装配式旧桥桥面铺装的调查分析与加固改造

【摘 要】通过调查发现装配式旧桥桥面铺装普遍损坏严重，进一步分析了装配式旧桥桥面铺装普遍损坏严重的内因，并结合工程实例提出了加固改造方案，改造效果良好，结论是装配式旧桥桥面铺装加固改造要强化主梁之间的联系、桥面铺装混凝土与主梁混凝土要形成一体、增加桥面铺装混凝土的厚度以及增加横向配筋。

【关键词】装配式旧桥；桥面铺装；加固改造

【Abstract】Through the survey found assembled the old bridge deck pavement widespread serious damage， further analysis of the assembled old bridge deck pavement widespread serious damage to internal factors， combined with engineering examples presented Retrofitting program， the transformation to good effect， the conclusion is assembled old bridge pavement reinforcement to strengthen the links between the main girder， concrete girder bridge deck concrete to form a whole， increasing the thickness of the concrete bridge deck and increase the lateral reinforcement.

【Key words】Prefabricated old bridge；Bridge deck；Retrofitting

1. 前言

（1）随着国民经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高，社会物资的快速流通，社会车辆飞速增加。公路运输的车流量逐年增加，车辆载重、车辆轴重也不断增大。我国原有的道路都进行了改造和提升，如果对道路上不能满足当前荷载等级要求的桥梁，都拆除重建，不仅要耗费大量资金，工期也较长，而且影响当前的交通运营，给当地经济发展造成很大影响，所以对改造路线中的桥梁进行加固与改造，成了我国公路桥梁建设中的一个重要问题。

（2）在近几年的路网改、扩建过程中，针对路网中的旧桥进行了深入调查与研究。根据实际调查除少数桥梁因河水冲刷需对桥基进行加固处理外，多数桥梁的下部结构都没有大的病害，除部分桥梁上部结构是因设计标准低不能满足当前交通运输要求外，多数病害发生在桥面铺装上。桥面铺装出现病害后，对桥的梁板结构造成严重破坏，桥梁的使用寿命和功能也受到了严重影响。

（3）桥面铺装是指为保护桥面板和分布车轮的集中荷载，用沥青混凝土、水泥混凝土、高分予聚合物等材料铺筑在桥面板上的保护层。又称车道铺装，其作用是保护桥面板防止车轮或履带直接磨耗桥面板，保护主梁免受雨水侵蚀，并借以分散车轮的集中荷载。常用的桥面铺装有水泥混凝土，沥青混凝土两种铺装形式。在不设防水层的桥面上，也有采用防水混凝土铺装的。

2. 装配式板桥桥面铺装调查与破坏原因的分析

（1）在调查中发现装配式空心板桥数量很多，旧桥的桥面铺装层厚度多数为8cm～10cm厚的钢筋混凝土，铺装层设置单层钢筋网，直径为φ6或φ8的光圆钢筋，钢筋间距为15cm ～20cm，且与桥梁板均无连接筋。旧空心板桥多为小企口缝空心板，板与板间没有连接钢筋，桥梁整体性较差。桥面上部的常见病害有：铺装层破碎、漏筋、空心梁板受雨水侵蚀、形成空心板单板受力，直至造成断板而发生安全事故。

（2）小企口缝的空心板桥，板与板间因未有钢筋连接，梁板没有形成整体结构，车轮的集中荷载全靠8cm～10cm厚的钢筋混凝土桥面铺装分散传递给各块梁板。由于梁板间没有相互连接，桥面铺装一旦出现病害，车轮的集中荷载就不能均布分散到各块梁板上，就会集中作用在一块或两块梁板上，这样就形成了单板受力的现象，单板受力对梁板的破坏性很大，梁板很容易裂缝或断板。同时由于桥面铺装的破坏至使梁板受雨水侵蚀，更加快了梁板的损害速度。

3. 装配式板桥桥面铺装加固改造

针对空心板桥出现的病害情况，空心板桥上部结构加固改造应达到两个目标：一是要让各块梁板之间 “牵手”形成共同承担外来荷载的受力形式；二是加厚桥面铺装，并将铺装与已“牵手”的梁板相互连接，进一步加强桥梁的整体，形成更好的均布分散车轮集中荷载的受力方式及更好的保护梁板不受外部环境的侵害。为了达到上述目的，对小企口空心板、薄铺装层的旧桥改造方案为：凿除老桥面铺装及企口缝混凝土，将空心板上边缘混凝土凿除至露出钢筋，将相邻板钢筋加连接筋焊接在一起，用细石混凝土重新浇筑企口缝。然后在空心板上梅花状钻孔植入钢筋，将植入的钢筋与桥面铺装钢筋邦扎在一起，植入钢筋同时起到架立筋和连接筋的作用，桥面铺装设双层钢筋网，直径为Ф12的带肋钢筋，钢筋间距为15cm，然后铺筑15或20cm厚的C40防水混凝土桥面铺装。

4. 工程案例

2010年进行加固改造的一个不同年代建造的、两幅结构形式也不同的桥梁上部结构，通过桥面铺装与梁板的刚性连接，使桥面铺装与梁板形成刚性整体结构共同承担外来荷载的成功案例。

4.1 项目概况。

（1）S330逍白线焦赞桥位于平顶山叶县境内，桩号为K112+434，桥梁全长65m，全宽14.25m，桥面净宽13.25m。焦赞桥为不同时期建造的双曲拱桥和空心板桥，由两幅桥组成，南侧半幅为空心板桥，北侧半幅为双曲拱桥，为拱、板结构合并而成。

（2）空心板桥建于1999年，桥梁共5孔，跨径为5×11m，全长65m，其上部结构为11m空心板梁，下部结构为桩柱接盖梁结构。双曲拱桥建于1969年，桥梁共5孔，跨径为5×10m，全长65m，双曲拱桥的上部结构为6肋5波双曲拱（5×1.2+6×0.2=7.2m），下部为实体式墩、台，条形扩大基础。

4.2 项目的病害调查。

经检测，该桥南半幅和北半幅桥均存在一定的病害和安全隐患，这些病害有加速发展的趋势，具体病害为：

4.2.1 南侧半幅空心板桥。

（1）桥面铺装网裂，纵向开裂严重，铺装层破碎，桥面渗水严重。

（2）桥梁企口缝混凝土破碎，吊缝及企口缝混凝土脱落，桥梁底部边缘啃边现象严重，桥梁存在严重单板受力。在超重车辆的作用下，桥板挠度过大，桥梁有比较明显的震动感，随时断板的可能。

4.2.2 北侧半幅双曲拱桥。

（1）主拱肋原设计标准较低，混凝土局部破损，拱肋钢筋有锈蚀，拱圈承载力下降。

（2）拱波顶部存在纵向裂缝，双曲拱横向连接较差，拱桥整体性能差。

（3）拱顶桥面为沥青混凝土桥面，桥面网裂坑槽严重，桥面渗水，行车对桥主体的震动较大。

（4）两幅桥没有连接，两幅桥间桥面啃边现象严重，桥面渗水严重，外观形象差，行车不舒适。

4.3 桥面加固改造方案。

该桥河床较深，修建施工便道困难，投资费用很大，桥梁下部基本完好。所以对该桥梁采用加固改造，不进行简单的拆除重建方法，以达到节约、实用、环保、节能、施工方便，快捷安全的目标。

（1）在双曲拱桥的拱波内布置钢筋，浇注C40细石混凝土，把双曲拱桥变为钢筋混凝土拱桥，使原桥的承载能力达到公路Ⅱ级标准。

（2）对原双曲拱桥的下部墩台进行冲洗，凿除松动的砂浆，并用M15砂浆粉刷抹面，防止砌体进一步风化，确保砌体外观整齐美观。

（3）凿除破碎的拱上旧桥面30cm厚，采用C30水泥混凝土进行浇注垫层，垫层上设置连接的锚固钢筋。

（4）在垫层上设置双层连续钢筋网，浇注20cm厚C40防水水泥混凝土桥面铺装。

在以上工作完成且养生期达到后，可通车进行南半幅桥梁的施工。

（5）凿除老桥面铺装及企口缝混凝土，将空心板上边缘混凝土凿除至露出钢筋，将相邻板钢筋加连接筋焊接在一起。然后在空心板上梅花状钻孔植入钢筋，将植入的钢筋与桥面铺装钢筋邦扎在一起，植入钢筋同时起到架立筋和连接筋的作用，桥面铺装设双层钢筋网，直径为Ф12的带肋钢筋，间距为15cm，然后铺筑20cm厚的防水水泥混凝土桥面铺装。

（6）将相邻梁板间的企口缝用吹风机将粉尘吹净，C40钢纤维细石混凝土重新浇筑。

（7）空心板上梅花状钻孔植入钢筋；凿毛并冲洗桥面板。

（8）在原桥板上设置双层钢筋网，将植入钢筋与桥面铺装钢筋邦扎在一起。

（9）在原桥面上浇注20cmC40防水水泥混凝土桥面铺装。

（10）对两幅拱、板结构桥的桥面铺装横向钢筋进行焊接，焊接长度不小于12cm（单面焊），并适当加强两幅间连接筋的密度，使拱、板两种不同的受力结构在铺装系形成一个刚性整体连接。

4.4 改造效果：

（1）经济效果。

该桥若拆除重建，因河床较深，新建修建临时便桥费用较大，且老桥下部坚固，拆除难度大，拆除费用也较大，再加上新建桥费用，经估算需投资310万元，但该桥改造费用为140万元，节约投资170万元。

（2）施工工期。

该桥若拆除重建建设工期最短为12个月，而改造工期仅为3个月，工期缩短了3倍。

（3）使用效果。

该桥于2010年8月施工完毕并投入使用，经4年多的使用桥面铺装完好，整体桥梁受力均匀，目前运营良好，而很多桥梁的铺装层使用寿命仅为3～5年。

5. 结论

装配式旧桥桥面铺装加固改造一般应采取如下措施：

（1）主梁设置横向连接钢筋；

（2）主梁顶种植钢筋；

（3）增加桥面铺装混凝土的厚度；

（4）增加布置桥面铺装横向钢筋。

参考文献

[1] JTG/T J22-2008 公路桥梁加固设计规范.

[2] JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范.

[3] JTG/T F50-2008 公路桥涵施工技术规范.

[文章编号]1619-2737（2015）06-20-647

[作者简介] 毛翠荣（1964-），女，籍贯：河南叶县人，学历：本科，职称：高级工程师，长期从事公路工程技术与管理工作。