舊橋梁加固技術(shù)分析
2016-08-22
1 橋梁加固的必要性
?。?）在橋梁使用期間內(nèi)，任何橋梁都會(huì)成為舊橋。早期修建的橋梁，由于當(dāng)時(shí)人們對(duì)鋪裝功能、病害認(rèn)識(shí)有限，往往存在配筋偏小，鋼筋直徑過(guò)細(xì)，鋪裝與承載構(gòu)件的界面連續(xù)不牢靠等問(wèn)題。由于橋梁是建在大地上的特殊產(chǎn)品，不僅受自然環(huán)境的影響（如大氣腐蝕、溫度、濕度變化等），而且還受到使用環(huán)境的影響，難以避免產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。這使橋梁的維修、養(yǎng)護(hù)、加固、改造已成為必然。
?。?）從經(jīng)濟(jì)上分析，橋梁加固可以節(jié)省大量投資，收到良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施，不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費(fèi)用；而且對(duì)現(xiàn)有交通運(yùn)輸影響有的甚至可以在不中斷交通的情況下完成，早期設(shè)計(jì)施工的高速公路的橋梁在長(zhǎng)期大交通量、重荷載的運(yùn)營(yíng)情況下大部分出現(xiàn)了病害；同時(shí)也恢復(fù)和提高了舊橋的承載能力及通行能力，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，滿(mǎn)足現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)男枨蟆?br />
?。?）橋梁的改造和加固，不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務(wù)水平，而且在更大程度上能夠消除交通安全隱患。從發(fā)展中分析，舊的公路橋梁加固有利于促進(jìn)橋梁建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。既滿(mǎn)足現(xiàn)代人的需求以不損害后代人滿(mǎn)足需求的能力，使經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。
2 加固改造工程必須滿(mǎn)足的基本條件
?。?）橋梁經(jīng)加固改造后，其結(jié)構(gòu)性能、承載能力與耐久性等都能滿(mǎn)足使用上的要求。
?。?）具有較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)物的加固改造可以采用兩種不同的方式：一種是廢棄原有結(jié)構(gòu)物進(jìn)行重建，這就相當(dāng)于建造一座符合新的使用要求的新橋，但還要包括拆除原橋的工程內(nèi)容；另一種是充分利用原橋，進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，若需加寬則再行拓寬，這就是通常所說(shuō)的橋梁技術(shù)改造。橋梁技術(shù)改造的經(jīng)濟(jì)效益就反映在它的耗資明顯低于新建，否則就無(wú)法體現(xiàn)其優(yōu)越性與基本原則。從多年來(lái)的工程實(shí)踐看，橋梁技術(shù)改造的經(jīng)濟(jì)效益是明顯的。對(duì)重建與加固改造進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)效益分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)包括相應(yīng)交通受阻的經(jīng)濟(jì)損失以及拆除原橋所需的費(fèi)用等。一般認(rèn)為技術(shù)改造比重建能節(jié)省50%～60%以上時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益已相當(dāng)可觀，此時(shí)以采用加固改造方案為宜，否則可采取重建新橋的方案。
3 橋面鋪裝層加固
橋面鋪裝層開(kāi)裂或剝離等病害，對(duì)于鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕，減弱橋梁的橫向整體性；對(duì)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(chē)輛通行時(shí)，使橋梁產(chǎn)生震動(dòng)，對(duì)橋梁產(chǎn)生不利影響，同時(shí)又加重了橋面鋪裝層的病害。根據(jù)橋梁的具體情況，采用不同的加固方法，對(duì)于使用年限長(zhǎng)、破損嚴(yán)重的采用拆除、修復(fù)的加固方案。而對(duì)于病害較輕，使用年限短，且混凝土強(qiáng)度仍符合設(shè)計(jì)要求的則先處治病害，在不降低設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。
4 橋梁的下部結(jié)構(gòu)加固
組成橋梁的下部結(jié)構(gòu)的部分主要是橋墩、橋臺(tái)以及基礎(chǔ)等。橋梁的下部加固主要分為兩個(gè)基本方面，即墩臺(tái)加固和基礎(chǔ)加固。在橋梁的墩臺(tái)受到嚴(yán)重?fù)p害的情況下，會(huì)影響到橋梁的車(chē)輛通行安全，一般會(huì)進(jìn)行徹底全面的維修。在徹底和全面維修之前可以采取臨時(shí)加固的辦法。一般會(huì)在墩臺(tái)旁增加設(shè)立排架，來(lái)共同承受墩臺(tái)載重壓力。橋梁的墩臺(tái)如果已經(jīng)發(fā)生損壞，則需要安裝鋼軌骨架。但我們?cè)跇蛄杭庸踢^(guò)程中，遇到墩臺(tái)損壞的情況是比較少的。
橋梁的基礎(chǔ)加固方式主要有以下幾種情況：第一，出現(xiàn)基底承受能力不足時(shí)，可以采用擴(kuò)大基礎(chǔ)或壓注漿料的方法加固土層。第二，淺基墩臺(tái)由于河床受到?jīng)_刷，可以采用橋底鋪底和隔水墻的防護(hù)措施，同時(shí)還可以用加深基礎(chǔ)的方法來(lái)進(jìn)行加固。對(duì)于墩臺(tái)基礎(chǔ)可用分段開(kāi)挖的方法加深基礎(chǔ)，施工時(shí)采取臨時(shí)措施保護(hù)原有的墩臺(tái)，不使原有墩臺(tái)受力加重。第三，也可以在墩臺(tái)周?chē)贾勉@孔樁，在樁頂上修筑鋼筋混凝土，然后與原墩臺(tái)連成整體，形成共同受力，以加固基礎(chǔ)。
5 舊橋基礎(chǔ)加固
橋梁基礎(chǔ)特別是天然地基上的淺基礎(chǔ)，由于埋置深度較淺，易受河水沖刷而沖空。受河水改道沖刷橋梁引道，導(dǎo)致橋臺(tái)基礎(chǔ)沖空，引道被毀。橋梁地基局部軟弱，致使橋臺(tái)發(fā)生不均勻沉降，引起橋臺(tái)開(kāi)裂等。針對(duì)以上病害，我們采取對(duì)河床用漿砌片石進(jìn)行鋪砌，上游河床設(shè)置丁壩，打木樁擴(kuò)大橋臺(tái)基礎(chǔ)等方法進(jìn)行加固。對(duì)于跨徑較小的橋梁，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(mǎn)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。對(duì)于橋梁上游河床變遷、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、引道被毀的橋梁，采取在橋梁上游適當(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。
6 加固方案與加固效果評(píng)價(jià)方式
加固方案的選擇需要考慮到很多因素，主要應(yīng)該包括橋梁所處的地形條件和地質(zhì)條件、水文情況和自然狀況等。還要對(duì)橋梁的現(xiàn)狀和使用過(guò)程進(jìn)行精確的分析和研究。另外，施工的現(xiàn)實(shí)條件、交通狀況以及預(yù)期的維修和加固效果等都要做一個(gè)全面的規(guī)劃和考慮。同時(shí)，現(xiàn)有的人力資源和技術(shù)水平也應(yīng)該是一個(gè)需要注意的條件。橋梁合理的維修和加固方案是在對(duì)上述各種因素進(jìn)行綜合考慮的前提下對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化組合的產(chǎn)物，應(yīng)該體現(xiàn)出加固的效果，還要體現(xiàn)出適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
橋梁的加固與維修需要不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和吸取教訓(xùn)，并且要在長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)基礎(chǔ)上形成明確的規(guī)范。更需要對(duì)橋梁的維修與加固之后進(jìn)行質(zhì)量的跟蹤與檢查。
橋梁加固后的上部結(jié)構(gòu)通常是用靜載或動(dòng)載試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果與加固設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，來(lái)對(duì)橋梁的加固效果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。但是對(duì)于橋梁的下部結(jié)構(gòu)則不應(yīng)該進(jìn)行荷載試驗(yàn)，而是要通過(guò)其頻率變化來(lái)定量評(píng)估橋墩的加固效果。
7 加強(qiáng)舊橋養(yǎng)護(hù)管理
加強(qiáng)公路舊橋的管理，并進(jìn)行維修和加固，使其處于正常的工作狀態(tài)，充分發(fā)揮舊橋的作用，是公路管理部門(mén)的一項(xiàng)主要任務(wù)。加強(qiáng)舊橋養(yǎng)護(hù)管理可從以下幾方面開(kāi)展。
（1）對(duì)于經(jīng)常過(guò)大件的路段，橋梁進(jìn)行重點(diǎn)檢查和管理，收集原始檔案材料，掌握其動(dòng)態(tài)；
?。?）重視加固工程中原始資料的收集和整理工作，為今后的加固工程積累經(jīng)驗(yàn)；
?。?）在施工中注意抓重點(diǎn)、制約工程；
?。?）充分調(diào)動(dòng)基層單位的積極性，正確處理責(zé)、權(quán)、利的關(guān)系。應(yīng)充分重視公路舊橋的管理工作，加大資金投入，使其保持良好的工作狀態(tài)，確保公路運(yùn)輸?shù)陌踩?br />
8 結(jié)論
從目前我國(guó)基本建設(shè)投資來(lái)看，大量的資金用于新建高等級(jí)公路，用于國(guó)、省道，特別是縣鄉(xiāng)道路的技術(shù)改造的資金相當(dāng)有限。由于資金短缺，不可能對(duì)技術(shù)狀況差的橋梁進(jìn)行拆除重建，因?yàn)檫@樣做不僅要耗費(fèi)大量投資，而且工期也較長(zhǎng)，因此世界各國(guó)都按照充分利用和革新的原則，對(duì)舊橋采取適當(dāng)?shù)募庸谈脑齑胧?，以滿(mǎn)足橋梁營(yíng)運(yùn)和延長(zhǎng)其使用年限的需要。
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