关于公路旧桥维修加固的技术探讨

2010-12-31余舜丰

中国新技术新产品 2010年3期

余舜丰

（广东潮州 521000）

近年来由于我国社会经济和交通运输事业的快速发展，交通量不断增大；重型车辆增加及超载现象严重。过去年代修建于各级公路上的桥梁，负担着十分沉重的交通荷载及繁重的交通量。根据近年对旧桥涵的维修加固实践，下面介绍公路旧桥各组成部分的加固技术及常用方法。

1 旧桥下部结构加固技术

扩大基础加固法：此法适用于基础承载力不足或埋深太浅，而墩台又是砖石或砼刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度验算确定。

增补桩基加固法：当桥梁墩台基底下有软卧层时，墩台发生沉陷；对此采用增补桩基加固法是一种常用而且有效的方法。这种方法是：在桩式基础的周围补加钻孔桩等，以此提高基础的承载力，增强基础的稳定性。

钢筋砼套箍或护套加固法：当桥梁墩台由于基础埋深不够，或因施工质量控制不严等原因，导致墩台开裂时，有时会出现贯通裂缝，可采用钢筋砼围带或钢箍进行加固。

桥台新建辅助挡土墙加固法：由于桥台台背水平土压力过大，引起桥台倾斜，应在台背之后加建一挡墙，以抵御过大的土压力。

墩台拓宽加固法：利用旧桥基础，靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分，以便安装的上部结构。此种情况为只加宽墩台上部的盖梁、墩台身和基础则不需予以加固。

2 旧桥上部结构加固技术

桥面补强层加固法：在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层，一般先凿除旧桥面，使其与原有主梁形成整体，达到增大主梁有效高度、改善桥梁荷载横向分布能力，从而达到提高桥梁的承载能力的目的。

增大截面和配筋加固法：当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时，通常采用增大构件截面、增大配筋、提高配筋率的加固方法，这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸、增配主筋、提高梁的有效高度和抗弯强度，从而提高桥梁的承载力。广泛用于桥梁及拱桥及拱桥拱肋加固。

锚喷砼加固法：借助高速喷射机械，将新砼混合料连续的喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上，凝结硬化面形成钢筋混凝土，从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外荷载作用。

粘贴钢板加固法：当交通量增加，主梁出现承载力不足或出现严重腐蚀的情况时，梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。采用粘结剂及锚栓，将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，达到提高梁的承载力的目的。

增设纵梁加固法：在墩台地基安全性能好，并具有足够承载力的情况下，可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁，新梁与旧梁相连接，共同受力。由于荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，使原有梁中所受荷载得以减少，由此使加固后的桥梁承载力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或者两侧时，则兼有加宽作用。为保证新旧砼能够共同作用，必须注意做好新旧梁之间的横向连接。

3 旧桥加固的常用方法

3.1 塞缝灌浆方法

塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥（砂）浆、环氧树脂（砂）浆，通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内，起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍，产生裂缝的原因很多，也很复杂。结构物一旦出现裂缝，其受力截面发生应力重分布，也就意味着受力有效截面变小，结构应力增大，承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满，使力的作用、传递尽可能恢复到原来状态。塞缝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。

3.2 上部结构加固方法

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，可采用此办法。

3.3 旧桥下部结构加固方法

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，可以采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。

采用钢筋混凝土框架加固桥台：设计的基本假设：鉴于尚在维持正常的交通运输的桥，台背填土破坏棱体引起的主动土压力由原桥台承担，框架结构仅承受在破坏棱体范围内布置超重车所引起的主动土压力。在后来的应用中，取消了钢筋混凝土立柱，仅在桥台上凿出牛腿的位置，将横系梁、支撑梁、牛腿一起现浇成平面支撑框架，这不仅减少了工作量，而且施工方便。采用这种方法加固的桥涵，经多次实地观察，使用效果良好。

基础加固桥梁：特别是天然地基上的浅基础：由于埋置深度较浅，易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道，导致桥台基础冲空，引道被毁。桥梁地基局部软弱，致使桥台发生不均匀沉降，引起桥台开裂等。针对以上病害，可以采取对河床用浆砌片石进行铺砌，上游河床设置丁坝，打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。

防治桥台基础冲刷：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C1片石混凝土的方法进行加固，铺砌厚度为30cm铺砌两端设置截水墙，截水墙的深度为1m，宽度为0.6m，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。

扩大基础加固法：采用扩大基础进行加固具体做法：挖除桥台前的淤泥，深度与原基础高度相同；在基底打入4m长的木桩，木桩按梅花型布置；在木桩顶铺垫25cm厚的碎石；浇筑2号混凝土基础，新旧基础间采用锚固钢筋联系使其共同受力。

桥面铺装层的加固桥：重视桥面铺装上层的设计和选材：如果沿用传统的路用沥青混凝土的材料设计方法，铺装上层总是处于不利的受力状态，承受着较大的反复拉应力，往往在桥面板的加劲部件（直腹板、横隔板）的顶部产生开裂导致铺装上层出现早期破坏，这也与实际桥面铺装层的损坏情况基本吻合，重视桥面铺装上层的设计和选材使其具有良好的变形能力以抵抗疲劳开裂，对预防铺装层的早期损坏具有重要的意义。所以，对于桥面铺装体系来说，需要采用性能更加优良的复合改性沥青，根据铺装上下层的不同功能和受力状态研究选择合理的沥青混合料组成，并进一步解决铺装层与桥面板的粘结稳定性等问题。

桥面铺装层的加固施工（沥青或水泥砼）：首先，清除或刨洗桥梁旧铺装层。在清除过程中注意处理的、厚度等。在使用机械清除时，尤其注意不得损坏旧桥的预制梁板、伸缩缝等构造。其次认真清洗旧桥面。对已经刨洗完毕的旧桥铺装层及时外运，用人工清扫废旧料，用高压水冲洗梁板顶面，使之清洁并干燥。再次，重铺新桥面水泥混凝土桥面铺装在浇筑混凝土的强度达到设计等级后，才可开放交通，其车辆荷载不得大于设计荷载。沥青混凝土桥面铺装应待摊铺的混合料完全自然冷却，其表面温度低于50℃后方可开放交通。需要提早开放交通时，可洒水冷却降温。伸缩装置安装完毕，预留槽浇筑的混凝土强度达到设计强度后，方可开放。