公路舊橋涵質量隱患的防治措施探析

楊連貴

摘要：闡述了公路舊橋涵質量隱患、病害的形成原因，提出了相應的防治措施。

關鍵詞：公路；橋涵；承載力

隨著交通運輸業尤其是公路運輸的發展，對橋梁的要求也越來越高。近年來，由于載重汽車的超重使得橋梁嚴重超標承受荷載，加之橋面系的構造缺陷，導致橋梁的撓度增大、橋面鋪裝損壞，形成單梁受力狀態，從而降低了橋梁的承載能力。因此，對發生重大病害和不能滿足運輸要求的公路舊橋梁進行加固和更新，恢復原有橋梁的整體使用功能，提高荷載等級和通行能力是十分必要的。

1 公路舊橋涵常見的質量隱患及病害

1.1 天然基礎常見的缺陷

（1）在軟土地基上修建橋梁基礎時，由于經常受土基下沉和地下水位升降的影響，往往會產生不均勻沉降。

（2）若基礎埋置太淺，由于經常受到河水尤其是洪水的沖刷等影響造成掏空現象等，減少了橋臺前地基土層的側壓力，從而使基礎產生側向滑移。

（3）橋臺基礎建造在軟土地基上，當臺背填土超過一定高度且基礎構造處理不當時，會產生塑性流動而使橋臺產生前移。

（4）拱橋基礎處理不當，在受力過程中基礎逐漸產生位移。

（5）由于鹽堿地帶和帶有腐蝕性水的影響，使混凝土及砌體受到腐蝕而損害。

1.2 樁基礎常見的缺陷

（1）早期設計的樁基常由于承載力不足而使基礎下沉。

（2）鉆、挖孔樁在施工過程中的失控，造成回淤過多，縮徑、松散甚至斷樁。

（3）打入樁在打樁過程中樁身收損、接樁部位錯臺等原因，造成其承載能力降低。

1.3 墩臺構造的常見缺陷

（1）混凝土受水和大氣的侵蝕而被腐蝕、疏松、剝落，鋼筋外露、銹蝕，尤其是在水位浮動部位，這些現象更為嚴重。

（2）由于超載受力，帽梁處混凝土受拉區產生裂縫，使受壓區破碎、剝落。

（3）由于伸縮縫漏水、污物堆積，造成墩臺頂面混凝土的腐蝕。

（4）由于樁基在施工過程中發生位移，形成墩柱歪斜、樁柱間錯位。

（5）受水平力的影響，墩柱產生水平環形裂縫，這種裂縫在樁柱式橋臺中比較常見。

（6）圬工砌體墩臺受大氣的影響、水的侵蝕產生灰縫脫落、砌體風化等。

1.4 支座的損壞

（1）油毛氈支座破裂、酥爛，從而失去作用。

（2）橡膠支座出現橡膠老化、變質等現象，從而喪失其自由伸縮的能力。

（3）盆式橡膠支座的固定螺栓剪斷、螺母松動等。

（4）支座座板翹起、扭曲、斷裂、焊縫開裂。

（5）支座座板下梁墊混凝土壓壞、剝離、掉角等。

1.5 梁、板的隱患及常見病害

（1）設計標準低，超標準承受車輛荷載，形成過多的裂縫。

（2）混凝土強度未達到設計要求，造成松散、剝落、鋼筋裸露。

（3）橋面漏水、滲水使混凝土產生泛白、疏松、膨脹、剝落等現象，邊梁外側及翼板處極易發生。

（4）裝配式梁的焊接處開焊，鉸縫混凝土破壞，形成了單梁受力。

（5）外力的撞擊造成混凝土剝落、鋼筋損傷等。

1.6 橋面系的隱患及病害

（1）橋面瀝青面層的擁包、松散、脫落。

（2）橋面混凝土鋪裝層的開裂、松散、剝落。

（3）伸縮縫與主體混凝土的連接不當造成的松動、脫落；焊接件的開焊、脫落。

（4）伸縮縫處的混凝土松散、破壞及伸縮縫橡膠損傷、老化、剝離。

（5）伸縮縫選型的不合理或損壞形成漏水。

（6）連續板伸縮縫的不規則裂縫，混凝土松散、脫落破壞。

（7）泄水孔堵塞或設計不當造成橋面積水，流水孔處邊梁混凝土被腐蝕。

（8）欄桿松動、缺損、斷裂、破壞、金屬銹蝕等。

2 舊橋涵的加固利用

舊橋涵加固利用的前提必須具有經濟上的合理性和技術上的可行性，同時便于施工和養護。

2.1 下部構造的處理方法

下部構造包括墩、臺及基礎等。病害的形式主要有基礎不均勻沉陷、基礎沉降量過大、基礎的埋置深度過淺、砌體自身出現風化或砂漿強度不足等。對于基礎出現不均勻沉降或沉降過大，可采用灌漿的方式處理。即在基礎及其周圍2--5米（視基礎的寬度而定）鉆孔，鉆孔布置以矩形或梅花形為主，孔距l--1.5米為宜，深度應通過計算確定，以不小于上構的附加應力隨深度降至5%時的深度為宜。灌漿的材料以水泥漿為主，并摻部分速凝劑，灌漿時壓力要嚴格控制。通過灌漿可使孔隙減小，土體擠密，并通過水泥漿的粘結作用使整體性提高。同時，鉆孔處的水泥柱亦可起到支撐作用，從而提高地基承載力。需要指出的是，灌漿的方法一般用于橋梁的加固，用于涵洞就不見得經濟，應當進行比較，且對于粘土性質的地基，灌漿的效果不一定能達到要求。另外，當灌漿壓力控制不當時，容易因土體不均勻變形造成構造物的破壞。因此，采用灌漿的方式要綜合比較后確定。對于基礎埋置深度過淺的情況，可采用隔水幕墻的方法，即可在基礎四周用硅砌筑一道深度超過沖刷深度1.5米以上的幕墻進行防護，但要注意開挖時對原基礎的影響。另一種方法就是用漿砌片石對橋位處的河床進行滿輔式的防護，但前提是能滿足泄洪要求。對于經過檢查狀況良好的下構，如果按照新的荷載等級驗算的基底應力，比原來的基底應力要大，但增加值在100KPa之內，一般可以不予考慮加固基礎。這是因為舊橋建成幾十年后，土體沉降和固結大體完成，此時基底應力有所增加，不會造成不利影響。另外，還可以通過減輕上構部分的自重來達到減少基底應力的目的，如把實腹拱改為空腹拱或把拱上填料的厚度盡可能減薄等。對于基礎完好，但部分砌體的砌筑質量較差的情況，在不影響整體結構的前提下，可考慮部分拆除然后重建的方式，若不宜拆除，也可考慮使用灌漿的方式處理。即先用水泥砂漿勾縫封閉裂縫，只留灌漿孔，然后灌水濕潤，待砌體充分濕潤后即可灌漿加固。

2.2 上部構造的處理方法

拱橋上部構造包括拱圈、腹拱墩、腹拱圈及橋面系，梁橋則為行車道板、橋面輔裝等。對于拱橋，上構的病害多表現為拱頂下沉以及起拱線附近開裂。此時可以用鹼加厚該部分的拱圈厚度，但需要重新計算截面幾何特性，以保證拱軸線的位置，且加厚部分鹼與拱圈的連接需要處理好，必要時可以預先埋設連接鋼筋。在泄洪能力滿足要求時，還可以考慮使用內襯的方式進行加固，即在拱圈底面輔筑一個新的拱圈（雙曲拱可新做拱肋），通過單獨或協同的方式受力。該方法的不足之處在于施工困難，且新砌部分的基礎較難處理。此外，還可以結合前述的減輕上構自重的方式，減小拱圈的受力。對于梁橋，板梁上構的病害主要有露筋，跨中出現較為明顯的豎向裂縫、支座附近出現45“的斜面裂縫等。對于這種情況，在確認基礎及墩、臺完好的前提下，可考慮拆除舊的行車道板。倘若上構結構良好，則可進行荷載試驗，檢測在設計荷載的情況下行車道板是否是彈性變形，并把荷載試驗得到的變形與理論計算得到的變形進行比較。如果試驗表明行車道板的承載力不足，則可考慮拆除上構后重建，或者用加厚橋面輔裝的高度來增加承載力，此時要注意新舊硅的良好結合。

2.3 泄洪能力不足時的處理方法

對于泄洪能力不足的舊涵，可以在原涵附近增加一個新涵，來提高泄洪能力。或者把舊涵的進口做成抬高式的進口，把原來的無壓力式涵洞變為壓力涵，也可以提高泄洪能力，但要注意做好防水措施。對于可以加固利用橋梁，泄洪能力不足時也可考慮在橋位附近新建一個涵洞，起一種分洪作用，但這種方法一定要注意新建分洪涵洞的基礎埋置深度、砌體強度及耐久性。

參考文獻

[1] JTJ041-2000，公路橋涵施工規范[S].

[2] 邵旭東.橋梁工程[M].武漢：武漢理工大學出版社，2002.