谈桥梁加固改造措施及经验

武丽俊

(太原公路分局娄烦公路管理段，山西太原 030300)

0 引言

随着近几年治超力度及危桥改造力度的加大，使得我单位管养国省道干线公路桥梁的技术状况有了较大的改善，现结合我单位近年来桥梁加固改造的实际情况，对管养桥梁所存在的病害及改造进行归纳分析。

1 桥梁基本概况

目前我单位国省干线公路上共有桥梁148座，管养桥梁按跨径分:大桥11座，中桥50座，小桥87座;按荷载分:汽—超20，4座，汽—20，86座，汽—15，19座，＜汽—15，1座，公路Ⅰ级9座，公路Ⅱ级29座;按照技术等级分:一类桥54座，二类桥67座，三类桥23座，四类桥4座。桥梁技术状况统计图见图1。

图1 桥梁技术状况统计图

2 桥梁加固改造措施及经验

“十一五”期间以来，我单位加固和改造桥梁共计49座，其中新建桥梁12座，更换上部结构19座，重做桥面铺装15座，拱桥加固3座(见图2)。

图2 “十一五”期间桥梁加固改造统计图

2.1 对桥梁梁板裂缝的改造措施

1)对于小跨径采用整体现浇板的桥梁，在调查中发现大部分裂缝发生在跨中部位，一般可进行封闭处理，涂刷环氧树脂胶或采用压力灌注环氧树脂胶等，并观察其裂缝的变化情况。

2)桥梁裂缝超限值，桥板出现横向裂缝的桥梁应该拆除桥梁上部结构，更换桥面板。王家崖桥位于省道太克线K68+111处，该桥建于1986年，为2-6.9 m空心板桥，该桥存在的病害主要有桥面铺装严重损坏，铰缝失效，板块呈单板受力状态，部分板块出现横向裂缝，该桥于2006年进行改造，全桥更换桥面板，然后做12 cm钢筋混凝土铺装层+6 cm沥青层，经过桥梁上部结构的改造，该桥目前技术状况良好。

2.2 对桥梁铰缝的改造措施

由于近年来超载车辆的不断增加，桥梁铰缝的病害普遍存在，在桥梁加固改造工程中大多数的桥梁的铰缝存在不同程度的破坏，铰缝在加固改造过程中的具体方法如下:

1)对于重新预制的梁板预埋铰缝钢筋(见图3)，绑扎预埋钢筋，浇筑铰缝混凝土。

2)对于利用上部结构的桥梁，凿除松动的铰缝混凝土，对铰缝做拉毛处理，在铰缝处设置连接钢筋(见图4)，浇筑铰缝混凝土。

图3 铰缝钢筋施工大样

图4 铰缝钢筋1∶20

3)对利用上部结构的桥梁，在梁板顶面植入钢筋，将钢筋伸入铺装与铺装层钢筋焊接，使桥面铺装与梁板共同承受行车荷载作用。

惠州的历史文化聚居点中梁化古城、博罗老城与府县双城是宋代以前惠州主要的府县所在，三者城址周边的道教祭祀场所与民间信仰祭祀场所集中区是惠州区域内最大型与最具代表性的研究点，城址都与东江水系有着明显的联系。以下便是对这3个案例的对比分析。

2.3 对桥梁桥面铺装的改造措施

1)对于双曲拱桥的桥面改造。2008年我单位对省道岚马线K36+720处大夫庄桥进行改造，该桥建于1979年，上部结构为4 m～13 m石拱，下部结构为重力式墩、台。主要病害为拱圈勾缝脱落、桥面铺装层破损严重，在对该桥改造时，拆除原桥面铺装和基层，重新铺设40 cm厚水稳砂砾和6 cm厚沥青混凝土面层，对拱圈的裂缝进行了封闭修复。

2)对梁板桥病害的改造。小跨径桥梁的桥面铺装改造一般凿除旧混凝土铺装层，重新做12 cm厚的钢筋混凝土铺装层+5 cm沥青混凝土，钢筋混凝土采用单层钢筋网片，横桥向采用直径为14 mm的螺纹钢筋，纵向采用直径为12 mm的螺纹钢筋，纵横间距为15 cm。2006年对位于国道208线K829+198处的退水渠桥就采用该改造方法进行改造，目前该桥运行状态良好。

3 管养桥梁存在的主要病害及产生原因

3.1 桥板裂缝

在空心板的底面，一般是空心板截面的两腹板之间底面出现1条～2条沿板跨径方向的纵向裂缝，比较长。裂缝呈断续或连续状，裂缝处往往伴随有渗水痕迹或白化现象(见图5)。主要产生的原因是空心板施工中，使用内芯模的混凝土浇筑施工不当造成的。桥梁的空心板施工一般用充气橡胶胶囊，在浇筑并振捣密实空心板底板混凝土后，将充气橡胶胶囊放入空心板内，由定位钢筋固定位置，充气后浇筑空心板腹板混凝土。但在施工中是先将橡胶胶囊充气，然后浇筑混凝土，这样造成底部混凝土无法用振捣器振捣，形成混凝土质量差的现象。空心板的纵向裂缝一般都在空心板的中间部位，在空心板施工中的养护水或其他原因渗入的水往往积聚在此，并且在裂缝产生后由裂缝处渗出，这样就在裂缝周围形成了渗水痕迹及游离石灰现象。

图5 桥板裂缝

3.2 桥板铰缝混凝土剥落、渗水

桥梁梁板之间是通过混凝土铰缝和焊接钢板连接而成，通过近几年来在公路桥梁的调查中发现，在梁板间的横向连接经常有混凝土剥落、开裂的现象(见图6)。由于桥梁混凝土铰缝的破坏导致了梁桥产生单板受力的状况，单板受力使得预制板挠度加大、承载能力显著降低。这样使得预制板将达到或超过极限状态工作。产生铰缝混凝土剥落、开裂的现象主要原因有:

1)浇筑铰缝的混凝土质量不合格;

图6 桥板铰缝混凝土剥落、渗水

2)铰缝设计时没有充分考虑铰缝混凝土的收缩变形及新旧混凝土的粘结力;

3)施工中未按要求进行施工或对铰缝的重视程度不够;

4)超载车辆通行;

3.3 伸缩缝损坏

我单位管养的桥梁中大部分桥梁都采用了毛勒伸缩缝，在桥梁调查中发现，伸缩缝的损坏主要有伸缩缝混凝土的剥落、伸缩缝混凝土橡胶条开裂、老化、伸缩缝渗水等现象(见图7)。伸缩缝病害产生的主要原因:

1)伸缩缝混凝土质量不合格;

图7 伸缩缝损坏

2)伸缩装置锚固钢筋焊接不牢固、遗漏预埋钢筋的现象;

3)在大跨径桥梁中没有采用一般梁桥的伸缩构造装置与锚固方法，或是错误的选定构造和材料防水排水设施不完善而造成破坏;

4)施工中未按伸缩缝施工工艺及对施工工艺重视不够;

5)伸缩缝养护不到位，伸缩缝内的杂物不能及时的清理。

3.4 桥面铺装层损坏

桥面铺装作为保护桥面板防止车轮直接磨耗，保护主梁免受雨水侵蚀，并且分散车轮的集中荷载。常用的桥面铺装有水泥混凝土和沥青混凝土两种形式，桥面铺装的病害主要有纵横向裂缝、松散、车辙、坑洞、网裂、龟裂等(见图8)，产生的原因主要有:1)泄水孔排水不良造成桥面铺装积水，使沥青和集料脱离造成松散;2)施工时沥青用量偏少;3)水泥混凝土层的强度不够造成桥面龟、网裂;4)桥板呈单板受力状况时造成桥面铺装产生纵向裂缝。

图8 桥面铺装层损坏

4 对桥梁改造的建议

1)在桥梁上部结构加固改造时，要充分考虑下部结构的构造及受力特点，再对桥梁上部结构类型进行设计。

2)对桥梁伸缩缝设计时，桥梁的伸缩量计算不准确，选型不当，采用过小的伸缩间距，没有考虑到伸缩装置安装。未充分考虑梁端部位，在荷载反复作用下，梁端破损导致伸缩缝的损害。对小跨径及伸缩量较小的桥梁伸缩缝宜采用填塞型伸缩缝(以沥青、木板、麻絮、橡胶等材料填塞缝隙)取代毛勒缝装置。而实际中小跨径且伸缩量不大的桥梁采用了2道伸缩缝，这使得桥梁在日常养护中维修费用较大。

3)对于桥梁改造时铰缝宽度太小，在振捣时没有足够的空间，使得铰缝浇筑混凝土质量无法保证，所以在设计铰缝时要考虑铰缝宽度。在桥梁调查中还发现部分桥梁的铰缝用砖头、废渣等进行填充，导致桥板的横向连接作用失效，形成单板受力状。所以在桥梁铰缝的施工过程中要加强铰缝的施工质量，重视铰缝的施工工序及施工方法。

4)施工过程中要重视施工方法及工艺流程，严格把好质量关。

5)有部分桥梁的泄水孔孔径较小，不易排水，有部分泄水孔采用弯管型泄水孔，在日常养护中不易疏通造成泄水孔堵塞，有的泄水孔设置高于桥面难以排水。在桥梁改造过程中要正确合理的选用泄水孔的类型及设置位置，避免桥面积水造成桥面铺装及桥板的损坏，以保证桥面排水畅通。

总之，要加强桥梁的日常养护、预防性养护及维修，特别是桥面、泄水孔、伸缩缝的日常小修保养工作，以及桥梁结构裂缝及缺陷的及时处治，预防桥梁病害的发生和进一步发展，是桥梁安全运营的根本保障。在桥梁的加固改造过程中要制定切实可行的加固改造设计方案，要充分运用加固技术，合理安排组织施工，确保施工质量满足设计要求，延长桥梁的使用寿命，发挥更大的经济效益。

［1］ JTG H10-2009，公路养护技术规范［S］.

［2］ JTG H11-2004，公路桥涵养护规范［S］.

［3］ 季凤飞，戚春海，卢春雷.公路桥梁维修加固技术的探讨［J］.山西建筑，2012，38(26):175-176.