舊橋病害防治與加固技術(shù)
2010-11-18
隨著我國交通運輸事業(yè)的快速發(fā)展,各級公路及橋梁承擔(dān)著日益繁重的交通荷載及流量。因為建橋時設(shè)計施工的局限、運營后管理的滯后、公路等級不斷的改造等各種原因，目前，為數(shù)眾多的橋梁都存在著不同程度的缺陷和病害，處于不良狀態(tài)，因此，近年來，養(yǎng)護(hù)部門加大了對橋梁的管理力度，要求建立各種橋梁檔案，成立專門橋梁工程師，對橋梁實行動態(tài)管理，對病害橋梁進(jìn)行加固，維修或改建。我段管養(yǎng)橋梁大都為梁板式橋，結(jié)合近幾年維修經(jīng)驗，談?wù)劻喊迨綐虿『Ψ乐渭凹庸谭椒ā?br />
一、橋梁砼裂縫
砼裂縫是最常見的病害，產(chǎn)生裂縫的原因很多：材料自身質(zhì)量不好，自由收縮受到約束，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，表面失水，或由于外力震動，支承變位等都可引起。結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，意味著結(jié)構(gòu)應(yīng)力增大，承載能力降低，因此，要有針對性的采取防治措施，控制裂縫的發(fā)生,特別是有害裂縫的出現(xiàn)。例如，要嚴(yán)格選用砼原材料，使用水化熱較低、安定性較好的水泥，級配好、質(zhì)地堅硬的粗集料，顆粒級配好、含泥量少的細(xì)集料，采用減水劑降低用水量，減少收縮，并嚴(yán)格控制灰比、水泥用量，確保砼配比，要嚴(yán)格控制施工工藝，確保模板工程、配筋、砼澆注等每一道工序都嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。而結(jié)構(gòu)物一旦出現(xiàn)了裂縫，我們常采用灌漿法進(jìn)行修補。灌漿分為水泥砂漿、環(huán)氧樹脂砂漿，水泥砂漿一般用于石砌墩、臺裂縫，環(huán)氧樹脂砂漿一般用于鋼筋砼結(jié)構(gòu)物，且多用于橋面裂縫。灌注砂漿一般采用空壓式方法進(jìn)行，通過噴漿機(jī)按一定壓力將砂漿灌入結(jié)構(gòu)物縫隙中，起到封閉、提高強度的作用。當(dāng)裂縫大于0.2㎜時要留孔灌漿，孔距一般為0.25-0.30m。當(dāng)裂縫大于0.4-0.5㎜時，應(yīng)將裂縫鑿開，刷凈縫內(nèi)粉塵，然后立模填補砂漿。在公路舊橋加固中，灌漿法是最普遍的修補方法，既經(jīng)濟(jì)又快捷，而且效果好。
二、基礎(chǔ)的加固
對剛性實體式基礎(chǔ)，當(dāng)承載力不夠時，可采用在基礎(chǔ)周圍加打基樁澆注砼承臺，擴(kuò)大基底承載面積。當(dāng)基礎(chǔ)受水流沖刷或基底下有軟臥層時，可先挖除軟弱部分至原基礎(chǔ)，在樁式基礎(chǔ)周圍補加鉆孔樁，再打承臺，以此提高基礎(chǔ)承載力，或在樁圍堰內(nèi)填加片石，做成三級挑坎或海漫式防護(hù)，以此來增強基礎(chǔ)穩(wěn)定性。
三、墩臺的加固、維修
由于基礎(chǔ)埋深不足或基礎(chǔ)沉陷造成墩臺開裂，通縫，可采用鋼筋砼圍帶或鋼箍進(jìn)行加固。柱式墩臺若折斷，在基礎(chǔ)承載力許可時，可立模澆注砼，加大斷面尺寸，墩臺出現(xiàn)空洞時，可開鑿?fù)ㄑ?，用壓漿機(jī)壓注水泥砂漿或環(huán)氧樹脂進(jìn)行修補加固。對橋臺出現(xiàn)的開裂、凸肚、位移、翼墻外崩、轉(zhuǎn)動等病害，我們針對不同的原因，采取不同的加固方法：對橋臺尺寸不足，難以承受行車荷載和臺背土壓力時，可將臺背填土換成分層干砌片石或者建撐壁進(jìn)行加固。對臺背填土因凍土或砌筑不良造成的鼓肚，可挖除凍土，換填礦渣、砂礫等，并封閉表面使之不透水，或鑿除鼓肚部分，重新砌筑。對橋臺位移或轉(zhuǎn)動，可在橋臺兩側(cè)加厚翼墻，與原墻牢固結(jié)合為一整體，增加橋臺橫斷面尺寸和自重，抵抗水平推力。梁式橋U型橋臺非常普遍，其典型病害往往是：臺身開裂、臺后路面下沉，可綜合應(yīng)用修補裂縫、修復(fù)側(cè)墻、設(shè)置圈梁及臺頂蓋板等方法進(jìn)行加固處理，實踐證明，非常有效。
四、主梁加固增強方法
加固增強的方法很多，如用錨噴或現(xiàn)澆砼方法增加T梁受拉區(qū)鋼筋及加大梁身斷面、用鋼板粘貼加固增強或用體外預(yù)應(yīng)力加固增強等。當(dāng)梁的強度、剛度、穩(wěn)定性、抗裂性能不足時，常常采用增大構(gòu)件截面、增大配筋的加固方法，通過提高梁的有效高度和抗彎強度，來提高橋梁的承載力。但其缺點是鋼筋增加較多，費用較高。當(dāng)交通量增加，主梁出現(xiàn)承載力不足時，梁板橋的主梁會出現(xiàn)嚴(yán)重的橫向裂縫，采用粘結(jié)劑及錨栓，將鋼板粘貼錨固在砼結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，以鋼板代替增設(shè)的補強鋼筋，達(dá)到提高梁的承載力的目的。此法工藝簡單，施工質(zhì)量易控制，但存在鋼板不易與梁身緊密結(jié)合且因外露需經(jīng)常養(yǎng)護(hù)的弊端。體外預(yù)應(yīng)力加固可使梁的裂縫減少或閉合，鋼筋用量少且施工簡便，但存在預(yù)應(yīng)力鋼材防銹蝕和加強養(yǎng)護(hù)的問題，通過實踐可知，采用鋼板、預(yù)應(yīng)力補強后，再配合錨噴砼將其覆蓋，既解決了預(yù)應(yīng)力鋼材防銹蝕問題，又可避免其直接受大氣溫度影響，噴射砼后還可增加梁身抗剪能力，方法行之有效。另外，在基礎(chǔ)承載力允許的情況下，在梁頂加鋪鋼筋砼層或增設(shè)縱梁，都可通過改善橋梁荷載分布， 而達(dá)到提高橋梁承載力的目的。
五、橋面鋪裝層的加固施工
橋面鋪裝層易出現(xiàn)的病害有：鋪裝層呈網(wǎng)狀裂縫，不平整，常泛油，伸縮縫附近凸凹不平等等。產(chǎn)生病害的原因很多：交通量過大和渠化交通，瀝青用量過多，級配不良，低溫季節(jié)施工，鋪裝層厚度不夠，行車作用導(dǎo)致礦料下擠，瀝青上泛、車輛制動、啟動、超載等作用導(dǎo)致而成。另外，鋪裝層因受反復(fù)拉應(yīng)力影響，在橋面板加勁部件頂部產(chǎn)生開裂，導(dǎo)致鋪裝上層出現(xiàn)早期破壞，所以上層選材要求具有良好的變形能力以抵抗疲勞開裂，需采用性能更加優(yōu)良的復(fù)合改性瀝青。研究表明，在鋪裝層中使用增強纖維瀝青砼具有較好的效果，既能增強鋪裝層瀝青砼的柔韌性，改善鋪裝層的受力狀態(tài)，又能防止橋面鋪裝層出現(xiàn)開裂，脫落等現(xiàn)象。
