引 言:桥梁是公路交通的咽喉,其使用功能的好坏直接影响整条线路的畅通。现役桥梁中,由于设计荷载普遍较低,钢筋混凝土材料强度低,且钢筋含量普遍偏少,以致安全储备低,并且经多年超负荷使用,致使桥梁存在严重的病害,降低了桥梁的现有承载力。因此,加固、维修提高旧桥承载力、延长旧桥使用年限成为交通建设的重要工作。
1 旧桥加固的必要性
随着我国社会经济和交通运输事业的快速发展,过去建于各级公路上的桥梁,负担着繁重的交通量。由于当时社会发展缓慢,缺乏前瞻和预见,桥梁投入运营使用之后,运营管理长期滞后,运营车辆长期普遍超载以及严重超载未得遏制,使得不少公路桥梁,在外界环境多年影响下,产生了各种不同程度的病害,如桥面破损、栏杆断裂、伸缩缝损坏、桥头跳车、梁板或拱体裂缝、砼剥落、钢筋钢索锈蚀、钢结构裂纹锈烂、墩台断裂位移、挡墙倾斜错位、锥坡下挫坍塌、墩台基底冲空、桥头路基冲塌、河床护底冲翻以及河道被冲刷严重变迁而危及桥头路基等,已经破坏了桥梁的正常使用状态。这种不良状态,除将使得桥梁的交通功能无法很好发挥外,有的已威胁到过往人车的安全,危旧桥问题已经成为公路管理部门必须关注的问题。
这些旧桥具有承受荷载等级低、使用年限已经久的特点,病害较多,按桥梁技术状况来评定大多属三类或四类桥梁。随着我国经济的大力发展和交通量不断增大,这些旧桥目前的荷载承载能力已远远不能满足现代公路运输的需求。因旧桥数量众多,若重新修建所需投入资金较大,同时也不现实。因此通过加固的方法,提高它的承载能力,确保交通运输安全是目前我们所面临的首要任务。
2 旧桥上部结构加固技术 2.1 加铺钢筋混凝土层
该方法一般先凿除旧桥面,在梁顶上加铺一层钢筋混凝土,使其与原有结构形成整体,增大主梁有效高度、改善桥梁荷载横向分布能力,从而达到提高桥梁承载能力的目的。
2.2 增大截面和配筋
当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时,通常采用增大构件截面、增大配筋的方法加固,这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸增配主筋,提高梁的有效高度和抗弯强度,从而提高桥梁的承载能力。
2.3 锚喷混凝土
该方法借助喷射机械将新混凝土喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上,待新混凝土凝结硬化后形成整体,从而增大桥梁的受力断面,加强结构的承载力和整体性。
2.4 粘贴钢板
当交通量增加,主梁承载力不足或出现严重腐蚀的情况时会有大量横向裂缝产生。此时可将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板代替增设的补强钢筋,达到提高承载力的目的。
2.5 增设纵梁
在墩台地基承载力足够且安全的情况下,可采用增設承载力高和刚度大的新纵梁,分担原有梁中所受荷载。当增设的纵梁位于主梁的一侧或者两侧时,则兼有加宽作用。
2.6 拱圈增设套拱
加固拱桥可在原主拱圈腹面下部增设一层新拱圈,即紧贴原拱圈底面上浇注或锚喷混凝土新拱圈,以期分担旧拱承受的部分荷载达到加固的目的。
3旧桥下部结构加固技术
桥梁墩台基础在使用过程中,由于过桥车辆荷载的加重以及自然作用的影响,会使基础产生沉陷、墩台出现倾斜和过大的裂缝。为此,往往应根据墩台基础不同的损坏程度,不同的结构情况进行维修加固,以确保行车安全,延长桥梁使用寿命。
3.1套箍或护套
在桥梁墩台出现裂缝后,为防止裂缝的继续发展,可用钢筋混凝土围带或粘贴钢板进行加固。当墩台损坏严重,如有严重裂缝及大面积表面破损、风化和剥落时,则可采用围绕整个墩台设置钢筋混凝土护套的方法进行加固。
3.2 桥台滑移倾斜的处理
对于桥台倾斜滑移的处理,一般应根据桥台与土压力的不同相互关系及位置选用不用的处理方法,具体如下:(1)支撑法加固;(2)新建辅助挡土墙加固;(3)减轻荷载。
3.3人工地基
当基础下面的地基松软,不能承受很大荷载,或上层土虽好,但深层土质不良引起基础沉陷时,可采用人工地基加固以改善提高基础的承载能力。
3.4 扩大基础
该方法适用于基础承载力不足或埋置太浅,而墩台又是圬工或混凝土刚性实体基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度验算确定。
3.5 增补桩基
该方法适用于原基础为桩基的情况,在原桩基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩并扩大原承台,以此提高基础承载力、增加基础稳定性。
3.6 高压喷射注浆
该方法一般都是在墩台基础的襟边或底版下钻孔,施喷成圆桩体,并和原地基连成整体,增加地基的承载力,达到加固的目的。
3.7 灌浆
灌浆法是指利用液压,气压或化学原理通过注浆管把浆液均匀地注入桥梁地基中,赶走土粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置将原来松散的土粒或裂隙胶成一个整体,形成一个新的结构整体。
4 公路旧桥的管理方法探析 4.1 公路旧桥日常管理的策略
对于旧桥的运输管理及维护,总结近些年来的经验如下:(1)进行完善的交通量调查与统计建立桥梁动态档案,对桥梁进行安全性评估,确定桥梁的健康状态;(2)针对危机桥梁安全的问题进行对策分析,制定行之有效的管理策略;(3)对超载、超限车辆进行严厉打击,制定长效防范机制;(4)对已制定加固方案的应严格执行,并重视加固原始资料的收集与整理,为以后的加固积累经验;(5)充分调动基层单位的积极性,正确处理责、权、利的关系;(6)公路旧桥
的维修加固不能重建轻养,而应该做到建、养并重,应充分重视公路旧桥的管理工作,加大资金投入,使其保持良好的工作状态,确保公路运输的安全。
4.2 公路旧桥加固的建议
目前制约旧桥加固工作的主要因素是资金问题,在养路资金紧缺的情况下,投入到旧桥加固上的资金更加有限,除大桥外小桥的病害也比较严重,对小桥的维修、加固也需要投入大量的资金,为此建议采用以下办法逐步解决:(1)省一级主管部门应加大对大中型桥梁加固资金的投入,并将属于危桥的小桥纳入这个范围,集中资金重点解决危桥的加固;(2)对于桥梁的小修保养,应纳入公路小修保养议标中,特别是实行养路工程费制后,可将各段管养的桥梁编入小修保养工程量清单内,对站(所)不能承担的项目,可安排段工程队施工,总段加强检查和考核;(3)加强桥梁日常养护及路政管理工作,对桥梁的缺陷和局部损坏应及时处治,应依法禁止在桥位处采挖砂石、淘金、取土以及倾倒垃圾、污物、修筑堤坝等行为,以免造成桥梁基础冲刷、外露而降低桥梁承载力,以及河床压缩而影响桥梁的泄洪能力及使用安全。
5 结束语
总之,公路老桥的维修加固同样属于桥梁建设工程,不能重建轻养,老桥的加固往往比新建还难,因为老桥的维修加固,没有现成的规范,更没有可供使用的标准图集,桥梁的病害又错综复杂,病害原因难以确定。因此,应充分重视公路老桥的管理工作,加大资金投入,使其保持良好的工作状态,确保公路运输的安全。
参考文献:
[1]刘真岩. 旧桥维修加固施工方法与实例[M]. 北京:人民交通出版社,2005. [2]刘来君. 桥梁加固设计与施工技术[M]. 北京:人民交通出版社,2004. ? [3]陈开利. 桥梁工程鉴定与加固手册[M]. 北京:人民交通出版社,2005.
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