高速公路改扩建中的桥梁冲刷加固技术分析

胡清和， 李 涛

(1.安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088；2.公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心， 安徽 合肥 230088)

1 既有桥梁冲刷病害遗漏

高速公路改扩建项目，桥梁主要设计内容为拼宽设计及根据检测报告上的病害进行加固设计。但经常存在检测未能发现水面以下桥墩及桩基的冲刷病害(图1)，而导致遗漏桩基冲刷，无冲刷加固设计，导致后期施工的变更，造成工期延后，造价增加等问题。

图1 桥墩冲刷现状

做到以下几点，有助于避免遗漏桥梁冲刷病害：

(1) 外业调查阶段，调查(检测)可能是在汛期，水位较高，未能发现桥墩和桩基的冲刷病害。但是其实一个项目从前期的工可到施工图设计，整个周期应该都会超过1年时间，在整个设计周期内至少能经历一年四季的一个轮回，如果设计人员有意识地在旱季枯水季节去补充该部分的调查，设计时是可以避免这种问题的发生。

(2) 收集资料阶段，内业设计之前，需收集高速公路管养部门的年检记录，桥墩的冲刷不是短时间内造成的，正常的管养健康检查记录，应该都能体现这种病害。

(3) 内业设计阶段，设计人员对这种存在一定未知的风险情况，缺乏敏感性。在不能确定既有结构是否存在质量问题的情况下，尽量在设计过程中考虑一定相关的工程量。

2 充分分析、利用桥梁之前加固方案的使用情况，来指导新的加固设计

对于有冲刷病害的桥梁，在对冲刷加固设计之前，应核查本桥梁之前是否有过冲刷加固，因为此类桥梁往往存在多次加固可能，如果之前有对部分桥墩桩基加固设计过，应该对已加固过的桥墩现状情况进行分析，之前加固过的桥墩经过多年的使用以及流水冲刷的考验，根据现状情况来分析之前的加固方案的合理之处以及不足之处，以供本次加固设计提供经验及借鉴之处。

如果本桥未有冲刷加固过，应收集该河流上下游桥梁的加固资料，加以分析加固后使用情况，以供本次加固设计提供经验及借鉴之处。

3 针对冲刷病害的桥墩加固设计

针对桥墩冲刷问题所做的加固设计，其实是要解决两个问题，一是解决河床冲刷问题，二是解决桥墩及桩基础冲刷问题。二者即是关联的又有独立的。因为如果河床一直冲刷掏空，桩基础受冲刷的长度也会越来越长，反之如果河床稳定不冲刷了，桩基冲刷深度也不会进一步扩大。但是为什么说又有独立的？如果桩基质量非常好，也有较好钢套筒防护，冲刷对桩基本身的质量基本影响不大，但是河床在不断的冲刷，最终导致桩基的有效长度不够或者甚至完全暴露，这样桩基质量再好也不行。反过来，如果河床防护很好，不存在掏空下沉，但是河床以上的桥墩或桩基已经被冲刷严重，钢筋外露，有效截面减小，这样的桥墩也是不行的，所以说河床冲刷和桩基冲刷既是相关联的又是两个独立的问题。

河床冲刷问题：判断河床有没有继续冲刷，掏空的可能，如果没有已经到了最大冲刷深度，或者说已经到了岩层，或者之前的防冲刷处理比较成功，这样的话可能就不会继续冲刷掏空，河床趋于稳定，此时只需采用和之前类似的河床防冲刷的铺砌方案来应对河床冲刷。

如果河床冲刷掏空现象未停止，则需要进一步研究对河床防冲刷的方案，可能就是需要对整个更大范围内的河床进行石笼铺砌或者其他方案，才可能对防止河床的进一步冲刷有更好的效果。或者是否桥位附近存在淘沙取沙的问题导致，这就需要相关部门对河道保护进行管控。

桥墩墩柱及桩基加固：首先判断有效桩长是否满足要求，如果有效桩长满足要求，则只需对冲刷受损的部分以及河床以下一定范围内进行加固，使得其强度达到设计要求，并阻止冲刷病害的进一步发展。如果判断有效桩长不满足要求，那就需要采取加桩的形式(比如常见的扁担桩加系梁)的方式来加固(图2)，来增加桩基承载能力。

图2 桥墩冲刷加固照片

4 结 论

(1) 老桥外业调查尽量在枯水季节进行，否则就需要补充调查；在设计之前需收集管养避免的养护资料及检测资料；在存在冲刷现象的河流，桥梁下部结构势必存在冲刷问题，设计人员应提前考虑。做好以上三点，应该能避免此类问题的遗漏。

(2) 在做加固设计之前应该充分分析、利用已有的加固方案的使用情况来指导新的加固设计。

(3) 合理分析河床冲刷问题和基础冲刷问题，是冲刷加固设计的关键所在。