中小橋梁加固技術(shù)淺談
2015-07-27
1.前言
近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我們國(guó)家的公路事業(yè)無(wú)論是建設(shè)規(guī)模還是建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)都有了一個(gè)大跨度、超常規(guī)的發(fā)展。由于施工質(zhì)量和橋梁設(shè)計(jì)等方面的原因，使得橋梁的檢測(cè)和加固成為必要，更因?yàn)榻▏?guó)以來(lái)所修建的不少舊橋，由于受到當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)、材料、施工等方面的影響和局限，先天不足，加上不能適應(yīng)目前交通量的迅猛增長(zhǎng)，使得舊橋的檢測(cè)和加固技術(shù)顯得非常迫切。舊橋加固技術(shù)正是針對(duì)使用的舊橋進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)估維修、加固或改造等技術(shù)的總稱。
2.中小橋的現(xiàn)狀
現(xiàn)有中小橋梁，50年代后期至70年代修建的一些橋梁原設(shè)計(jì)荷載太多不能滿足現(xiàn)在的交通運(yùn)輸能力要求，橋梁的設(shè)計(jì)荷載通常是汽-15，掛-80以下，橋梁的結(jié)構(gòu)型式以T型梁橋、空心板梁橋、雙曲拱橋和石拱橋?yàn)橹?。由于汽?chē)長(zhǎng)年累月的運(yùn)營(yíng)，雨水的侵入，這些橋梁的上部結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重，特別是橋面凹凸不平，大面積破損，以無(wú)法滿足公路交通運(yùn)行的要求。受上部結(jié)構(gòu)的影響，這些橋梁的下部結(jié)構(gòu)也有不同程度的破損，其情況各有不同，應(yīng)嚴(yán)格區(qū)別對(duì)待。這些舊橋的不同之處就是在長(zhǎng)期沉降后基礎(chǔ)基本完好，這也為這些舊橋在加固后能繼續(xù)運(yùn)行找到了可靠依據(jù)。
3.舊橋加固的目的與意義
3.1橋梁加固的目的
自橋梁建成之始，不久就會(huì)產(chǎn)生已建橋梁的維修、改造和加固的需求，也就是針對(duì)著已經(jīng)變舊的橋梁，不能滿足繼續(xù)使用的狀況進(jìn)行處理的方法。橋梁不能滿足繼續(xù)使用有三種情況：
?。?）橋梁使用一定年限之后，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)陳舊老化、破損影響到它原有設(shè)計(jì)能力而危及運(yùn)行的，必須予以修補(bǔ)，使之恢復(fù)到原有設(shè)計(jì)的承載能力。
?。?）橋梁基本完好，但當(dāng)初設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，經(jīng)過(guò)一段時(shí)期的交通發(fā)展，荷載標(biāo)準(zhǔn)或橋下凈空不能滿足新交通的需要，需對(duì)其加強(qiáng)才能適宜新的交通。
（3）橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)合理，結(jié)構(gòu)基本完好。但橋梁遇到某種特殊需要，原設(shè)計(jì)沒(méi)有包括在內(nèi)的荷載或結(jié)構(gòu)變化，而需要臨時(shí)加強(qiáng)的。
3.2橋梁加固的意義
（1）加固橋梁可以預(yù)防和避免橋梁的坍塌造成物資損失和人身傷亡。
?。?）橋梁加固后，可以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性。
?。?）加固橋梁可以避免中斷交通,保證車(chē)輛正常運(yùn)行。
4.加固中小橋的問(wèn)題
橋梁加固，不論那種需要都使改造工程處在一種材料、空間都受到局限的被動(dòng)的技術(shù)狀態(tài)之下；加上橋梁結(jié)構(gòu)形式多樣，地形、地質(zhì)變化差別很大，跨徑大小不同，建筑方法各異等因素，使橋梁加固成為廣泛存在而又變化多端、極其復(fù)雜的學(xué)問(wèn)。
（1）凡是要加固的橋梁，多半是危橋，結(jié)構(gòu)已處在不利狀態(tài)，有的還岌岌可危。對(duì)舊橋有的缺乏原有的設(shè)計(jì)資料和施工記錄，結(jié)構(gòu)內(nèi)部情況不詳；現(xiàn)有的受力情況不一樣，很難確定其結(jié)構(gòu)極限，這給舊橋的加固帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)。
?。?）中、小橋無(wú)論關(guān)注的程度，投入的人力、資金都受到限制，再加上主持設(shè)計(jì)的人員技術(shù)水平參差不齊，施工人員的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)真程度也不夠，業(yè)主也很少會(huì)去花費(fèi)資金做專門(mén)檢測(cè)，這給加固橋梁的質(zhì)量帶來(lái)隱患。
（3）結(jié)構(gòu)形式的限制：加固的原則一般必須利用原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行，只能在原有結(jié)構(gòu)上做文章，所以受到局限。
5.中小橋加固的方案
5.1上部結(jié)構(gòu)的加固
橋梁上部結(jié)構(gòu)主要由橋面、主梁和支座組成。上部結(jié)構(gòu)加固通常是加固橋面板和主梁。
?。?）梁橋的加固
舊的中小梁橋以T型梁和空心板梁為主，這些舊橋在長(zhǎng)時(shí)期的運(yùn)營(yíng)后，都不同程度的出現(xiàn)橋面鋪裝破損，伸縮縫損壞，主梁出現(xiàn)裂縫等情況。對(duì)于橋面伸縮縫的損壞通常采用的方案是將原橋砼磨耗層及瀝青 面層清除、鑿毛，重新做雙層10X10cm的φ10鋼筋網(wǎng)，現(xiàn)澆砼橋面鋪裝。對(duì)原橋伸縮縫全部拆除，在橋臺(tái)、橋中心處重做2~3道伸縮縫，其余橋墩處做成幾孔一連續(xù)，在橋面連續(xù)下墊上橡膠墊。但這些措施僅是加強(qiáng)了橋面鋪裝，如果橋主梁達(dá)不到現(xiàn)有交通量的要求，就會(huì)出現(xiàn)梁跨中撓度加大，1/4跨中截面主拉應(yīng)力加大，致使梁體出現(xiàn)裂縫。這就需要對(duì)主梁進(jìn)行加固，通常采用的措施是（1）增設(shè)橫梁，把每跨單片梁體聯(lián)成一體，當(dāng)橋梁受載時(shí)，各片梁能共同受力，從而減少了單片梁受力的大小，加強(qiáng)了單片梁的承受能力，這種措施通常應(yīng)用于T型梁橋。加固橫梁的材料可以是鋼筋砼也可以用鋼結(jié)構(gòu)。這種加固的施工工藝一般是在T梁底部鉆孔，將橫梁穿過(guò)梁底再用高強(qiáng)螺栓將其固定。（2）鋼托技術(shù)。在一些需加固的空心板梁體結(jié)構(gòu)中，主要承受梁破壞較嚴(yán)重，此時(shí)可用型鋼制成鋼托將梁體向上托起，使原本一些承重嬌小的梁利用鋼托加固之后，可作為承重梁來(lái)使用。
?。?）拱橋的加固
由于以前原拱橋一般不加設(shè)防水層，通常會(huì)造成全橋透水，基層不均勻沉降，在重車(chē)荷載的作用下，原橋面鋪裝路面呈現(xiàn)粉碎性斷裂，同時(shí)由于不均勻沉降，致使拱圈局部應(yīng)力集中，造成拱圈出現(xiàn)裂縫及不同程度的沉陷。對(duì)于這種常見(jiàn)拱橋處理措施通常是：挖除原橋橋面鋪裝及基層，重做基層并夯實(shí)碾壓，再在上面做防水層和橋面鋪裝（橋面鋪裝和以上梁橋相同），有條件可重?fù)Q拱上填料及側(cè)墻。對(duì)于拱圈不同程度的損壞可根據(jù)跨徑大小或破損不嚴(yán)重的拱圈可不采取措施，對(duì)于跨徑較大或破損嚴(yán)重的拱圈可在其下加襯拱。襯拱的結(jié)構(gòu)型式可以全寬整體襯拱，也可以使用肋拱加橫系梁的襯砌方式，整體襯拱整體性好但拱圈內(nèi)部混凝土不容易搗實(shí)，肋拱加橫系梁這種方式可以很好解決這個(gè)問(wèn)題。
對(duì)于某橋遇到特殊需要，急需過(guò)程重荷載的汽車(chē)，對(duì)此橋進(jìn)行加固處理可在橋面上鋪設(shè)25~35厘米的粘貼鋼板，以臨時(shí)加強(qiáng)此橋的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
5.2下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)加固
其加固可分墩臺(tái)加固和基礎(chǔ)加固
（1）墩臺(tái)加固當(dāng)橋梁墩臺(tái)局部有損壞，影響行車(chē)安全時(shí),常用的辦法是在墩臺(tái)旁增設(shè)排架，以減輕原有墩臺(tái)載重。
?。?）墩臺(tái)水下部分加固?？筛鶕?jù)水深、河床地質(zhì)和加固施工用料等條件采用不同的方法。常用的方法是設(shè)置圍堰（有土質(zhì)、草或麻袋、套箱、板樁等），以便進(jìn)行抽水和施工。如抽水有困難，可進(jìn)行不抽水施工，即用鋼筋混凝土套箍或套箱下沉到河底，然后在套箍或套箱與橋墩間全部灌注水下混凝土將損壞處完全包裹起來(lái)。
?。?）基礎(chǔ)加固橋梁基礎(chǔ)加固的方法有：當(dāng)基底土壤或樁基承載力不足時(shí),可采取加寬基礎(chǔ),或壓注漿料加固土層以增強(qiáng)基底承載力。淺基墩臺(tái)除采用局部或整孔防護(hù)措施外，還可以用加深基礎(chǔ)的方法進(jìn)行加固。例如對(duì)于小墩臺(tái)基礎(chǔ)可用分段開(kāi)挖加深基礎(chǔ)的方法進(jìn)行加固，施工時(shí)應(yīng)采取臨時(shí)措施，不使原有墩臺(tái)受力。也可采用鉆孔樁法加固。這種方法在墩臺(tái)周?chē)贾勉@孔樁，在鉆孔達(dá)到要求深度或巖層的情況下，再圍繞墩臺(tái)在樁頭上修筑鋼筋混凝土承臺(tái)，并和原墩臺(tái)連成整體，以加固基礎(chǔ)。
6、結(jié)語(yǔ)
橋梁加固是一個(gè)極其復(fù)雜的學(xué)問(wèn)，本文只是簡(jiǎn)單介紹了一少部分常用的橋梁加固方法，遇到具體問(wèn)題還需具體對(duì)待，不可死搬硬套，有時(shí)還需要通過(guò)對(duì)原橋進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定加固方式。在我經(jīng)過(guò)的一些中小橋梁加固的事例中會(huì)出現(xiàn)，正是由于中、小橋原設(shè)計(jì)不精細(xì)，設(shè)計(jì)人員出于技術(shù)責(zé)任感，安全會(huì)比精確的計(jì)算要大些，可以為事后的加固增加結(jié)構(gòu)和斷面的回旋余地。
