公路舊橋一般都具有一個通性:荷載等級低、使用年限長的特點。從技術資料分析,大多數橋梁是三不知:①不知基底地質;②不知基礎深度;③不知隱蔽部分的尺寸。從橋梁技術狀況分析,由于河床屢遭洪水沖刷,河床底部加深,橋梁墩臺基礎外露、沖空,產生不均勻沉降,導致橋臺、拱圈產生附加應力而出現開裂,有的甚至出現開合現象;有的橋梁由于橋臺較高,受行車及臺后土壓力的作用,橋臺出現開裂、凸肚等病害;橋面混凝土鋪裝層由于使用時間長加之重車作用,導致開裂、剝落等病害。按橋梁技術狀況來評定大多屬三類橋梁。隨著鶴壁市國民經濟的發展和市重點工程的建設,目前鶴壁市的公路橋梁所承受的負荷主要有3個特點:
①交通量不斷增大;②重型車輛增加及超載現象嚴重;③超限運輸的出現和增加。按現在橋梁和運輸狀況,橋梁的承載能力和通過的車輛荷載是公路與運輸的矛盾之一。舊橋加固,提高舊橋的承載能力,確保交通運輸的安全是目前和今后面臨的任務。本文按橋梁的組成部分介紹橋梁的加固方法。
一、塞縫灌漿
塞縫灌漿是把按一定比例配制的水泥(砂)漿、環氧樹脂(砂)漿,通過噴漿機按一定壓力灌入結構物縫隙內,起到填塞裂縫、避免鋼筋銹蝕并提高結構整體強度的作用。裂縫在橋梁病害中較為普遍,產生裂縫的原因很多,也很復雜。結構物一旦出現裂縫,其受力截面發生應力重分布,也就意味著受力有效截面變小,結構應力增大,承載能力降低。塞縫灌漿是用膠結材料把結構的裂縫填滿,使力的作用、傳遞盡可能恢復到原狀態。
塞縫灌漿一般用于處理橋梁上、下部結構裂縫,灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環氧樹脂漿、環氧樹脂、砂漿等,具體采用哪一種,應視實際情況而定。通常水泥(砂)漿用于石砌墩、臺和拱圈裂縫,由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂,采用水泥(砂)漿造價低、效果好。環氧樹脂漿一般用于鋼筋混凝土結構物,因為鋼筋混凝土構件產生的裂縫較小,易灌滿,粘結性好;環氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。
塞縫灌漿的通常做法是:先用1:1水泥砂漿勾縫,勾縫時須預留直徑約6-8mm的灌漿孔,孔距視裂縫寬度而定,縫寬處孔距為0.6-1.0 m,縫小處孔距為0.4-0.6m。待勾縫砂漿達到一定強度后即可灌漿。鋼筋混凝土梁的裂縫較小,用環氧樹脂勾縫,凡大于0.2mm的裂縫都要留孔灌漿,孔距一般為0.25-0.30m,灌漿方法與灌水泥漿大致相同。在公路舊橋加固中,塞縫灌漿是綜合處治的方法之一,用得比較普遍,通過試載及使用觀察,效果較好。
二、上部結構改建
在調查研究舊橋的基礎上,經過技術、經濟比較,采用充分利用原橋進行拼寬,利用橋臺將拱式結構改為板式結構的加固方法,使其滿足超限運輸要求。
(一)拼寬原橋
對驗算不能滿足超限運輸要求的舊橋,經技術經濟比較后,按實際通過的超限運輸荷載設計拼寬橋梁,以確保超限運輸安全。
(二)利用原橋臺改拱式結構為板式結構
對于小跨徑石拱橋,由于拱圈厚度不能滿足超限運輸要求或因地基較差發生不均勻沉降,致使拱圈開裂,降低承載能力,可采用此辦法。
三、舊橋下部結構加固
橋臺特別是高度較大的橋臺,受行車荷載和土壓力作用,常見病害有橋臺開裂、凸肚,翼墻外崩、開裂、錯位等。對于跨徑較小,水流不大的石拱橋,我們采用在橋跨內加鋼筋混凝土框架進行加固。
四、舊橋基礎加固
橋梁基礎特別是天然地基上的淺基礎,由于埋置深度較淺,易受河水沖刷而淘空。受河水改道沖刷橋梁引道,導致橋臺基礎沖空,引道被毀。橋梁地基局部軟弱,致使橋臺發生不均勻沉降,引起橋臺開裂等。針對以上病害,我們采取對河床用漿砌片石進行鋪砌,上游河床設置丁壩,打木樁擴大橋臺基礎等方法進行加固。
對于跨徑較小的橋梁,由于河水改道,洪水直接沖刷橋臺基礎,導致基礎沖空甚至掉腳,可采取在橋跨范圍內滿鋪15號片石混凝土的方法進行加固,鋪砌厚度為30 cm,鋪砌兩端設置截水墻,截水墻的深度為1m,寬度為0.6m。采用該法共加固橋涵8座。對于橋梁上游河床變遷、水流改道,洪水直接沖刷橋臺基礎和橋臺引道,導致橋臺基礎沖空、引道被毀的橋梁,采取在橋梁上游適當位置設置丁壩等調治構造物,將河水導入主河道。
五、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,減弱橋梁的橫向整體性;對于石拱橋,由于橋面雨水下滲,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出現滲水現象等;同時由于橋面鋪裝層的破損,引起橋面平整度差,車輛通行時,使橋梁產生震動,對橋梁產生不利影響,同時又加重了橋面鋪裝層的病害。根據橋梁的具體情況,采用不同的加固方法,對于使用年限長、破損嚴重的采用拆除、修復的加固方案。而對于病害較輕,使用年限短,且混凝土強度仍符合設計要求的則先處治病害,在不降低設計荷載標準的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。
六、公路舊橋的管理
加強公路舊橋的管理,并進行維修和加固,使其處于正常的工作狀態,充分發揮舊橋的作用,是公路管理部門的一項主要任務。對于舊橋的超限運輸管理工作具有工期短、要求高、工程量較小、前期工作量大等特點,公路超限運輸一般是為國家或省的重點建設工程服務,我們的經驗是:
對于經常過大件的路段,橋梁進行重點檢查和管理,收集原始檔案材料,掌握其動態;在施工中注意抓重點、制約工程;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驗;充分調動基層單位的積極性,正確處理責、權、利的關系。
筆者認為公路舊橋的維修加固同樣屬于橋梁工程,不能重建輕養,舊橋的加固比新建還難,因為舊橋的維修加固,沒有現成的規范,更沒有可供使用的標準圖,橋梁的病害又錯綜復雜,病害原因難以確定,因此,應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,確保公路運輸的安全。
目前制約舊橋加固工作的主要因素是資金問題,在養路資金緊缺的情況下,投入到舊橋加固上的資金更加有限,為此建議采用以下辦法逐步解決:(1)公路局應加大對大中型橋梁加固資金的投入,并將屬于危橋的小橋納入這個范圍,集中資金重點解決危橋的加固;(2)對于橋梁的小修保養,應納入公路小修保養議標中,特別是實行養路工程費制后,可將各縣(區)局管養的橋梁編入小修保養工程量清單內,對道班不能承擔的項目可安排有專業資質的工程隊施工,公路局加強檢查和考核。
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