简析道路旧桥下部结构维修加固方法

李书芳

（绥芬河市西城投资开发有限公司）

0 引言

随着我国社会经济和交通运输事业的快速发展,过去年代修建于各地城镇和各级公路上的桥梁,负担着十分沉重的交通荷载及繁重的交通量。目前,我国建成的永久性桥梁约在29万座以上,而1982年以前建成的桥梁约13.6万座,大部分却是按1972年以前部颁标准建造。现有桥梁中相当一部分,特别是年代较远的低等级载荷桥,已远远不能满足使用上的要求。鉴于大多带病服务于现代交通运输中的旧桥,因年久失修,主要部位缺陷已逐步凸现的特点,即时对现有桥梁进行全面检查、维修加固,为城市道路安全运营提供保障的工作刻不容缓。

一般情况下造成桥梁破坏的原因主要有：以前设计荷载等级和标准偏低；大交通量和超重车辆的行驶；地质、自然环境条件的变化,包含大气腐蚀、温度、湿度的变化,水流的冲刷、淤积等；材料的疲劳及局限,例如钢材力学性能标准低、水泥的标号低而引起混凝土标号低；施工中存在不足以及施工技术装备的简陋、施工工艺的简单等。

1 旧桥加固前的准备工作

（1）查找旧桥的设计施工图纸,地质钻探资料,施工原始记录,调查原设计荷载标准,基础埋置深度等。

（2）现场勘查旧桥下部构造完整程度,平面几何尺寸的变形,桥面高程的沉降量,裂缝产生部位及裂缝的宽度和长度。

（3）条件许可的情况下进行桥梁荷载试验,对桥梁的现有承载能力做出评价,对大中型桥更有必要。

2 旧桥下部结构加固技术

2.1 旧桥加固的常用方法

桥台、基础增加砌体或混凝土损坏的加固当基础在桥梁自重或车辆荷载作用下地基应力严重不均匀时,桥台或基础混凝土或坊工砌体局部拉应力过大而出现裂缝,若非承载力不足的原因,只需对桥台、基础本身采取凿除、重新浇筑混凝土或塞缝灌缝的办法处理裂缝。

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6～8mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为0.6～1.0m,缝小处孔距为0.4～0.6m。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0.25～0.30m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,通过试载及使用观察,效果较好。

2.2 基础的加固方法

（1）扩大基础加固法

桥梁基础特别是天然地基上的浅基础,由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而淘空。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,采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。扩大基础底面积应由地基强度验算确定。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体式基础时的情况。

（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。施工时在桩式基础的周围补加钻孔桩等,以此提高基础的承载力,增强基础的稳定性。

2.3 墩台的加固方法

（1）采用钢筋混凝土框架加固桥台

桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小,水流不大的石拱桥,采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。如果桥台背填土破坏棱体引起的主动土压力由原桥台承担,框架结构仅承受在破坏棱体范围内布置超重车所引起的主动土压力。施工时,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。采用这种加固的桥涵,经多次实地观察,使用效果良好。如果台背填土破坏棱体引起的主动土压力不由原桥台承担则需加钢筋混凝土立柱。

（2）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。

（3）桥台新建辅助挡土墙加固法

由于桥台台背水平土压力过大,引起桥台倾斜,应在台背之后加建一挡墙,以抵御过大的土压力。

（4）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加固。

总结以上方法桥梁下部结构的加固,主要分为基础增大砌体或混凝土损坏的加固、基础承载力不足的加固及基础周围支撑环境改变的加固三种类型。

3 结束语

旧桥维修与加固是个系统工程,它能大量节约社会资源,又因桥梁病害的不同而决定加固方法的不同。因此加固前必须对桥梁进行全面的检查检测,必要时还要进行荷载试验,找出问题,制定出切实可行的方案后再组织实施。同时要不断学习及引进新技术、新工艺,桥梁的维修加固是当今桥梁界的重要科研课题,先进的加固技术不断出现。一项先进的施工技术和方法,不但可以提高工作效率,而且可以使加固更可靠、更持久。加之旧桥加固是一个技术性强、危险性高的工作,所以决定了旧桥加固工作必须是一支技术全面施工管理水平高的施工专业施工队伍来完成。加固方案的选择对于加固的效果有着直接的影响,桥梁的经常性检测又为桥梁病害的早期发现提供保证。

[1]公路旧桥加固成套技术及工程实例[M].北京：人民交通出版社,2007.

[2]城市桥梁养护技术规范（CJJ99-2003）[D].中国建筑工业出版社,2004.

[3]城镇道路桥梁设计规范[M].中国建筑工业出版社、中国计划出版社,2008.

[4]城镇道路桥梁施工规范[M].中国建筑工业出版社、中国计划出版社,2008.