桁架拱橋的常見病害與維修加固（一）
2010-12-01 來源：網(wǎng)絡(luò)
阜陽市于20世紀(jì)70年代初開始引進(jìn)鋼筋混凝土桁架拱橋，至今已建成使用的桁架拱橋達(dá)30多座。隨著時(shí)間的推移，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來交通流量的大幅增長，特別是超載運(yùn)輸車輛的通行，早期修建的荷載標(biāo)準(zhǔn)低的桁架拱橋出現(xiàn)了不同程度的病害和損傷。為適應(yīng)公路交通運(yùn)輸?shù)男枰?，阜陽市公路局近幾年來先后對出現(xiàn)病害的幾座大型桁架拱橋，如臨泉泉河大橋（7×30 m）、界首潁河大橋（6×30 m）、阜陽茨淮新河大橋（6×54 m）、太和穎河二橋（6×50 m）、臨泉人民大橋（3×30 m）等進(jìn)行了維修加固工作，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)介紹如下。
1.桁架拱橋的常見病害及產(chǎn)生原因
?。?）下弦桿拱腳處橫向裂縫。主要原因是橋臺(tái)、墩基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降，使拱腳處出現(xiàn)豎向剪切應(yīng)力，導(dǎo)致拱腳下弦桿件出現(xiàn)裂縫。
?。?）弦桿端部節(jié)點(diǎn)裂縫。主要原因是橋臺(tái)、墩基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降，造成上弦桿端部凸桿與橋臺(tái)、墩柱搭接扣死，使該節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)豎向剪切應(yīng)力，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)裂縫。
?。?）橫系梁、橫拉桿、橫隔板豎向開裂。主要原因是由于原行架拱橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，橫向聯(lián)系較薄弱，而近10年來交通量大而且超載車輛比例大，造成桁架豎向變形量大，使橫向聯(lián)系的梁、桿、板出現(xiàn)豎向裂縫，甚至斷裂。
?。?）橋面板裂縫、破碎。主要原因是橋面板設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，微彎板或拱波厚度不足，混凝土強(qiáng)度低，橋面鋪裝層薄弱，造成橋面剛度不足，隨著交通量的大幅增加，特別是超載車輛的破壞作用，致使橋面鋪裝層和微彎板開裂，如不及時(shí)維修，部分微彎板發(fā)生破碎，形成橋面坑洞而影響行車安全。
（5）伸縮縫損壞。主要原因是桁架拱橋設(shè)計(jì)時(shí)不設(shè)伸縮裝置或僅設(shè)置簡易伸縮縫，混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)較低，橋面接縫處混凝土損壞嚴(yán)重，逐漸開裂、破碎，使接縫處面積逐漸擴(kuò)大而影響橋梁的安全使用。
（6）人行道變形、下垂。主要原因是桁架拱橋的人行道設(shè)計(jì)一般采用在邊桁片上弦桿上置挑梁承托人行道板的方法。隨著人群荷載的增加，挑梁受超載而彎矩過大，致使下垂變形，如不及時(shí)進(jìn)行加固，可能發(fā)生人行道垮塌事故。
?。?）位于兩跨接縫處人行道和拉桿橫向裂縫。主要原因是設(shè)計(jì)時(shí)在該處未考慮斷開，并設(shè)置伸縮縫裝置，橋兩跨的振動(dòng)破壞形成裂縫。
2.維修加固方法
2.1 上弦桿端部節(jié)點(diǎn)和下弦桿拱腳處裂縫的維修加固方法
因橋梁臺(tái)、墩不均勻沉降產(chǎn)生的桁架上、下弦橋節(jié)點(diǎn)處的裂縫已基本穩(wěn)定，不再發(fā)展?？刹捎铆h(huán)氧樹脂灰漿在其兩面或三面粘貼鋼板的方法進(jìn)行維修加固，加固時(shí)，首先將構(gòu)件混凝土的表面鑿毛，如節(jié)點(diǎn)處混凝土剝落嚴(yán)重，應(yīng)將混凝土保護(hù)層鑿除再粘貼鋼板，粘貼鋼板要進(jìn)行除銹處理。其次要先處理裂縫，即對裂縫先進(jìn)行灌漿（環(huán)氧灰漿）處理，然后再粘貼鋼板。第三，由于拱腳處常處于水位以下，為防鋼板銹蝕，粘貼鋼板后要立模澆筑外包混凝土。
2.2 橫系梁、橫拉桿、橫隔板開裂的維修加固方法
因桁架拱橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，橫向聯(lián)系薄弱而不能適應(yīng)大交通量或重載交通時(shí)，應(yīng)考慮對全橋的橫向聯(lián)系系統(tǒng)進(jìn)行整體加固。一方面可采取加大截面法加固橫拉桿和橫系梁，同時(shí)還應(yīng)適當(dāng)增加全橋的橫向聯(lián)系桿件，如增加剪刀撐、橫系梁等。
?。?）加大截面法。加大橫系梁、橫拉桿截面，要先進(jìn)行加筋的焊接處理，要鑿開節(jié)點(diǎn)處的鋼筋保護(hù)層將需要增加的鋼筋按設(shè)計(jì)焊接到接點(diǎn)處。采用吊模法澆注混凝土?；炷林袘?yīng)適當(dāng)摻加膨脹劑。
?。?）剪刀撐、橫系梁的施工采用預(yù)制安裝即掛籃施工、流水作業(yè)的方法，其重點(diǎn)是濕接頭的施工。濕接頭施工包括接頭鋼筋的焊接和混凝土的澆注兩個(gè)方面。接頭鋼筋焊接主要是桁架節(jié)點(diǎn)處鋼筋保護(hù)層的鑿除要慎重，即要露出鋼筋便于焊接，更要注意不要鑿的太深、太大，防止損傷桿件?；炷恋臐沧⒃谟诹⒛Ｒ?guī)范，嚴(yán)防漏漿；拆模時(shí)要對濕接頭混凝土及時(shí)進(jìn)行整修和養(yǎng)生，確保接頭混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
2.3 橋面微彎板及鋪裝層裂縫、破碎的維修加固
因微彎板混凝土強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的橋面鋪裝層裂縫、破碎，應(yīng)撤換微彎板和鋪裝層；因橋面鋪裝層混凝土強(qiáng)度低而微彎板尚未損壞產(chǎn)生的橋面裂縫可撤換鋪裝層。為適應(yīng)現(xiàn)今大交通量和重載交通需求，采用鋼纖維鋼筋混凝土加固橋面系的方法，簡易、可靠，可大幅增強(qiáng)橋面系的整體抗載抗裂能力，效果顯著。設(shè)計(jì)時(shí)，橋面鋪裝層的布筋也要適當(dāng)增加。
鋼纖維混凝土的施工工序與普通混凝土基本一樣，關(guān)鍵是鋼纖維混凝土的拌和和攤鋪時(shí)的振搗。前者應(yīng)先干拌再加水濕拌，保證鋼纖維在混合料中均勻分布；后者應(yīng)避免鋼纖維聚集。
2.4 伸縮縫損壞的維修方法
設(shè)置簡易伸縮裝置及不設(shè)伸縮裝置的桁架拱橋已不能適應(yīng)現(xiàn)在交通安全的需要。因此，采用型鋼伸縮裝置或鋼板伸縮裝置改造桁架拱橋伸縮縫簡便、可靠。特別是與橋面鋪裝層同時(shí)改造時(shí)效果更加明顯：即采用伸縮縫混凝土與鋪裝層混凝土統(tǒng)一澆筑的方法一次成型，竣工后的伸縮縫與橋面鋪裝層高度一致，表面顏色一致，不存在斷縫（施工縫），整體性強(qiáng)，平整度好，行車舒適。
（1）采用型鋼或鋼板伸縮裝置改造桁架拱橋伸縮縫時(shí)要注意兩點(diǎn)：一是錨固鋼筋的埋置要牢固，不能松動(dòng)；二是混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)要適當(dāng)提高并確?，F(xiàn)澆混凝土的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
?。?）如與橋面鋪裝層同時(shí)改造時(shí)，伸縮縫混凝土的澆筑應(yīng)與橋面鋪裝層同步進(jìn)行，即采用整體澆筑，一次成型工藝施工：先將型鋼或鋼板裝置按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)安裝就位，然后與橋面鋪裝層同時(shí)立模，澆筑鋼纖維混凝土。
2.5 人行道下垂、變形及接縫處裂縫的維修加固
在邊桁片上弦桿上置挑梁承托人行道板，因懸臂過長，設(shè)計(jì)人群荷載偏低及其他原因引起人行道下垂、變形的病害可采用立鋼斜支承或體外補(bǔ)筋法加固。體外補(bǔ)筋法即在橋面鋪裝層中增加兩側(cè)挑梁的橫向抗拉鋼筋。原橋兩跨接縫處人行道板未分開的要進(jìn)行人行道與攔桿分離設(shè)計(jì)，使之適應(yīng)橋面系行車變形。
?。?）人行道挑梁的維修加固施工要先拆除欄桿和人行道板，后對挑梁進(jìn)行加固。采用槽鋼打斜支撐時(shí)要注意支撐下端固接鋼板與上弦桿的粘貼施工，包括箍筋的安裝等。如同時(shí)維修橋面鋪裝層時(shí)，可采用埋置鋼筋作抗拉筋以增強(qiáng)兩側(cè)人行道的橫向聯(lián)系。施工要點(diǎn)主要是增設(shè)鋼筋與挑梁鋼筋的聯(lián)接（焊接）要緊密，有條件時(shí)可適當(dāng)施加預(yù)應(yīng)力。
?。?）人行道極斷開施工要注意在上弦桿端頭增設(shè)的人行道挑梁的安裝施工，注意其穩(wěn)定性和安全性。
