淺析危橋加固改造技術(shù)
2015-08-26
前言：
由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，我國車流量的不斷增加，車輛噸位的大幅度增長，這就對橋梁通行能力和承載能力提出了更高、更新的要求。而早期建設(shè)的許多橋梁開始發(fā)生不同程度的老化、裂縫、破損等現(xiàn)象，承載能力逐步下降，危橋逐步增多，如果不進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)、改造，將嚴(yán)重影響車輛的安全運(yùn)行和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。這就需要采取一些措施來處理，對危橋加固補(bǔ)強(qiáng)、改造技術(shù)，合理確定加固補(bǔ)強(qiáng)、改造方案，恢復(fù)、提高舊橋原有的承載能力，延長舊橋的使用壽命。
一、危橋加固的程序
(1)方案選擇。由于橋梁屬于公共建筑的范疇，當(dāng)危橋出現(xiàn)時(shí)，政府部門中的行業(yè)主管部門首先要考慮的便是公共交通安全問題，因此對于危橋處理的第一步就是評估該橋梁對公共交通影響的嚴(yán)重性、范圍及時(shí)間等。危橋的加固一般都要全橋封閉以保證公共交通的安全，但要決定怎么封閉封多久則必須建立在完善的加固方案設(shè)計(jì)上，加固設(shè)計(jì)要符合“安全、合理、可行、經(jīng)濟(jì)”的原則。“安全”，即要克服橋梁所檢測出來的病害，并能滿足正常使用荷載標(biāo)準(zhǔn)；“合理”，即受力途徑明確，簡單直接針對病害；“可行”，即施工工藝具有較強(qiáng)的實(shí)施性和可控性；“經(jīng)濟(jì)”，即最大限度地將工程造價(jià)控制住，將好鋼用在刀刃上；加固方案要考慮多種，并綜合進(jìn)行比選，以達(dá)到總體目標(biāo)。
(2)施工。施工是危橋加固的重要一環(huán)，首先耍對設(shè)計(jì)方案全部消化吸收，明確加固的總體目標(biāo)及設(shè)計(jì)意圖：第二則要制定詳細(xì)的施工組織方案，包括交通方案、水上管制方案、各單位工程施工組織設(shè)計(jì)、關(guān)鍵環(huán)節(jié)處理，第三步則是組織實(shí)施、人員、機(jī)械設(shè)備配備、材料供應(yīng)等等。
(3)檢測。在橋梁加固完成后，要對加固后的橋梁進(jìn)行評價(jià)，通常的方法即是做靜動(dòng)載試驗(yàn)，對照橋梁設(shè)計(jì)荷載的標(biāo)準(zhǔn)，由質(zhì)量監(jiān)督部門作出一個(gè)綜合評價(jià)，然后交通主管部門依據(jù)評價(jià)意見確定交通通行方案。
橋梁檢查和荷載試驗(yàn)評定技術(shù)是危橋檢測技術(shù)的兩個(gè)主要內(nèi)容。通過對橋梁的技術(shù)狀況、缺陷和損傷進(jìn)行全面、細(xì)致、深入地現(xiàn)場檢查，查明缺陷或潛在缺陷和損傷的性質(zhì)、部位、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢，弄清原因，分析、評價(jià)缺陷和損傷對橋梁質(zhì)量及承載能力產(chǎn)生的影響，并為橋梁加固和改造設(shè)計(jì)提供具體技術(shù)資料。在工程實(shí)踐中，還經(jīng)常采用實(shí)橋荷載試驗(yàn)來評定舊危橋的承載能力和安全度，并由此制定加固或改建方案，特別是對于那些缺乏原始設(shè)計(jì)資料和圖紙的舊危橋，用荷載試驗(yàn)方法來確定能否提高承載能力是切實(shí)可行的方法。
荷載試驗(yàn)評定是對橋梁結(jié)構(gòu)物進(jìn)行直接加載測試的一項(xiàng)科學(xué)試驗(yàn)工作，可直接了解橋梁在試驗(yàn)荷載作用下的實(shí)際工作狀態(tài)及一些理論上無法考慮的因素。在檢查、檢測的基礎(chǔ)上，對舊危橋工程現(xiàn)狀、承載能力做出正確的評價(jià)，這是舊危橋加固、改造工作的重要環(huán)節(jié)之一。舊危橋評價(jià)一般包括使用功能、結(jié)構(gòu)承載力和使用價(jià)值等三個(gè)方面的內(nèi)容。如果對舊危橋加固、改造加以利用的總效益大于建新橋的總效益時(shí)，則認(rèn)為對舊橋進(jìn)行加固、改造利用是必要的、可行的，然后提出評價(jià)報(bào)告，申請列入舊危橋加固、改造工程計(jì)劃，以利于提高效益，發(fā)展公路運(yùn)營，節(jié)約造價(jià)。
二、梁橋加固改造的幾種方法
1、加大混凝土截面和增加主筋
?。?）增大T形梁的梁肋下部并加設(shè)主筋。在近支座處將加設(shè)的主筋彎起與原梁主筋焊牢，為保證新、老混凝土可靠粘結(jié)，仍應(yīng)將原梁混凝土鑿毛、洗凈、且隔一定距離將主筋鑿露，以錨固筋與新設(shè)主筋焊接， 然后用懸掛模板澆注肋下加大部分的混凝土。
?。?）增焊主筋。當(dāng)橋下凈空受限制，可在梁底原主筋處增焊主筋，以提高梁的承載力。
?。?）加厚橋面板。拆除厚橋面鋪裝層，在橋面板上鋪一層鋼筋網(wǎng)，再澆一層比原鋪裝層厚的新混凝土。
2、橋面鋪裝層的加固
橋面鋪裝層開裂或剝離等病害，對于鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕，減弱危橋的橫向整體性；對于石拱橋，由于橋面雨水下滲，加大了拱上填料的含水量，使拱圈出現(xiàn)滲水現(xiàn)象等：同時(shí)由于橋面鋪裝層的破損，引起橋面平整度差，車輛通行時(shí)，使危橋產(chǎn)生震動(dòng)，對危橋產(chǎn)生不利影響，同時(shí)又加重了橋面鋪裝層的病害。根據(jù)危橋的具體情況，采用不同的加固方法，對于使用年限長、破損嚴(yán)重的采用拆除、修復(fù)的加固方案。
3、變更結(jié)構(gòu)體系
?。?）變多跨簡支梁為多跨連續(xù)梁。目的是降低單跨簡支梁的跨中正彎矩，雖產(chǎn)生梁橋端負(fù)彎矩，但可在梁端鑿開橋面（主筋露出），在梁頂增設(shè)承受負(fù)彎矩的主筋（根數(shù)和直徑由計(jì)算確定）。以帶有加筋板的新支座代替兩個(gè)舊支座，澆注梁端混凝土和橋面鋪裝。
?。?）加設(shè)人字撐。對鋼筋混凝土T形梁橋（其它梁板橋也可），肋底設(shè)人字斜撐， 增加兩個(gè)支點(diǎn)，梁中內(nèi)力即起變化，有利于提高梁的承載能力。但支點(diǎn)的位置要按內(nèi)力調(diào)整的要求由計(jì)算確定。
4、塞縫灌漿
塞縫灌漿是把按一定比例配制的水泥(砂)漿、 環(huán)氧樹脂(砂)漿，通過噴漿機(jī)按一定壓力灌入結(jié)構(gòu)物縫隙內(nèi)，起到填塞裂縫、避免鋼筋銹蝕并提高結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度的作用。裂縫在危橋病害中較為普遍，產(chǎn)生裂縫的原因很多，也很復(fù)雜。結(jié)構(gòu)物一旦出現(xiàn)裂縫，其受力截面發(fā)生應(yīng)力重分布，也就意味著受力有效截面變小，結(jié)構(gòu)應(yīng)力增大，承載能力降低。塞縫灌漿是用膠結(jié)材料把結(jié)構(gòu)的裂縫填滿，使力的作用、傳遞盡可能恢復(fù)到原狀態(tài)。塞縫灌漿一般用于處理危橋上、下部結(jié)構(gòu)裂縫，灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧樹脂漿、環(huán)氧樹脂、砂漿等，具體采用哪一種。應(yīng)視實(shí)際情況而定。通常水泥(砂)漿用于石砌墩、臺(tái)和拱圈裂縫，由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂，采用水泥(砂)漿造價(jià)低、效果好。部分石拱橋的橋臺(tái)、拱圈開裂，而又受地形、排水或工期的限制不能搭架的情況．除對裂縫進(jìn)行壓漿處理外．可采用與隧道的初期支護(hù)類似的辦法．在橋臺(tái)的前墻、拱圈上設(shè)置錨桿、掛鋼筋網(wǎng)。然后再噴射混凝土。
5、橋梁基礎(chǔ)加固
危橋基礎(chǔ)特別是天然地基上的淺基礎(chǔ)，由于埋置深度較淺，易受河水沖刷而淘空。受河水改道沖刷危橋引道，導(dǎo)致橋臺(tái)基礎(chǔ)沖空，引道被毀。危橋地基局部軟弱，致使橋臺(tái)發(fā)生不均勻沉降，引起橋臺(tái)開裂等。對于跨徑較小的危橋，由于河水改道，洪水直接沖刷橋臺(tái)基礎(chǔ)，導(dǎo)致基礎(chǔ)沖空甚至掉腳，可采取在橋跨范圍內(nèi)滿鋪15號(hào)片石混凝土的方法進(jìn)行加固，鋪砌厚度為30cm，鋪砌兩端設(shè)置截水墻，截水墻的深度為1m，寬度為0．6m。采用該法共加固橋涵8座。對于危橋上游河床變遷、水流改道，洪水直接沖刷橋臺(tái)基礎(chǔ)和橋臺(tái)引道。導(dǎo)致橋臺(tái)基礎(chǔ)沖空、引道被毀的危橋，采取在危橋上游適當(dāng)位置設(shè)置丁壩等調(diào)治構(gòu)造物，將河水導(dǎo)入主河道。
四、施工保證措施
(1)加固方案的實(shí)施需要有一定經(jīng)驗(yàn)的熟練工人和施工隊(duì)伍來完成。對于工藝上也應(yīng)有比較高的要求。
(2)危橋是一個(gè)已存在的現(xiàn)實(shí)橋梁，并已有嚴(yán)重的病害，因此，確保施工安全是保證項(xiàng)目施工的前提。一方面是施工順序?qū)ξ虻挠绊懀?br />
(3)加固施工工藝是保證方案實(shí)施的技術(shù)環(huán)節(jié)，其技術(shù)指標(biāo)與新建橋梁有較大不同。應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際特點(diǎn)采用不同的工藝，如基礎(chǔ)處理，由于受橋梁上部構(gòu)造的影響，樁架及振動(dòng)錘都要進(jìn)行改進(jìn)，澆注混凝土也同樣如此，局部甚至還用人工輔助澆注，這些工藝增加了工程難度和造價(jià)。
結(jié)束語：
總之，危橋?qū)τ谲囕v的安全運(yùn)行和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全造成很大影響，所以，進(jìn)行加固改造非常有必要。而危橋的改造加固必須以現(xiàn)場調(diào)研情況為基礎(chǔ)，參照橋梁的設(shè)計(jì)和施工資料，結(jié)合自然環(huán)境，準(zhǔn)確分析橋梁病害的成因，制定科學(xué)合理的改造加固措施，同時(shí)， 還要積極引進(jìn)和開發(fā)舊危橋加固改造的先進(jìn)技術(shù)、材料和設(shè)備，加強(qiáng)對這些橋梁的檢測、加固和維修，使危橋仍可能長期地發(fā)揮作用。
