公路旧桥的加固利用及新旧桥连接技术研究

贾宝成商丘市公路管理局，河南 商丘 476000

在超载车辆、暴雨大雪及交通量日渐增多的多年影响下，使得为数众多过去修建的桥梁，发生了各种大大小小的病害，如桥面板破损、桥面铺装龟裂损坏、防撞护栏断裂缺损、伸缩缝损坏漏筋、桥头跳车、梁板或拱体裂缝、砼剥落、钢筋锈蚀、墩台断裂位移、锥坡下挫坍塌、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良好状态。这种不良状态，除将大大缩短桥梁的使用寿命之外，有的已经威胁着过往人车的安全而成为危桥，怎样节约工程费用合理安全的利用旧桥成了政府及公路管理部门关注的大事。

1 旧桥加固的常用方法

1.1 塞缝灌浆是一种综合普用的方法

塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥（砂）浆、环氧树脂（砂）浆，通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内，起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍，产生裂缝的原因很多，也很复杂。结构物一旦出现裂缝，其受力截面发生应力重分布，也就意味着受力有效截面变小，结构应力增大，承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满，使力的作用、传递尽可能恢复到原来状态。塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝，灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等，具体采用哪一种，应视实际情况而定。通常水泥（砂）浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝，由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂，采用水泥（砂）浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物，因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小，易灌满，粘结性好；环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。塞缝灌浆的通常做法是：先用1∶1水泥砂浆勾缝，勾缝时须预留直径约6mm～8mm的灌浆孔，孔距视裂缝宽度而定，缝宽处孔距为0.6m～1.0m，缝小处孔距为0.4m～0.6m，待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小，用环氧树脂勾缝，凡大于0.2mm的裂缝都要留孔灌浆，孔距一般为0.25m～0.30m，灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中，商丘市内的S324新桥及潮庄桥就是利用此项方法进行前期加固处理，效果比较理想。

1.2 采用钢筋混凝土框架加固桥台

设计的基本假设：鉴于目前对旧桥做静载试验确定剩余承载力，做出加固方案的可行性不大，固对旧桥盖梁及立柱存在裂缝及漏筋现象的桥梁，考虑先进行裂缝检查处理，然后对立柱植筋增加钢筋网片，对盖梁增加横向预应力筋，已增加各部位的承载能力。

裂缝检查及处理。对下部构建中存在的裂缝的部位，采用裂缝修补胶进行灌注处理，并在实施裂缝灌注前对修补部位裂缝再仔细检查一遍，以便确定修补数量、范围、钻孔孔眼位置及胶液数量等。裂缝处理务必严格遵照《公路桥梁加固施工技术规范》执行。

为增强新老混凝土的结合，新老混凝土的结合面，均应按照下列程序进行：

1）用钢刷清洗老混凝土的表面，将混凝土表面的泥土、灰尘、油污及碎渣清洗干净；

2）用小锤将混凝土表面凿毛，即凿成间距3cm、深5cm的小坑；

3）用清水清洗，用钢刷清洗小坑，将混凝土碎渣全部清除干净；

4）在老混凝土表面上刷一层水泥净浆，其厚度为1mm～2mm。为了增强新老混凝土的粘结力，在配置水泥净浆时，应加入浆液体积10%的丙苯乳液；

5）立即浇注混凝土，要求振捣密室，各部分尺寸满足要求。

为了在植筋过程能保持干燥，故应先植筋，后处理新老混凝土的结合面。植筋工艺：定位-钻孔-清孔-钢筋除锈-锚固胶配制-植筋-固化、保护-检验。

1）定位：植筋钻孔位置若遇到基材上存在的受力钢筋，钻孔位置可适当调整；

2）钻孔：钻孔过程中如遇钢筋应调整孔位避开，孔的表面要有足够的粗糙度，植筋孔的深度要逐个量测，孔径（直径）均比钢筋直径大2mm～4mm（注意由于钻孔过程中，钻头会磨损，直径变小，防止锚固钢筋难以插入，应及时更换钻头和校正孔径）；

3）清孔：钻孔完毕，检查孔深、孔径合格后将孔内粉尘用压缩空气吹出，先用毛刷将孔壁刷净，再以高压干燥空气吹孔，应反复进行3～5次，直至吹去孔底灰尘和碎片，孔内应保持干燥，将孔口临时封闭。若有废孔，清洁后用植筋胶填实。绝对不可以用水清洗植筋孔；

4）灌胶：将植筋胶由孔底灌注至孔深2/3处，待插入钢筋后，胶即充满整个孔洞；

5）植筋：钢筋可采用旋转或手锤击打方式入孔，手锤击打时，一人应扶住钢筋，以避免回弹。锚固胶填充量应保证插入钢筋后周边有少许胶料溢出；

6）固化、保护结构胶，植筋后夏季12小时内不得扰动钢筋，若有较大扰动宜重新植筋。

1.3 利用钢板、碳纤维布及无粘结预应力钢绞线增加横向整体性

民权立交桥因铰缝混凝土松散脱落对下部铁路行车造成了危机安全的隐患，桥板之间的横向连接失效，为增加桥板的横向整体性，故对该桥进行加固处理，第四跨施工方案如下：

1）凿除原有沥青混凝土及桥面铺装层，清除铰缝破损混凝土；

2）空心板需加固铰缝顶底设置横向钢板，间距50cm，铰缝内竖向设置螺杆连接锚固上下钢板，顶底板安装钢板时，涂环氧树脂粘贴，相邻空心板错台不平整时，钢板与板间抹环氧砂浆找平；

3）铰缝内灌注高强无收缩灌浆料，板底部横向粘贴碳纤维布；

4）在桥板顶铰缝两侧植筋，在植筋过程中应避开原空心板中的钢筋及钢绞线，植筋用胶粘剂应采用A级胶，植筋与桥面铺装原有钢筋搭接，已增加桥面铺装与桥板的整体连接。

该桥第一跨利用无粘结预应力钢绞线进行体外横向预应力加固，本桥主跨因下部铁路通车要求，施工时间短暂，固对桥梁底部进行贴碳纤维布，已防止铰缝混凝土掉落影响行车安全。

2 上下行桥梁新旧结合处理

对于旧桥上下行加固改造利用工程，新旧结构连接、新旧材料结合是重点也是难点所在，设计中广泛采用化学植筋连接技术、混凝土界面处理技术及上下行一体化处理等。

2.1 新旧混凝土界面处理技术

新旧混凝土由于收缩、徐变、温度效应不协调以及车辆所产生的疲劳荷载作用，界面会遭到破坏。结合面的抗剪强度不仅与钢筋的多少有关，还与结合面的处理情况有关。

2.2 新旧结构连接技术

桥墩台盖梁、系梁、台身、基础与旧桥部分的连接主要采取下列措施：1）凿除原结构端头混凝土，使主筋出露，与加宽部分主筋对应焊接，直径φ28mm钢筋采用等强镦粗直螺纹钢筋接头，其余钢筋采用双面焊接，焊缝长度满足规范要求；2）在素混凝土内植筋以加强连接，涂抹界面胶以增强粘接力；3）加宽部分混凝土采用干硬性混凝土或掺入微膨胀剂以减少收缩；4）混凝土浇筑后，应加强养护，达到设计强度后再受力。

2.3 上下行桥梁单幅拆除施工

由于商丘市有部分桥梁是60年代修建，路面加宽后为了不影响通车，一般选择上下行分离式桥梁，近几年由于这些老桥不同程度产生桥面铺装损坏，桥面板断裂及立柱盖梁漏筋等情况，在加之上下行桥梁容易在中央花坛处发生交通事故，所以对老桥处理后一般做成整体桥梁，取消了中央花坛，视老桥情况，进行拆除重建或下部加固利用上部桥板更换等措施。

S206商桐线毛堌堆大桥原有上游旧桥部分出现多种病害，损毁严重。现场调查后，经研究决定拆除原有上部构造，在充分利用原有旧桥基础桩基剩余承载力的情况下，对下部基础进行加固改造，提高其承载能力，以满足公路-Ⅰ级荷载要求。改建部分，跨径与原有桥梁相同，桥面全宽9m，上部更换为现浇混凝土板，下部和基础为立柱接扩大基础。修建完成后双幅桥合为单幅桥，在新旧桥连接处，凿除旧桥面混凝土铺装50cm，顺桥向埋置长6×17.4m的80×5×9mm角钢，置于桥面铺装钢筋下方并与之焊接，以规范新旧桥连接处造成的纵向裂缝。

3 结论

旧桥加固处理及改造利用对于设计施工而言都是一个需要进一步研究的课题，特别是新技术、新材料、新工艺的应用。因此，全过程配合施工，现场动态跟踪新技术、新材料、新工艺的使用状况，及时发现解决设计遗留问题及施工安全隐患，将设计者的意图贯穿于现场实际操作中，为优质工程提供技术保证。

[1]公路桥涵施工技术规范.

[2]公路工程质量检验评定标准.

[3]公路工程技术标准.

[4]公路桥梁加固施工技术规范.