高速公路改擴(kuò)建跨河舊橋加固及拆除技術(shù)

黎 洪

(廣西路建工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530001)

0 引言

高速公路作為現(xiàn)代公路運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，對于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展能夠起到積極的推動(dòng)作用，近年來，高速公路的建設(shè)還成為了衡量一個(gè)國家公路交通運(yùn)輸和汽車工業(yè)現(xiàn)代化水準(zhǔn)的重要標(biāo)志。但對于我國而言，高速公路建設(shè)始于1988年，滬嘉高速公路的建成實(shí)現(xiàn)了我國高速公路的零突破。盡管隨后我國的高速公路建設(shè)進(jìn)入了“快車道”，但是仍不可回避我國的早期高速公路建設(shè)質(zhì)量差、規(guī)劃亂的事實(shí)，所以對于既有高速公路的改擴(kuò)建施工，是我國高速公路的一項(xiàng)重大任務(wù)，其中，對于跨河舊橋的改擴(kuò)建處理又是一個(gè)重要問題。一般來說，我國的跨河舊橋改擴(kuò)建處理方案主要包括加固和拆除兩種，這兩種方法各有優(yōu)劣，適用于不同的環(huán)境，要處理好跨河舊橋的改擴(kuò)建問題，就必須對跨河舊橋進(jìn)行細(xì)致的評估，應(yīng)用合適的施工技術(shù)。

1 跨河舊橋的檢測與評估

對于跨河舊橋的改擴(kuò)建，無論是從設(shè)計(jì)角度還是從施工角度而言，都需要遵從五條原則：最大限度利用既有結(jié)構(gòu)；盡量減少對原有交通的影響；拼接時(shí)采用同結(jié)構(gòu)梁板；外部尺寸考慮景觀一致性；對既有橋涵進(jìn)行結(jié)構(gòu)病害的綜合調(diào)查評估。在遵循以上原則的基礎(chǔ)上，對跨河舊橋的改擴(kuò)建技術(shù)選擇，主要還是依靠對其的檢測與評估。

對跨河舊橋進(jìn)行檢測與評估，主要是為了掌握橋梁結(jié)構(gòu)在正常載荷作用下的實(shí)際工作狀態(tài)，對其承載能力和使用性能作出評價(jià)，檢驗(yàn)其設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量經(jīng)過長期的使用后，是否仍然安全可靠，為后期的改擴(kuò)建選擇提供有力的理論依據(jù)。

一般來說對既有橋梁結(jié)構(gòu)的檢測，根據(jù)檢測的范圍、深度、方式和檢查結(jié)構(gòu)的用途不同，可以大致分為經(jīng)常性檢測、定期檢測和特殊性檢測三類。經(jīng)常性檢測是一種較為簡略的檢測方式，以目測為主，搭配簡單的工具測量；定期檢測較為細(xì)致，以目測結(jié)合儀器檢測為主。這兩種檢測方式對跨河舊橋的改擴(kuò)建施工并沒有幫助，所以本文將重點(diǎn)對既有橋梁結(jié)構(gòu)的特殊性檢測作出詳細(xì)討論。

高速公路跨河舊橋在進(jìn)行改擴(kuò)建之前所進(jìn)行的特殊性檢測，除了一般的外觀性檢查外，還應(yīng)對結(jié)構(gòu)材料的物理、力學(xué)性能進(jìn)行檢測，對結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)載進(jìn)行試驗(yàn)和對其他設(shè)施進(jìn)行特殊性檢測，包括對橋面、支座、上部結(jié)構(gòu)以及下部墩臺(tái)和基礎(chǔ)的檢測，見表1。

表1 橋梁特殊性檢測內(nèi)容一覽表

總的來說，根據(jù)《橋梁狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》中的明確項(xiàng)目缺損情況和性能情況，可以將橋梁總體及主要部件技術(shù)狀況進(jìn)行評定等級，共分為5類。評價(jià)結(jié)果為1類、2類的橋梁可以不經(jīng)過處理而原位利用，3類橋梁需要經(jīng)過維修后使其達(dá)到1類、2類橋梁標(biāo)準(zhǔn)后原位利用，4類橋梁可以考慮進(jìn)行拆除重建，5類則必須拆除。

2 跨河舊橋的病害處治及加固技術(shù)

跨河舊橋的病害主要發(fā)生在橋面、混凝土和下部結(jié)構(gòu)之中，而要對跨河舊橋進(jìn)行加固處理，則更多的是從混凝土方面著手。

(1)橋面的病害處治可以分為護(hù)欄、橋面鋪裝和伸縮縫三處的處治。對于護(hù)欄而言，常常出現(xiàn)豎向開裂、剝落露筋、混凝土破損等現(xiàn)象，病害較輕者，可以灌注環(huán)氧樹脂，重者則應(yīng)鑿除重修。對于橋面的鋪裝來說，高速公路的跨河舊橋橋面鋪裝上最常見的病害是縱橫向裂縫和瀝青鋪裝層由于車輛荷載的反復(fù)作用而產(chǎn)生的車轍、波浪和鼓包等破壞。由于鋪裝層的裂縫會(huì)導(dǎo)致雨水的灌注，致使橋面板被侵蝕，鋼筋出現(xiàn)銹蝕情況，所以應(yīng)該進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)；而出現(xiàn)表面破壞現(xiàn)象后，應(yīng)該將破損部分鑿除后修復(fù)，如果損壞面過大，還應(yīng)將整孔鑿除，重新鋪設(shè)。對于伸縮縫的病害處治要根據(jù)其病害的程度不同而采取不同的措施，如果僅僅是橡膠條拉裂、老化或脫落等病害，只需要更換跨縫材料即可；如果是錨固混凝土出現(xiàn)了破碎或粗長裂縫，則應(yīng)酌情對錨固混凝土進(jìn)行重新澆筑；如果出現(xiàn)型鋼變形或鋼筋裸露，則應(yīng)該更換整個(gè)伸縮縫裝置。

(2)混凝土的病害主要是混凝土裂縫病害，而引起裂縫的原因很多，主要可以歸納為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩種。關(guān)于混凝土裂縫病害的處治方法已經(jīng)非常成熟，這里討論另一種混凝土病害的處治，即混凝土碳化、剝蝕和鋼筋銹蝕的處治。混凝土碳化是指混凝土中的氫氧化鈣與滲透進(jìn)混凝土中的二氧化碳或其他酸性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土失去堿性的現(xiàn)象。當(dāng)混凝土的堿性下降后，會(huì)使得鋼筋的鈍化膜被破壞，混凝土不再有保護(hù)鋼筋的作用，鋼筋就會(huì)在水和空氣的作用下開始銹蝕。而銹蝕所引起的體積膨脹又會(huì)進(jìn)一步對混凝土造成破壞，從而在界面上出現(xiàn)裂縫和混凝土剝落的現(xiàn)象。對于這種情況，最好的處治方法是采用環(huán)氧樹脂或聚合物類修補(bǔ)材料對其進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)的材料應(yīng)該和原混凝土結(jié)合良好。而當(dāng)不得不鑿除混凝土?xí)r，也不能明顯降低結(jié)構(gòu)承載力，必要時(shí)應(yīng)該進(jìn)行分批修補(bǔ)。

(3)下部結(jié)構(gòu)的病害主要是支座的變形脫空以及墩臺(tái)、基礎(chǔ)的位移，對于這兩種病害應(yīng)該做到加固為主、更換為輔，必要時(shí)可以對橋梁進(jìn)行頂升。

3 跨河舊橋的拆除技術(shù)

在高速公路的改擴(kuò)建工程中，對原有橋梁進(jìn)行拆除是其特有的關(guān)鍵技術(shù)問題，在拆除時(shí)不僅要遵循安全、適用、經(jīng)濟(jì)的一般原則，還要遵循“平衡對稱、化整為零”的技術(shù)原則。

特別是對于跨河舊橋的拆除，實(shí)際應(yīng)用比較多的方法是爆破法。爆破法的速度快、效果明顯，雖然需要一定的施爆條件和場地，但是對于跨河舊橋來說并不是問題。而爆破法也可以大致分為控制爆破法、靜態(tài)爆破法和水壓爆破法三種。

相對于控制爆破法和靜態(tài)爆破法所使用的炸藥和無聲膨脹材料，水壓爆破法更適用于跨河舊橋的爆破拆除。前兩種方法施工簡單，但噪聲大、污染重，采用水壓爆破法則是以水為介質(zhì)，利用爆炸式的水沖擊波和高壓氣團(tuán)形成水壓作用對舊橋進(jìn)行爆破作業(yè)，效率更高的同時(shí)相對比較經(jīng)濟(jì)，特別適用于跨河舊橋。

4 結(jié)語

高速公路改擴(kuò)建工程是我國現(xiàn)階段高速公路建設(shè)中的重要一環(huán)，而既有橋梁的加固或拆除，就是改擴(kuò)建工程中必不可少的內(nèi)容。跨河舊橋作為高速公路上既有橋梁的一種，相比之下更容易受到水的侵蝕，對加固工作的開展增加了難度。相對的，跨河舊橋在進(jìn)行拆除作業(yè)時(shí)，有著更適宜的條件，既能夠盡可能少地對高速公路的交通造成影響，又可以用最快的方法，即水壓爆破法對其進(jìn)行拆除。但值得注意的是，拆除不應(yīng)該是對跨河舊橋進(jìn)行改擴(kuò)建的主要方法，對于高速公路上的既有橋梁，還是應(yīng)該以加固養(yǎng)護(hù)為主，拆除破壞為輔。