接受廣大人名群眾的監(jiān)督。

（3）建立健全完善的橋梁檔案資料。在每個老橋的加固改造工程完工之后，要保留完整的設(shè)計施工資料，并組織整理，逐步形成一個完善的農(nóng)村公路橋梁的數(shù)據(jù)庫。這些將對以后的橋梁養(yǎng)護(hù)等提供寶貴的資料支持。

4 結(jié)語

老橋的加固與改造不僅對于全縣的路網(wǎng)改造計劃的總體造價是至關(guān)重要的，而且講關(guān)系到全縣整體交通運輸業(yè)的物流能力，對于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展有著十分關(guān)鍵的價值。本文為遂昌縣路橋改造項目中的老橋加固,提供了一定的參考借鑒依據(jù)。不僅對遂昌縣的路橋改造項目提供了指導(dǎo)意義，而且將對以后的老橋改造與利用養(yǎng)護(hù)等積累寶貴的經(jīng)驗。

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