鋼波紋板在小橋加固中的應(yīng)用

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路交通運(yùn)輸行業(yè)成為促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的重要基石，各種重型車流的急劇增加，使得公路安全承擔(dān)著非常大的營(yíng)運(yùn)壓力。受資金和技術(shù)的限制，原來(lái)修建的小橋經(jīng)過多年的使用，產(chǎn)生了一些病害或缺陷，導(dǎo)致公路運(yùn)輸安全隱患。文章將針對(duì)鋼波紋板在小橋加固中具體的成功案例分析，來(lái)闡明鋼波紋板在小橋加固中的原理、實(shí)用性和優(yōu)越性、施工方法和控制要點(diǎn)，以推進(jìn)公路安全營(yíng)運(yùn)能力提升做出自己的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：鋼波紋板；小橋；加固；施工方法

在當(dāng)今的信息暢通時(shí)代，群眾對(duì)公路運(yùn)輸狀況更加關(guān)注，橋梁安全直接影響公路營(yíng)運(yùn)安全，這不僅聯(lián)系著整個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也關(guān)系著人民群眾的人身安全。國(guó)省干線公路和農(nóng)村公路中，小橋數(shù)量占據(jù)橋梁總數(shù)的幾乎一半，而這批小橋更多存在修建年份早、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、承載力底的情況。2015年我們文山公路管理總段共實(shí)施了29座四五類小橋加固，其中加固石拱橋19座，基本都是拱圈產(chǎn)生裂縫或強(qiáng)度較低需要提高承載力的情況，這批小橋由于修建的時(shí)間過長(zhǎng)或者當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)不完善，使得在使用過程中出現(xiàn)不同程度的病害和缺陷，而現(xiàn)在交通運(yùn)輸行業(yè)的迅速發(fā)展，又使得它不得不承擔(dān)更大的負(fù)重能力，因此小橋的加固問題，成為當(dāng)前急需要解決的現(xiàn)狀。

1 鋼波紋板在小橋加固中的成功案例

1.1 文山州馬關(guān)境內(nèi)S201線河外橋的加固

河外橋?qū)購(gòu)V馬線路段，位于文山州馬關(guān)縣境內(nèi)，原橋是一座凈跨徑8米矢高為2.5米的石拱橋。它存在的病害是拱圈部分產(chǎn)生6條不規(guī)則裂縫，其中兩條裂縫縱向貫通整個(gè)拱圈，縫寬為1mm-4mm，使得它的承載能力降低，為確保安全營(yíng)運(yùn)，需進(jìn)行加固。經(jīng)分析論證后，優(yōu)先選用鋼波紋板進(jìn)行加固，在原倆橋臺(tái)間內(nèi)側(cè)新設(shè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)與橋臺(tái)，作為新增內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的支撐，同時(shí)預(yù)埋鋼波紋板底座，以原橋的截面大小的鋼波紋板作為內(nèi)襯支護(hù)，在鋼波紋板和原橋之間采用C25混凝土填筑，減小凈跨和凈空（即加固后凈跨為7.4米，矢高降為2.2米）的一種加固方式。整個(gè)施工過程的周期較短，不影響交通，加固整體效果好，費(fèi)用較低，但壓縮了過水?dāng)嗝妗?/p>

1.2 文山州廣南境內(nèi)XH102線芭蕉箐橋的加固

芭蕉箐橋，原橋?yàn)楝F(xiàn)澆實(shí)心板橋，連續(xù)兩跨10.2米橋長(zhǎng)。這條公路位于村莊密集的地區(qū)，而且屬于桂昆鐵路的施工通道，交通量很大，承載力度也大。為了保證交通的正常通行和提高橋的承載力，就在原橋的下方使用了加裝4×2.8米的鋼波紋橢圓管，管頂周圍填筑混凝土，漿砌片石端頭來(lái)加固。不僅減少了工程周期，也很大程度上緩解了該路段的交通壓力，同時(shí)也節(jié)省了工程投入資金，取得的非常明顯的社會(huì)效益。施工過程如圖1所示，加固后的效果如圖2所示。

1.3 文山市S208線甲馬石橋的加固

S208線文山市境內(nèi)屬于交通量大、重型車輛多的路段，甲馬石石拱橋出現(xiàn)的病害是拱圈頂部出現(xiàn)不規(guī)則裂縫，拱圈部分砂漿脫落，個(gè)別拱圈石有輕微位移跡象，該橋承載能力明顯降低，產(chǎn)生了安全隱患。利用鋼波紋板進(jìn)行內(nèi)襯安裝后澆筑混凝土加固，將原橋凈跨6米矢高2.5米變成跨5.4米矢高2.2米[3]。波紋板和原橋之間采用C25混凝土填筑，用鋼筋混凝土對(duì)橋臺(tái)加固。整個(gè)施工過程簡(jiǎn)單、快捷，有效的保障了交通的安全。舊橋拼寬橋臺(tái)布筋如圖3所示，施工完成情況如圖4所示。

2 鋼波紋板加固小橋的廣泛應(yīng)用（原理和優(yōu)點(diǎn)）

目前，國(guó)內(nèi)公路工程小橋大多使用污工砌體和鋼筋混凝土組合構(gòu)成，存在很多缺點(diǎn)，像設(shè)計(jì)繁瑣、施工周期長(zhǎng)、施工難度大、所需機(jī)具和人工多，對(duì)于高填方橋類型的橋身結(jié)構(gòu)也比較容易破壞。小橋的加固，一般工期比較緊，保通壓力大，投資相對(duì)小時(shí)，采用鋼波紋板加固就解決了這些問題。鋼波紋板的優(yōu)點(diǎn)有耐久性強(qiáng)，鋼波結(jié)構(gòu)能夠承受較長(zhǎng)時(shí)間的重壓；地基承載要求低，當(dāng)橋位地基承載力達(dá)不到要求時(shí)，增設(shè)墊層和反拱即可解決；適應(yīng)能力強(qiáng)大，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)尺寸工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)組裝，對(duì)于不同類型的橋涵都能進(jìn)行加固；而且由于鋼板紋材質(zhì)特別輕便，現(xiàn)場(chǎng)組裝很方便很簡(jiǎn)單，施工過程占用的空間小，最重要的是不用改變舊橋的原貌，大大縮短了施工周期，也減少了對(duì)環(huán)境的破壞。

總而言之，利用鋼波紋板不僅能達(dá)到設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便、提高原橋的承載能力和修復(fù)原橋的缺陷等問題，還能降低成本，節(jié)省時(shí)間，便于保通，提高質(zhì)量。

3 鋼波紋板在小橋加固中的施工方法

3.1 施工準(zhǔn)備階段

在對(duì)橋涵進(jìn)行加固前，先要對(duì)相關(guān)材料進(jìn)行準(zhǔn)備，依設(shè)計(jì)預(yù)制鋼波紋板、底座、鋼筋和模板，采備水泥、砂石材料等，作業(yè)人員和設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后，做好施工現(xiàn)場(chǎng)的安全防護(hù)，圈出危險(xiǎn)地帶和施工區(qū)域，做好安全警示。

3.2 地基的處理

對(duì)于原橋所在土質(zhì)地基進(jìn)行處理是保證工程長(zhǎng)久安全的必要措施，不同的土質(zhì)需要不同的施工材料。當(dāng)采用裝配鋼波紋板內(nèi)襯加固拱橋時(shí)，設(shè)計(jì)基底地基承載力達(dá)設(shè)計(jì)要求的，可以直接澆筑鋼筋混凝土基礎(chǔ)和臺(tái)身；設(shè)計(jì)基底達(dá)不到承載力要求的，可以采用30cm-50cm深度的未篩分碎石或砂礫換填，或者基礎(chǔ)加深達(dá)到設(shè)計(jì)要求。當(dāng)采用鋼波紋管進(jìn)行整體加固時(shí)，橋位地基較軟或強(qiáng)度不均勻的，管底鋪設(shè)30cm-50cm的未篩分碎石或砂礫作為管底墊層；基底條件很好，強(qiáng)度滿足要求而且很均勻的，注意清除10cm以上的石塊或硬物。對(duì)于巖石地基需要特別注意，鋼波紋板不能直接放置在混凝土或者巖石的基床上，因?yàn)殇摬y板在有剛性的支撐下會(huì)降低自身的承載能力和變形能力，這個(gè)時(shí)候需要換用30厘米厚度的砂礫作為地基。

3.3 基礎(chǔ)及臺(tái)身的澆筑

在地基符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，基礎(chǔ)和臺(tái)身的澆筑，首先在原橋臺(tái)上植筋，確保鋼筋混凝土澆筑后，擴(kuò)寬的橋臺(tái)與原橋臺(tái)形成整體；混凝土澆筑的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸符合要求；重點(diǎn)是波紋板預(yù)埋件位置要精準(zhǔn)，確保上下構(gòu)造順利聯(lián)接。需要設(shè)置管底墊層時(shí)，長(zhǎng)度沿著管徑方向的兩端分別延伸1.5米，寬度填滿兩橋臺(tái)間位置。

3.4 波紋板的安裝

在波紋板安裝位置搭設(shè)腳手架，安裝前要準(zhǔn)確定位管軸線，拼裝的時(shí)候注意中間板片和端頭板片的位置，端頭管軸單向拼裝，每3米校對(duì)一次管節(jié)位置和弧度、軸線和坡度，如果出現(xiàn)偏差，需要采用千斤頂進(jìn)行糾正。波紋管整體加固的，從中心向兩端進(jìn)行對(duì)稱安裝，先安裝底片，在分別向上面拼接，底片的安裝要緊緊貼在砂礫墊層上，以便管涵受力均勻。安裝完成，要求回填好基礎(chǔ)或管底邊緣。

3.5 填充混凝土的澆筑

在管涵的兩端安裝垂直模板，保證上下游兩端、左右兩端分別對(duì)稱，板頂混凝土從管軸左右兩邊對(duì)稱澆筑，每層澆筑40cm左右高度，采用泵機(jī)兩端灌注混凝土，振動(dòng)棒和附著式振搗器同時(shí)搗實(shí)，按照這樣的方式，每次加高50厘米的垂直模板，直到澆筑到管頂。對(duì)于每層澆筑的時(shí)候，要從里往外澆筑，必須保持填筑的混凝土均勻和密實(shí)。

3.6 混凝土的養(yǎng)護(hù)和清場(chǎng)

澆筑完成后，主要是澆水保濕養(yǎng)護(hù)混凝土，同時(shí)清理施工場(chǎng)地，保證橋下排水通暢。養(yǎng)生到期，拆除模版，整修表面，清理現(xiàn)場(chǎng)，解除警界，恢復(fù)原貌。

3.7 施工注意事項(xiàng)

一是在進(jìn)行基礎(chǔ)、臺(tái)身澆筑時(shí)，確保新舊結(jié)構(gòu)的緊密聯(lián)結(jié)，同時(shí)注意預(yù)埋件的精確安裝。二是在鋼波紋管安裝的時(shí)候，注意螺栓要緊固，用力不得低于300KN。三是在填充舊橋和管涵之間的砼時(shí)，水灰比要適中，兩端無(wú)法確保混凝土灌注飽滿密實(shí)時(shí)，采取從橋頂進(jìn)行開孔注入。四是要注意鋼波紋板及連接螺栓和管接的地方要做好防腐蝕和防銹蝕處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，無(wú)論是從結(jié)構(gòu)、材料還是功能上，鋼波紋板在小橋加固中都具有很多明顯的優(yōu)勢(shì)。不僅解決了小橋使用過程中逐步產(chǎn)生的病害問題，還具有較高的適應(yīng)能力，較低的造價(jià)、環(huán)保的性能、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、施工的快速和使用的便捷都是鋼波紋板的特點(diǎn)。不足之處就是壓縮了橋下凈空，降低了泄洪能力。這些優(yōu)勢(shì)有利的解決了我國(guó)公路工程的橋梁養(yǎng)護(hù)維護(hù)問題，促進(jìn)了交通運(yùn)輸事業(yè)的迅速發(fā)展，也使得鋼波紋板在以后的公路工程中的應(yīng)用前景更加廣闊。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：雷碧俊（1975，12-），男，漢族，云南麻栗坡人，工程師，主要從事公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)方面的工作。