旧桥拓宽加固的技术方法与实施

郭南华

（福建交通职业技术学院）

随着经济的发展,全国公路运输事业迅猛发展,对道路的等级要求也越来越高,但许多旧桥的设计荷载较低,大多数桥面宽度过小,无法满足目前的交通要求,而重建桥梁费用高,且会引起交通中断,因此迫切需要对其进行改造,桥梁加宽则成为旧桥改造的常用方法。

1 桥梁病害的形成原因

由于作用荷载的随机性,材料强度的离散性,制造与施工质量的分散性,计算假定的近似性,致使在长期使用过程中结构产生病害,其具体原因如下。

（1）原设计荷载偏低,交通发展后车辆荷载过大,桥梁因承载能力不足而产生病害。

（2）结构设计中存在缺陷,如采用桥型结构不当,设计假定不尽合理。（3）桥梁施工质量差,未按设计要求和施工规程实施。（4）不重视桥梁后期养护工作,没有及时消除已产生的病害。

（5）洪水等自然灾害使桥梁产生损坏。

2 桥梁加固的一般流程

在桥梁结构发生病害后,需要采取措施进行加固维修或者更换,桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序,结构可靠性鉴定一加固方案确定一加固设计一施工组织设计一施工一验收。结构可靠性鉴定,主要是对病害结构的病情诊断,加固方案好比处方,加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程,加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程,对于大型结构加固,为确保质量和安全,施工前应编制施工组织设计。

3 旧桥拓宽改建方法

梁桥加宽方式有多种,主要根据不同的桥梁结构形式来决定其连接方式,总体上看,城市桥梁中,上部结构基本为空心板,T梁,箱梁的桥梁等连接方式,从而从结构特性上,一半又分为铰接和钢接两种方式。

（1）城市旧桥加宽需要解决问题。以下问题必须考虑：①混凝土的收缩和徐变。在应力不变的情况下,混凝土应变随时间增长的现象,为混凝土徐变,混凝土在空气中结硬时,体积会减少,这种现象为混凝土收缩。显然新旧桥接在一起时,由于两者的收缩和徐变不一致,新桥的混凝土发生收缩,徐变,会对旧桥产生较大的附加应力。②基础的不均匀沉降。和混凝土的收缩类似,旧桥的基础沉降基本定性,如何考虑和计算新桥的沉降量,保证其定型之后两者再同一高度,是很重要的问题,施工时,既要考虑到桩的沉降量,保证其定型之后再同一高度,是很重要的问题。施工时,既要考虑到桩底沉渣,还要考虑到天然基础等,并进行计算分析,确定基础最终沉降量的大小,采取相应的技术措施。

（2）旧桥加宽后承载力和车速等问题的设计。遵循以下设计方法：采用合理的旧桥加固方式,对旧桥进行加固时为了保证新旧桥的承载能力基本一致,否则新旧桥加宽后,双车道或多车道的功能,会因为旧桥的承载能力而打折后,桥梁的横向刚度对改善结构受力影响显著,即横向刚度越大,原结构承载力能力提高也越大,因此在新桥施工过程中,应注意增大横梁刚度,以期最大程度地提高旧桥承载能力,一般而言,新桥会因为边梁,次边梁有中梁等因素,分担一部分旧桥的承载力,但是必须对旧桥实施横向整体加宽改造,使得两者更协调。

4 旧桥加固技术方法

旧桥加固方法的选择原则。桥梁加固的方法有多种,对于具体的,不同的工程如何选用,应按照以下原则：（1）经济适用性原则,采用加固方案应考虑耗油少,功效快,不中断交通,技术上可行,有较好耐久生等方面的要求。（2）安全美观性原则,补强加固是通过加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载力的措施。

5 旧桥上部结构加固技术

（1）桥面补强层加固法。在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层,一般先凿除旧桥面,使其与原有主梁形成整体,达到增大主梁有效高度,改善桥梁荷载横向分布能力,从而达到提高桥梁的承载能力的目的。

（2）增大截面和配筋加固法。当梁的强度,刚度,稳定性和抗裂性能不足时,通常彩和增大构件截面,增大配筋,提高配筋的加固方法,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力,该法广泛应用于桥梁及拱桥及拱桥拱肋的加固。

（3）锚喷混凝土加固法。借助高速喷射机械,将新混凝土混合料连续的喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上,凝结硬化面形成钢筋混凝土,从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋,加强结构的整体性,使其能承受更大的外荷载作用。

（4）粘贴钢板加固法。当交通量增加,主梁出现承载力不足或出现严重腐蚀的情况时,梁板桥的主梁出现严重的横向裂缝,采用粘结剂及锚栓,将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板代替增设的补强钢筋,达到提高梁的承载力的目的。

（5）增设纵梁加固法。在墩台地基安全性能好,并具有足够承载力的情况下,可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁,新梁与旧梁相连接,共同受力,由于荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布,使原有梁中所受荷载得以减少,由此使加固后的桥梁承载力和刚度得到提高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。

（6）拱圈增设套拱回法。在原主拱圈腹面下增设一层新拱圈,即紧贴原拱圈底面上,浇注或铺喷混凝土新拱圈,外形上就像是在原拱圈下套做了一个新拱圈。

（7）旧桥下部结构加固技术。

①扩大基础加固法。此法适用于基础承载力不足或埋深太浅,而墩台又是砖石或混凝土刚性实休式基础时的情况,扩大基础底面积应由地基强度检算确定。

②增补桩基加固法。当桥梁墩台基底下有软卧层时,墩台发生沉陷,对此采用增补桩基加固法是一种常用而且有效的方法,这种方法是,在桩式基础的周围补加钻孔桩等,以此提高基础的承载力,增加基础的稳定性。

③钢筋混凝土套箍或护套加固法。当桥梁墩台由于基础埋深不够,或因施工质量控制不严等原因,导致墩台开裂时,有时会出现贯通裂缝,可采用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。

④桥台新建辅助档土墙加固法。由于桥台台背水平压力过大,引起桥台倾斜,应在台背之后加建一档墙,以抵御过大的土压力。

⑤墩台拓宽加固法。利用旧桥基础,靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分,以便安装的上部结构,此种情况为只加宽墩台上部的盖梁,墩台身和基础则不需予以加固。

6 旧桥加固的常用方法

6.1 塞缝灌浆法

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,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。

6.2 上部结构加固

（1）拼宽原桥对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁,以确保超限运输安全。

（2）利用原桥台改拱式结构为板式结构对于跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此方法。

（3）下部结构加固。①采用钢筋混凝土框架加固桥台设计。在应用中,取消了钢筋混凝土立柱,仅在桥台上凿出牛腿的位置,将横系梁,支撑梁,牛腿一起现浇成平面支撑框架,这不仅减少了工作量,而且施工方便,采用这种方法加固的桥涵,经过多次实施观察,使用效果良好。②基础加固。由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而掏空,受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁,桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降,引起桥台开裂等,针对以上病害,我们采取对河床用浆砌片石进行角铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩打大桥台基础等方法进行加固。

（4）桥面铺装层的加固。①重视桥面铺装上层的设计和选材。根据铺装上、下层的不同功能和受力状态研究选择合理的沥青混合料组成,并进一步解决铺装层与桥面板的粘结稳定性等问题。②桥面铺装层的加固施工。③清除或刨洗桥梁旧铺装层。④认真清洗旧桥面。E、重铺新桥面。

（5）公路旧桥的管理。①对于经常过大件的路段,应对改路段上的大小桥梁进行重点检查和管理,收集原始档案材料,掌握基动态,针对基技术和承受能力编制相应的加固处理方案,需要报批的及时按程序报批。②在施工中针对其技术严格按照业主已批准的加固方案进行施工,注意抓重点,制约工程。③重视加固工程的原始资料的收集和整理工作,为今后的加固工程积累经验。④充分调动基础单位的积极性,正确处理责、权、利的关系。

7 结束语

旧桥加固和拓宽,根本上是为了适应经济的发展,但在加固和拓宽之前,必须有充分的调研,在进行经济优化分析之后,进行详细的分析设计,如地理条件,旧桥的相关因素,并根据这些而设计不同的拓宽和加固方法,保证新旧桥的安全稳定作用。

[1]陵园广文.关于公路旧桥拓宽设计问题的思考[J].公路交通技术,2004,（6）：72-75.

[2]关士华.市政桥梁整体加宽中的新旧桥协调问题浅析[J].科技资讯,2008,（16）：86.

[3]张哲.城市道路上旧桥拓宽加固设计方法[J].吉林交通科技,2006,（4）：41-43.