試析老舊橋梁的加固技術(shù)及相關(guān)設(shè)計(jì)
2015-09-07
公路橋梁的質(zhì)量好壞關(guān)系到車輛的行駛安全，橋梁在使用時(shí)受到的損壞要及時(shí)加以處理。通過加固現(xiàn)有的橋梁可以增加橋梁的承載能力和使用年限，使橋梁滿足交通的需要，給社會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。筆者通過收集國(guó)內(nèi)一些老舊橋梁的加固技術(shù)資料，歸納了一些關(guān)于老舊橋梁加固的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合二道河大橋加固實(shí)例，對(duì)路橋施工中的加固技術(shù)和相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，供廣大工程技術(shù)人員參考。
1舊橋加固實(shí)例1
1.1舊橋概況。二道河大橋?yàn)槟呈〉郎系囊蛔绾哟髽?，大橋?991年開始交付使用，是座跨距L為10m的預(yù)應(yīng)力砼剛構(gòu)橋，橋面總寬12m，橋面凈寬11m。橋墩為砼墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。檢查發(fā)現(xiàn)橋面混凝土破損，部分混凝土脫落，已出現(xiàn)縱向裂縫，主鋼筋有銹蝕現(xiàn)象。二道河大橋是該省道的重要組成部分，該路段車輛較多，裂縫寬度和長(zhǎng)度不斷發(fā)展，成為安全隱患，盡快對(duì)舊橋進(jìn)行改造是非常必要的。
1.2舊橋損壞原因及加固設(shè)計(jì)方案。經(jīng)查該橋發(fā)現(xiàn)橋面上層鋼筋網(wǎng)下部墊塊間距過大，在施工澆筑混凝土?xí)r局部有鋼絲網(wǎng)被踩到下部的現(xiàn)象，使有的地方橋面上部沒有鋼筋，致使橋梁橫向剛度不夠，整體受力性能差。在荷載作用下產(chǎn)生剪力，引起混凝土開裂。
2007年養(yǎng)護(hù)方發(fā)現(xiàn)主梁下部裂縫后自己對(duì)舊橋進(jìn)行過加固，加固方案為：對(duì)縫寬小于0.1毫米的裂縫進(jìn)行刷素水泥漿處理，增強(qiáng)整體性，加大剛度，提高橋梁承載力。對(duì)縫寬0.1～0.2mm的裂縫進(jìn)行灌漿處理。對(duì)裂縫寬大于0.2毫米的較嚴(yán)重部位首先鑿除松散混凝土，用鋼絲刷清銹處理，局部重新加焊與原主筋型號(hào)相同的鋼筋，采用搭接焊。對(duì)于上部無(wú)鋼絲網(wǎng)的部分重新加設(shè)鋼絲網(wǎng)，四周于原有鋼筋焊接牢固。然后澆筑C40膨脹混凝土修補(bǔ)完整。
加固后橋面鋪厚為20厘米，從下至上為：橋面混凝土10厘米厚，瀝青混凝土10厘米，此外在橋面混凝土和瀝青混凝土間，設(shè)置有防水層。
設(shè)方案保持原截面線形狀不變，施工工藝簡(jiǎn)單，加固后橋梁承載能力得到很大的提高。
現(xiàn)在調(diào)查發(fā)現(xiàn)橋粱整體結(jié)構(gòu)良好，橋面無(wú)裂縫，砼表面無(wú)剝落鋼筋現(xiàn)象。
1.3舊橋施工要點(diǎn)。
1.3.1施工過程須一半橋面通車，利用另外一半橋面封閉。澆筑混凝土?xí)r要全部封閉交通封閉交通，以免產(chǎn)生震動(dòng)影響結(jié)構(gòu)性能，施工期間，載重超過5t車輛不允許通行。
1.3.2施工期間要采取一定的安全措施，設(shè)置交通標(biāo)志牌和警示牌，必須有專人引導(dǎo)交通。
1.3.3施工時(shí)注意檢查預(yù)埋鋼筋的數(shù)量、位置、間距。
1.3.4鑿除混凝土?xí)r注意不要鑿斷鋼筋，不小心鑿斷后，應(yīng)立即進(jìn)行植筋修補(bǔ)。
2舊橋梁加固實(shí)例2
2.1舊橋概況。某橋梁的上部為4×16m的T梁結(jié)構(gòu)，橋梁全長(zhǎng)為45m。現(xiàn)對(duì)該橋梁的設(shè)計(jì)載荷為掛車―100和汽車―20，設(shè)計(jì)施工用混凝土的標(biāo)號(hào)為C20。該橋梁已使用17年，曾于2009年加固過一次，但現(xiàn)在又出現(xiàn)了很多安全質(zhì)量隱患，需要再次的施工加固。
2.2橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及加固設(shè)計(jì)。橋梁的上部公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為Ⅰ級(jí)，對(duì)人群的載荷設(shè)計(jì)為4kN/m2。橋梁的上部墩柱和蓋梁進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。維持原橋梁的設(shè)計(jì)載荷（掛車―100和汽車―20）。橋面厚度設(shè)計(jì)為20cm，
對(duì)舊橋的上部結(jié)構(gòu)拆除，換上C50預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支式T梁。設(shè)計(jì)主梁的預(yù)制長(zhǎng)度是16m，梁高為1m，中梁和邊梁的翼板的寬度分別是1.6m和1.67m。在主梁間設(shè)計(jì)0.4m寬現(xiàn)澆濕接頭，增設(shè)橡膠支座。在墩柱的表面，通過環(huán)形粘貼雙層碳纖維布（300g）的方式，對(duì)墩柱進(jìn)行加固。在蓋梁上粘貼鋼板（1m），對(duì)其進(jìn)行加固，提高蓋梁的抗拉能力。對(duì)蓋梁存在破損的地方進(jìn)行修補(bǔ)處理。此外對(duì)防撞欄桿和中央隔離帶進(jìn)行更換。
2.3砼T梁的設(shè)計(jì)安裝。對(duì)于鋼筋砼T梁的安裝應(yīng)由總工程師親自負(fù)責(zé)，確保其安裝的全過程能夠受到嚴(yán)格的監(jiān)督，保證鋼筋砼T梁的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。此外監(jiān)理工程師也要對(duì)安裝全過程進(jìn)行監(jiān)督，保證預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量合格。安裝T粱支座時(shí)要注意支座粘接牢固，經(jīng)檢查質(zhì)量合格后，才能進(jìn)行鋼筋砼T梁的安裝。鋼筋砼T梁在吊裝前，須檢查其尺寸、外觀質(zhì)量，查看其質(zhì)量合格證，杜絕問題T梁進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。并由技術(shù)負(fù)責(zé)人做好質(zhì)量交底工作。吊裝時(shí)由2臺(tái)吊車吊裝，T梁在被吊起約20厘米時(shí)停止，并將拖車撤走。當(dāng)其距離地面高度約為50cm時(shí)，應(yīng)進(jìn)行下落試吊，并檢查繩扣、和支腿等情況，確保沒有發(fā)生異常后才能進(jìn)行后續(xù)的安裝。吊車由專人負(fù)責(zé)指揮，將T梁吊至安裝位置進(jìn)行安裝。同時(shí)，技術(shù)人員必須在安裝過程中跟蹤校正，確保T梁脫鉤前應(yīng)符合質(zhì)量。
3橋梁加固設(shè)計(jì)的特點(diǎn)分析
橋梁加固的目的是提高橋梁的安全性，主要體現(xiàn)在橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力、抗剪性和穩(wěn)定性等指標(biāo)。對(duì)橋梁加固的部位和技術(shù)主要有以下幾點(diǎn)：首先對(duì)薄弱部位采用通過加大構(gòu)件的截面尺寸，增設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和更換原構(gòu)件等措施提高承載力；其次有的橋粱本身設(shè)計(jì)不夠完善或需要大幅提高其承載力，這就得改變橋梁的原有受力結(jié)構(gòu)，可通過增加附屬結(jié)構(gòu)等措施來(lái)改變橋梁的受力狀況，提高橋梁的承載能力；最后是對(duì)橋墩、橋臺(tái)橋梁特定部位的加固或改造。從以上幾點(diǎn)著手，收集老舊或破損檢測(cè)的數(shù)據(jù)，結(jié)合橋梁的原設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)，分析整理，從而設(shè)計(jì)出適合需加固橋梁的加固方案。
橋梁加固改造施工中的一個(gè)重要特點(diǎn)是橋梁加固施工中應(yīng)盡量避免對(duì)原橋梁承重結(jié)構(gòu)的進(jìn)行改動(dòng)，注意保持施工過程中橋體的整體穩(wěn)定性。因此施工前合理安排好施工順序，制定完善的施工組織設(shè)計(jì)，以便在不影響正常交通的前提下進(jìn)行加固。盡量減小對(duì)正常交通造成的干擾。對(duì)加固改造方案中的新構(gòu)件的應(yīng)用則要提高其安全系數(shù)，對(duì)采用混凝土加固的部分，應(yīng)充分考慮到新老結(jié)構(gòu)間結(jié)合部位處理，使新澆筑混凝土與原有混凝土能很好的結(jié)合在一起。
4結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)交通事業(yè)發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了橋梁老舊、失修等問題，需要對(duì)橋梁加固設(shè)計(jì)和施工。橋梁的加固方法有很多種，在實(shí)際的路橋施工中，應(yīng)考察好現(xiàn)場(chǎng)情況，將設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)、施工等多方面的因素進(jìn)行綜合考慮，選用適合的加固技術(shù)和加固方案。以后還會(huì)不斷推出橋梁加固的新技術(shù)，完善現(xiàn)有的橋梁加固技術(shù)。
