浅谈公路桥梁的加固

余永红,赵曼秀

摘要:桥梁是公路的重要组成部分,随着交通量、行车密度及车辆载重越来越大,一些公路桥梁耐久性差、年久老化,威胁到过往人车的安全,可见,公路桥梁的维修与加固工作已经显得尤为重要。桥梁加固后,可以延长桥梁的使用寿命,满足交通量的需求,缓和桥梁投资的集中性。文章就此探讨了桥梁加固的意义和桥梁加固的方法,仅供参考。

关键词:公路桥梁;桥梁加固;加固设计;加固施工

中图分类号:U445文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)24-0144-02

桥梁是公路的重要组成部分,随着经济的发展,交通量增大,行车密度及车辆载重越来越大,尤其是拖挂运输、集装箱运输、个体户载重货物运输等重型车辆日益巨增,特种工程车如矿山运载车、大型平板车亦不时出现,使公路桥梁载重等级发生了变化。一些公路桥梁耐久性差、年久老化,如砖拱桥等;一些公路桥梁由于早年设计的指导思想注重于节省材料,致使断面单薄,安全度低,如双曲拱等;一些近年修建的桥梁,因设计失当或者施工质量差,破损现象日趋严重。这些桥梁一旦出现结构破坏,将直接造成整条路线的运输堵塞或中断,甚至威胁到过往人车的安全,可见,公路桥梁的维修与加固工作已经显得尤为重要。桥梁加固后,可以延长桥梁的使用寿命,用少量的资金投入,使桥梁能满足交通量的需求,还可以缓和桥梁投资的集中性。

一、桥梁加固的原因

(一)加固目的

1.增加桥面宽度,提高交通运行能力。

2.提高技术等级,增加桥梁的承载能力,满足现代化运输的要求,特别是大型重型车的与日俱增,对于提高技术标准和承载力,在旧桥加固与维修中成为首要考虑的因素。

(二)加固原因

1.设计方面。桥面板板端刚度不足;伸缩缝装置本身刚度不足;伸缩装置锚固构件强度不足;过大的伸缩量;后浇筑填料选择有误; 伸缩量计算有误等。

2.施工方面。桥面板间伸缩间距的施工误差;后浇筑料的管理不良;伸缩装置安装的不好;桥面板浇筑不良;支承台做的不好等。

3.其他因素。车辆荷载及频率加大;桥面板老化;后浇筑填料老化;桥头前后桥面凸凹不平;桥面清扫不彻底;支座、桥墩异常;灾害事态发生。

二、桥梁加固中存在的问题

(一)加固施工难度大

已通车的桥梁有现实的交通需要,因为要在不中断交通的情况下进行加固,所以加固时有交通干扰;加固的原则一般必须利用原有结构进行,只能在原有结构上做文章,所以有结构形式的限制;凡是要加固的桥梁,多半是危桥,结构已处在不利状态,有的还岌岌可危,施工中对旧桥有的缺乏原有的设计资料和施工记录,结构内部情况不详,现有的受力情况不一样,很难确定其结构极限,这给旧桥的加固带来了风险:在新老结构的结合处,包含新老结构体系的变化和过渡,因此存在着一定的难度。

(二)加固测量工作难度大

检测工作除了要求检测人员要具备深厚的桥梁专业理论知识,还要有一定的专业检测工具及仪器。

(三)加固设计的技术要求高

由于旧桥加固方案的设计,工作量大,收费低,一般大的设计单位不愿意承担这样的设计任务,业主单位通常也更愿意废弃旧桥另修新桥。 加固设计需要良好的桥梁理论水平和力学基础知识,确定加固方案时要能正确分析和判断旧桥的安危程度,及其结构状态和内力大小程度,这就需要一定的力学试验以作结构分析的支撑。因此,在加固方案的设计和处理方面,要有一定施工经验的专业队伍,才能保证在做预算时,计算出相应的定额,把握好工、料、机的消耗,控制好新型材料选用的价格。

三、桥梁的加固

桥梁经过技术状况评定及承载能力鉴定,确认经过加固才能满足结构安全和正常使用要求的,必须进行加固,加固时应尽可能不损伤原结构,避免不必要的拆除及更换,防止加固中造成新的结构损伤和病害,而因特殊环境(高温、冻融、腐蚀等)造成的桥梁结构病害,加固设计应采用针对性的处置措施。

(一)桥梁检查

为了解桥梁的实际状况,及时发现桥梁结构的病害,就必须对桥梁进行检查。桥梁结构的检查是保证桥梁正常使用、进行维修加固的重要依据。检查桥梁结构的目的在于随时掌握结构的技术状况和安全状态,总结设计、施工、使用和维修的经验和教训,检定现有桥梁的承载能力和通行能力,指导对桥梁的正确使用、管理与维修等。通过检查,还可了解桥梁实际受力状态,判断结构的安全承载能力和使用条件。对桥梁进行检查,必须配备必要的检查人员,这些人员中的一部分,应当具备桥梁专业知识、有一定的实践经验,并对管辖范围的桥梁的病害历史有所了解和记忆(这就需要有精干的常规维修队伍,而不是临时拼凑的人员),也必须在桥梁上安设固定及活动的检查设备,检查人员还应当携带必要的观察仪表。桥梁检查的种类分为经常性检查、定期检查和特殊检查三种。

(二)桥梁的一般加固方法

1.塞缝的灌浆。一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好。环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。

2.上部结构的改建。充分利用原桥进行拼宽,利用桥台拱式结构改为板式结构的加固方法。拼宽原桥,对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁,以确保超限运输安全。利用原桥台改拱式结构为板式结构,对于小跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此方法。

3.下部结构加固。桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚,翼墙外崩、开裂、错位等。

对于跨径较小,水流不大的石拱桥,采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。

4.基础加固。对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接冲刷桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺15号片时混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为3 0 cm,铺砌两端设置截水墙,截水墙的深度为1m,宽度为0.6m,采用该法可加固桥涵数座。对于桥梁上游河床变迁、水流改道,洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空,引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道。

5.桥面铺装层的加固。桥面铺装层开裂或剥离等病害,对钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀,减弱桥梁的横向整体性;对于石拱桥,由于桥面雨水下渗,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出现渗水现象等;同时由于桥面铺装层的破损,引起桥面平整度差,车辆通行时,使桥梁产生振动,对桥梁产生不利影响,同时又加重了桥面铺装层的病害。根据桥梁的具体情况,采用不同的加固方法。对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻、使用年限短,且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害,在不降低设计荷载标准的前提下采用加铺沥青碎石头层的方案。

四、结语

在旧桥加固改造中,应依据所要加固桥梁的自身情况,充分考虑各种因素,因地制宜,因桥而定。无论采用何种方法,加固后均要满足加固的目的和意图,同时应考虑合理的经济造价。总结经验,推广加固技术,使旧桥尽可能发挥作用,让有限的资金发挥更大的效益,使桥梁建设真正步入“建养并重”的可持续发展道路。为确保公路运输的安全,应充分重视公路旧桥的管理工作,使其保持良好的工作状态。

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