城市橋梁維修加固施工研究

朱恒怡

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)交通事業(yè)蓬勃發(fā)展，高速公路建設(shè)的不斷完善，國(guó)內(nèi)公路網(wǎng)的形成，使得高速公路承擔(dān)起了主要的交通運(yùn)輸任務(wù)，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了整個(gè)交通運(yùn)輸業(yè)的繁榮，在高速公路上涌現(xiàn)出大量大型、重型車(chē)輛，這些加速了公路橋梁的老化，表現(xiàn)為破損嚴(yán)重、承載能力下降。在分析目前我國(guó)公路橋梁現(xiàn)狀、橋梁病害診斷基本思路、加固方法選擇原則、評(píng)估及加固準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，綜述了幾種常用和新型加固技術(shù)，評(píng)述比較各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)。最后在評(píng)述以上新技術(shù)以及其他已成熟應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，給出橋梁加固工程的實(shí)際應(yīng)用原則并展望了未來(lái)加固技術(shù)。

關(guān)健詞：道路橋梁；成因；評(píng)估；加固；方法

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，過(guò)去年代修建在市政道路上的橋梁，負(fù)擔(dān)著十分沉重的交通荷載及繁重的交通量。由于受到當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)、材料、施工等方面的影響和局限，先天不足，加上不能適應(yīng)目前交通量的迅猛增長(zhǎng)，使得橋梁的檢測(cè)和加固成為必要，橋梁結(jié)構(gòu)是典型的不可逆結(jié)構(gòu)，受自然因素如腐蝕、沖刷、預(yù)應(yīng)力損失等，非自然因素如意外損傷、超載、開(kāi)裂等的影響，一旦建成，其結(jié)構(gòu)性能會(huì)隨運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增長(zhǎng)而不斷下降。

一、橋梁加固的目的與意義

（一）橋梁加固的目的

自橋梁建成之始，不久就會(huì)產(chǎn)生已建橋梁的維修、改造和加固的需求，也就是針對(duì)已經(jīng)變舊的橋梁，不能滿(mǎn)足繼續(xù)使用的狀況進(jìn)行處理的方法。

（二）橋梁加固的意義

橋梁加固后，可以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿(mǎn)足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性。加固橋梁可以預(yù)防和避免橋梁的坍塌造成物資損失和人身傷亡。

二、橋梁病害成因

在加固與補(bǔ)強(qiáng)之前，應(yīng)確定結(jié)構(gòu)的劣化和損傷的原因，以便確定維修加固方案。除有偶然荷載急劇作用于橋梁造成梁板斷裂等重大損壞外，常見(jiàn)的橋梁病害有裂縫、撞損、剝落、蜂窩、沖刷、鋼筋銹蝕等。其中裂縫是混凝土橋梁最常見(jiàn)的病害表現(xiàn)之一，是影響橋梁承載力和耐久性的重要因素。混凝土裂縫引起鋼筋保護(hù)層破壞，致使空氣侵人導(dǎo)致鋼筋銹蝕，鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土構(gòu)件破壞的重要原因。造成以上病害的主要原因如下：

（一）橋梁設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)對(duì)橋梁的影響。在橋梁的建造過(guò)程中，設(shè)計(jì)不合理、截面尺寸和鋼筋配置不符合力學(xué)要求、施工質(zhì)量 問(wèn)題達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、建筑材料使用不當(dāng)、品質(zhì)不良等等。這些方面如果出現(xiàn)問(wèn)題將使橋梁在使用伊始就存在質(zhì)量隱患。橋梁在使用過(guò)程中，混凝土的干縮、徐變現(xiàn)象以及預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損失不可避免，造成裂縫產(chǎn)生、構(gòu)件強(qiáng)度降低；同時(shí)，環(huán)境中有害的化學(xué)物質(zhì)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成侵蝕，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，鋼筋產(chǎn)生銹蝕。 此外，交通超載、車(chē)輛的撞擊損壞、橋面磨損等人為因素的破壞是經(jīng)常發(fā)生的；嚴(yán)寒酷暑的溫度影響、洪水的沖擊、地震造成的破壞也不可避免。

（二）環(huán)境因素對(duì)橋梁病害產(chǎn)生的影響。嚴(yán)寒酷暑的溫度、氣候、洪水的沖擊等橋梁外部環(huán)境對(duì)橋梁會(huì)產(chǎn)生影響，以致混凝土橋梁的劣化現(xiàn)象。多種原因相互作用，惡性循環(huán)，形成橋梁的劣化與損傷。常見(jiàn)的劣化現(xiàn)象有裂縫、撞損、剝落、蜂窩、沖刷、鋼筋銹蝕等。裂縫是混凝土橋 梁最常見(jiàn)的劣化現(xiàn)象。鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土 構(gòu)件破壞的主要原因。

（三）超載超限對(duì)橋梁的危害。車(chē)輛的超載超限對(duì)橋梁的損傷很大，自06年以來(lái)，我市干線公路橋梁出現(xiàn)了不同程度的病害和損壞，橋面板嚴(yán)重坑洼不平，梁板出現(xiàn)較多的裂縫、斷裂、受力鋼筋外漏、銹蝕。車(chē)輛的超載超限已成為嚴(yán)重的公路橋梁的殺手。超限產(chǎn)生過(guò)大的彎矩和剪力使梁板產(chǎn)生過(guò)大彎曲變形和剪力破壞，產(chǎn)生彎曲裂縫，支座附近產(chǎn)生剪切裂縫。過(guò)大的荷載使裝配式板橋的鉸縫混凝土開(kāi)裂，導(dǎo)致橋面橫向分布削弱，橋板承受荷載增加；嚴(yán)重時(shí)鉸縫混凝土破壞，形成單塊板受力，使橋板斷裂，產(chǎn)生險(xiǎn)情，嚴(yán)重威脅橋梁和行車(chē)安全，如不及時(shí)采取措施，將形成事故。

（四）地震對(duì)混凝土橋梁的破壞地震因其發(fā)生的突然性和巨大破壞 力而被列為各種自然災(zāi)害之首。

三、橋梁維修加固方法

通過(guò)對(duì)橋梁現(xiàn)狀、病害成因及可能的發(fā)展趨勢(shì)、橋梁使用狀況的科學(xué)分析，按照“安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀”的維修加固原則，在橋梁加固方案的選擇、幾何尺寸的擬定上力求實(shí)用有效，同時(shí)考慮施工方法可行。對(duì)每座橋梁加固均嚴(yán)格按規(guī)范要求繪制設(shè)計(jì)圖紙，編報(bào)施工圖預(yù)算。對(duì)施工難度大、施工工藝復(fù)雜的橋梁進(jìn)行加固時(shí)，同時(shí)做好相應(yīng)的施工組織設(shè)計(jì)，確保維修加固質(zhì)量。下面是幾種常見(jiàn)橋梁病害處治方法：

（一）基礎(chǔ)沖空

在沖空部位用灌注素混凝土填充，選擇的混凝土標(biāo)號(hào)不小于C20。如雙峰山小橋0號(hào)臺(tái)基礎(chǔ)沖空采用了此方法。

（二）因地基不均勻沉降橋臺(tái)側(cè)墻開(kāi)裂或外傾

采用支撐加固方法處理，即在側(cè)墻外傾處設(shè)置支撐墻。支撐墻常用漿砌片石或澆混凝土等材料修建。

（三）主拱圈出現(xiàn)縱向裂縫的加固

常用的方法有拱背加固和拱腹加固兩種，應(yīng)考慮河道水流量、安全、交通等因素選擇加固方法。采用拱腹加固時(shí)，一是用拱肋橫系梁加固，可節(jié)約材料用量，降低費(fèi)用；二是拱圈襯砌加固。

（四）橋梁附屬設(shè)施及橋面系的損毀維修

橋梁附屬設(shè)施包括錐坡、橋頭護(hù)岸等，是最易遭受水毀損壞的部位，此類(lèi)損毀主要采用原結(jié)構(gòu)修復(fù)方法處治。橋面系由于受到車(chē)輛和人為破壞，也會(huì)出現(xiàn)損壞，影響了橋梁的正常使用和行車(chē)行人安全。如橋梁欄桿、橋面鋪裝層的損壞。對(duì)此類(lèi)病害，視其損壞程度、數(shù)量及原構(gòu)件的可利用價(jià)值，主要采用維修更換或拆除重建。

四、橋梁加固施工質(zhì)量控制

（一）嚴(yán)把圖紙審查關(guān)。

從幾何尺寸擬定、力學(xué)體系分析、構(gòu)件組合型式，到施工因素影響均充分考慮，做到“精心設(shè)計(jì)”，并上報(bào)設(shè)計(jì)圖紙，請(qǐng)上級(jí)審查把關(guān)。

（二）嚴(yán)把材料進(jìn)場(chǎng)關(guān)。

在橋梁大中修工程施工中，對(duì)鋼材、水泥等外購(gòu)材料要有產(chǎn)品合格和生產(chǎn)廠家的證明，進(jìn)場(chǎng)材料的規(guī)格型號(hào)必須符合設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定；對(duì)砂石材料必要檢查其相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，確保材料質(zhì)量符合施工規(guī)范要求。

（三）嚴(yán)把工藝操作關(guān)。

從混凝土配合比的配制、鋼筋的焊接到構(gòu)件的澆筑等工序均嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)關(guān)鍵工序、隱蔽工程實(shí)行全過(guò)程旁站，對(duì)混凝土采取抽取試件檢測(cè)。

（四）規(guī)范施工管理。對(duì)大中修項(xiàng)目實(shí)行監(jiān)理模式和合同管理

通過(guò)近期對(duì)已維修加固橋梁使用情況、外觀質(zhì)量、老橋病害有無(wú)發(fā)展等現(xiàn)場(chǎng)檢查可以看出，維修加固效果顯著，滿(mǎn)足了橋梁的正常使用要求。

五、結(jié)束語(yǔ)

由于橋梁病害發(fā)生的不確定性，橋梁維修加固又無(wú)現(xiàn)成的理論體系，因而橋梁維修加固工作是項(xiàng)探索性、實(shí)踐性較強(qiáng)的工作。只有不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)分析后期的使用效果，才能判斷維修加固方法的科學(xué)性、適用性和針對(duì)性。隨著我國(guó)橋梁建設(shè)的發(fā)展以及現(xiàn)有橋梁的老化，安全評(píng)估和加固補(bǔ)強(qiáng)必將成為橋梁工程中的一門(mén)新興學(xué)科，推動(dòng)橋梁工程發(fā)展特別是橋梁的加固技術(shù)要求新工藝、新技術(shù)的不斷出現(xiàn)。隨著科研工作的不斷深入以及廣大科研設(shè)計(jì)等人員的共同努力，新材料、新技術(shù)的應(yīng)用將在今后的橋梁加固改造中發(fā)揮日益重大的作用。

參考文獻(xiàn)：

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