過去修建於各地城鎮和各級公路上的橋梁,負擔著十分沉重的交通荷載及交通量。公路橋梁所承受的負荷有三個特點:一是交通量不斷增大;二是重型車輛增加及超載現象嚴重;三是超限運輸的出現和增加。按現在橋梁和運輸狀況,橋qiao梁liang的de承cheng載zai能neng力li和he通tong過guo的de車che輛liang荷he載zai是shi公gong路lu與yu運yun輸shu的de矛mao盾dun之zhi一yi。由you於yu當dang時shi社she會hui發fa展zhan較jiao緩huan,缺que乏fa前qian瞻zhan和he預yu見jian,橋qiao梁liang投tou入ru運yun營ying使shi用yong之zhi後hou,運yun營ying管guan理li的de長chang期qi滯zhi後hou,管guan養yang製zhi度du建jian設she和he隊dui伍wu建jian設she長chang期qi被bei忽hu視shi,運yun營ying車che輛liang長chang期qi普pu遍bian超chao載zai和he嚴yan重zhong超chao載zai未wei得de遏e製zhi,橋qiao梁liang的de技ji術shu狀zhuang態tai未wei得de到dao及ji時shi、細致的觀測掌握。在寒冬酷暑、暴雨烈日、洪水衝刷、車船撞擊的多年影響下,使得為數眾多的農用、公路及城市橋梁,發生了各種大大小小的病害,如橋麵破損、欄杆斷裂、伸縮縫損壞、橋頭跳車、梁板或拱體裂縫、混凝土剝落、鋼筋鋼索鏽蝕、鋼結構裂紋鏽爛、墩台斷裂位移、擋牆傾斜錯位、錐坡下挫坍塌、墩台基底衝空、橋頭路基衝塌、河床護底衝翻以及河道被衝刷嚴重變遷而危及橋頭路基等,已經破壞了橋梁的正常良好狀態。大大縮短橋梁的使用壽命。
這些橋梁具有荷載等級低、使用年限長的特點。從技術資料分析,大多數橋梁存在:①不明基底地質;②不明基礎深度;③不明隱蔽部分的尺寸。從橋梁技術狀況分析,由於河床屢遭洪水衝刷,河床底部加深,橋梁墩台基礎外露、衝空,產生不均勻沉降,導致橋台、拱圈產生附加應力而出現開裂,有的甚至出現開合現象;有的橋梁由於橋台較高,受行車及台後土壓力的作用,橋台出現開裂、凸肚等病害;橋麵混凝土鋪裝層由於使用時間長加之重車作用,導致開裂、剝落等病害。按橋梁技術狀況來評定大多屬三類橋梁。
舊橋加固,提高舊橋的承載能力,確保交通運輸的安全是目前和今後麵臨的任務。本文按橋梁的組成部分介紹橋梁的加固方法。
1、舊橋上部結構加固技術
1.1橋麵補強層加固法
在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層,一般先鑿除舊橋麵,使其與原有主梁形成整體,達到增大主梁有效高度、改善橋梁荷載橫向分布能力,從而達到提高橋梁的承載能力的目的。
1.2增大截麵和配筋加固法
當梁的強度、剛度、穩定性和抗裂性能不足時,通常采用增大構件截麵、增大配筋、提高配筋率的加固方法,這種方法是在梁底麵或側麵加大尺寸、增配主筋、提高梁的有效高度和抗彎強度,從而提高橋梁的承載力。該法廣泛應用於橋梁及拱橋及拱橋拱肋的加固。
1.3錨噴混凝土加固法
借助高速噴射機械,將新混凝土混合料連續的噴射到已錨固好鋼筋網的受噴麵上,凝結硬化麵形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力斷麵和補強鋼筋,加強結構的整體性,使其能承受更大的外荷載作用。
1.4粘貼鋼板加固法
當交通量增加,主梁出現承載力不足或出現嚴重腐蝕的情況時,梁板橋的主梁會出現嚴重的橫向裂縫。采用粘結劑及錨栓,將鋼板粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位,使其與結構形成整體,以鋼板代替增設的補強鋼筋,達到提高梁的承載力的目的。
1.5增設縱梁加固法
zaiduntaidijianquanxingnenghao,bingjuyouzugouchengzailideqingkuangxia,kecaiyongzengshechengzailigaohegangdudadexinzongliang,xinliangyujiuliangxianglianjie,gongtongshouli。youyuhezaizaixinzengzhulianghoudeqiaoliangjiegouzhongzhongxinfenbu,shiyuanyouliangzhongsuoshouhezaideyijianshao,youcishijiaguhoudeqiaoliangchengzailihegangdudedaotigao。dangzengshedezongliangweiyuzhuliangdeyicehuozheliangceshi,zejianyoujiakuanzuoyong。weibaozhengxinjiuhunningtunenggougongtongzuoyong,bixuzhuyizuohaoxinjiuliangzhijiandehengxianglianjie。
1.6拱圈增設套拱加固法
在原主拱圈腹麵下增設一層新拱圈,即緊貼原拱圈底麵上,澆注或錨噴混凝土新拱圈,外形上就像是在原拱圈下套做了一個新拱圈。
2、舊橋下部結構加固技術
2.1擴大基礎加固法
此法適用於基礎承載力不足或埋深太淺,而墩台又是磚石或混凝土剛性實體式基礎時的情況。擴大基礎底麵積應由地基強度驗算確定。
2.2增補樁基加固法
當橋梁墩台基底下有軟臥層時,墩台發生沉陷;對此采用增補樁基加固法是一種常用而且有效的方法。這種方法是:在樁式基礎的周圍補加鑽孔樁等,以此提高基礎的承載力,增強基礎的穩定性。
2.3鋼筋混凝土套箍或護套加固法
當橋梁墩台由於基礎埋深不夠,或因施工質量控製不嚴等原因,導致墩台開裂時,有時會出現貫通裂縫,可采用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進行加固。
2.4橋台新建輔助擋土牆加固法
由於橋台背水平土壓力過大,引起橋台傾斜,應在台背之後加建一擋牆,以抵禦過大的土壓力。
2.5墩台拓寬加固法
利用舊橋基礎,靠墩台蓋梁挑出懸臂加寬部分,以便安裝的上部結構。此種情況為隻加寬墩台上部的蓋梁、墩台身和基礎則不需予以加固。
3、舊橋加固的常用方法
3.1塞縫灌漿是一種綜合普用的方法
塞縫灌漿是把按一定比例配製的水泥(砂)漿、環氧樹脂(砂)漿,通過噴漿機按一定壓力灌入結構物縫隙內,起到填塞裂縫、避免鋼筋鏽蝕並提高結構整體強度的作用。裂縫在橋梁病害中較為普遍,產生裂縫的原因很多,也很複雜。結構物一旦出現裂縫,其受力截麵發生應力重分布,也就意味著受力有效截麵變小,結構應力增大,承載能力降低。塞縫灌漿是用膠結材料把結構的裂縫填滿,使力的作用、傳遞盡可能恢複到原來狀態。塞縫灌漿一般用於處理橋梁上、下部結構裂縫,灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環氧樹脂漿、環氧樹脂砂漿等,具體采用哪一種,應視實際情況而定。通常水泥(砂)漿用於石砌墩、台和拱圈裂縫,由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂,采用水泥(砂)漿造價低、效果好。環氧樹脂漿一般用於鋼筋混凝土結構物,因為鋼筋混凝土構件產生的裂縫較小,易灌滿,粘結性好;環氧樹脂砂漿多用於橋麵裂縫。塞縫灌漿的通常做法是:先用1:1水泥砂漿勾縫,勾縫時須預留直徑約6~8mm的灌漿孔,孔距視裂縫寬度而定,縫寬處孔距為0.6~1.0m,縫小處孔距為0.4~0.6m。待勾縫砂漿達到一定強度後即可灌漿。鋼筋混凝土梁的裂縫較小,用環氧樹脂勾縫,凡大於0.2mm的裂縫都要留孔灌漿,孔距一般為0.25~0.30m,灌漿方法與灌水泥漿大致相同。在公路舊橋加固中,塞縫灌漿是綜合處治的方法之一,用得比較普遍,通過試載及使用觀察,效果較好。
3.2上部結構加固
上部結構加固改建在調查研究舊橋的基礎上,經過技術、經濟比較,采用充分利用原橋進行拚寬,利用橋台將拱式結構改為板式結構的加固方法,使其滿足超限運輸要求。
⑴拚寬原橋對驗算不能滿足超限運輸要求的舊橋,經技術經濟比較後,按實際通過的超限運輸荷載設計拚寬橋梁,以確保超限運輸安全。
⑵利用原橋台改拱式結構為板式結構對於小跨徑石拱橋,由於拱圈厚度不能滿足超限運輸要求或因地基較差發生不均勻沉降,致使拱圈開裂,降低承載能力,可采用此辦法。
3.3舊橋下部結構加固
橋台特別是高度較大的橋台,受行車荷載和土壓力作用,常見病害有橋台開裂、凸肚,翼牆外崩、開裂、錯位等。對於跨徑較小,水流不大的石拱橋,我們采用在橋跨內加鋼筋混凝土框架進行加固。由於橋台太高,且位於長距離的高路堤縱坡上(橋麵縱坡達5.5%),在行車和土壓力的共同作用下,使兩岸橋台和靠那發岸拱腳開裂。
3.3.1采用鋼筋混凝土框架加固橋台
設計的基本假設:鑒於尚在維持正常的交通運輸的橋,台背填土破壞棱體引起的主動土壓力由原橋台承擔,框架結構僅承受在破壞棱體範圍內布置超重車所引起的主動土壓力。在後來的應用中,取消了鋼筋混凝土立柱,僅在橋台上鑿出牛腿的位置,將橫係梁、支撐梁、牛腿一起現澆成平麵支撐框架,這不僅減少了工作量,而且施工方便。采用這種方法加固的橋涵,經多次實地觀察,使用效果良好。
3.3.2橋梁基礎特別是天然地基上的淺基礎加固
由於埋置深度較淺,易受河水衝刷而淘空。受河水改道衝刷橋梁引道,導致橋台基礎衝空,引道被毀。橋梁地基局部軟弱,致使橋台發生不均勻沉降,引起橋台開裂等。針對以上病害,我們采取對河床用漿砌片石進行鋪砌,上遊河床設置丁壩,打木樁擴大橋台基礎等方法進行加固。
⑴防治橋台基礎衝刷對於跨徑較小的橋梁,由於河水改道,洪水直接衝刷橋台基礎,導致基礎衝空甚至掉腳,可采取在橋跨範圍內滿鋪15號片石混凝土的方法進行加固,鋪砌厚度為30cm,鋪砌兩端設置截水牆,截水牆的深度為1m,寬度為0.6m。對於橋梁上遊河床變遷、水流改道,洪水直接衝刷橋台基礎和橋台引道,導致橋台基礎衝空、引道被毀的橋梁,采取在橋梁上遊適當位置設置丁壩等調治構造物,將河水導入主河道。
⑵擴大基礎加固法:采用擴大基礎進行加固,具體做法:揭神線處的欄板橋為一孔5m石拱橋,建於1940年,橋寬6.0m,1978年用鋼筋混凝土梁板在左、右兩側各拚寬3.0m,拚寬的3.0m中,一半作為行車道,另一半作為人行道。該橋三岔口岸左半部分橋台開裂,裂縫為上寬下窄,經分析此病害係地基軟弱所至,經調查,此處原是深水塘,為減小基底應力,采用擴大基礎進行加固,具體做法:①挖除橋台前的淤泥,深度與原基礎高度相同;②在基底打入4m長的木樁,木樁按梅花型布置;③在木樁頂鋪墊25cm厚的碎石;④澆築20號混凝土基礎,新舊基礎間采用錨固鋼筋聯係,使其共同受力。
①挖除橋台前的淤泥,深度與原基礎高度相同;
②在基底打入4m長的木樁,木樁按梅花型布置;
③在木樁頂鋪墊25cm厚的碎石;
④澆築20號混凝土基礎,新舊基礎間采用錨固鋼筋聯係,使其共同受力。
3.4橋麵鋪裝層的加固
橋麵鋪裝層開裂或剝離等病害,縱觀有限元計算結果分析可知,在鋪裝層結構厚度一定的情況下,鋪裝層的模量比對鋪裝層的受力狀態影響很大。
3.4.1重視橋麵鋪裝上層的設計和選材
如(ru)果(guo)沿(yan)用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)路(lu)用(yong)瀝(li)青(qing)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)材(cai)料(liao)設(she)計(ji)方(fang)法(fa),鋪(pu)裝(zhuang)上(shang)層(ceng)總(zong)是(shi)處(chu)於(yu)不(bu)利(li)的(de)受(shou)力(li)狀(zhuang)態(tai),承(cheng)受(shou)著(zhe)較(jiao)大(da)的(de)反(fan)複(fu)拉(la)應(ying)力(li),往(wang)往(wang)在(zai)橋(qiao)麵(mian)板(ban)的(de)加(jia)勁(jin)部(bu)件(jian)(直腹板、橫隔板)的(de)頂(ding)部(bu)產(chan)生(sheng)開(kai)裂(lie),導(dao)致(zhi)鋪(pu)裝(zhuang)上(shang)層(ceng)出(chu)現(xian)早(zao)期(qi)破(po)壞(huai),這(zhe)也(ye)與(yu)實(shi)際(ji)橋(qiao)麵(mian)鋪(pu)裝(zhuang)層(ceng)的(de)損(sun)壞(huai)情(qing)況(kuang)基(ji)本(ben)吻(wen)合(he),重(zhong)視(shi)橋(qiao)麵(mian)鋪(pu)裝(zhuang)上(shang)層(ceng)的(de)設(she)計(ji)和(he)選(xuan)材(cai)使(shi)其(qi)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)變(bian)形(xing)能(neng)力(li)以(yi)抵(di)抗(kang)疲(pi)勞(lao)開(kai)裂(lie),對(dui)預(yu)防(fang)鋪(pu)裝(zhuang)層(ceng)的(de)早(zao)期(qi)損(sun)壞(huai)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)意(yi)義(yi)。所(suo)以(yi),對(dui)於(yu)橋(qiao)麵(mian)鋪(pu)裝(zhuang)體(ti)係(xi)來(lai)說(shuo),需(xu)要(yao)采(cai)用(yong)性(xing)能(neng)更(geng)加(jia)優(you)良(liang)的(de)複(fu)合(he)改(gai)性(xing)瀝(li)青(qing),根(gen)據(ju)鋪(pu)裝(zhuang)上(shang)、下層的不同功能和受力狀態研究選擇合理的瀝青混合料組成,並進一步解決鋪裝層與橋麵板的粘結穩定性等問題。
3.4.2材料、結構和施工這三個要素中,材料是最為活躍的因素
yinweijuedingliqinghunheliaolixuexingnengdeyuancailiaoyijihunheliaodezuchengjiegoujuyouhendadexuanzexing,puzhuangcengdemoliangbiqujueyucailiaodezuchengsheji。yinci,zaimanzupuzhuangcengluyongxingnengdeqiantixia,weiledadaojianxiaopuzhuangcengdelayinglihejianqieyinglidemude,yaochongfenfahuicailiaozuchengshejidezuoyong,shejichunengshiyingqiaomianpuzhuangcengshoulitexinghefangshuiyaoqiudeqianjimishixingliqinghunheliao。yanjiubiaoming,zaihunningtuqiaodepuzhuangzhongshiyongzengqiangxianweiliqinghunningtujuyoujiaohaodexiaoguoqiejingji,nengzengqiangpuzhuangcengliqinghunningtuderourenxing,gaishanpuzhuangcengdeshoulizhuangtai,fangzhiqiaomianpuzhuangcengchuxiankailie、脫落等現象,最終提高橋麵鋪裝層的使用品質和延長其使用壽命。當然,出現了改性瀝青、SMA、環氧瀝青混凝土、瀝青瑪蹄脂混合料、澆jiao注zhu式shi瀝li青qing混hun凝ning土tu等deng橋qiao麵mian鋪pu裝zhuang新xin材cai料liao和he新xin技ji術shu都dou具ju有you較jiao好hao的de性xing能neng,但dan需xu增zeng加jia設she備bei,增zeng加jia了le施shi工gong難nan度du,造zao價jia比bi較jiao高gao,一yi時shi難nan以yi大da麵mian積ji推tui廣guang。若ruo條tiao件jian具ju備bei,經jing過guo經jing濟ji、技術論證也可以使用於混凝土橋麵鋪裝上。
3.4.3橋麵鋪裝層的加固施工(瀝青或水泥混凝土)
⑴清除或刨洗橋梁舊鋪裝層。在清除過程中注意處理的、厚度等。在使用機械清除時,尤其注意不得損壞舊橋的預製梁板、伸縮縫等構造。
⑵認真清洗舊橋麵。對已經刨洗完畢的舊橋鋪裝層及時外運,用人工清掃廢舊料,用高壓水衝洗梁板頂麵,使之清潔並幹燥。
⑶zhongpuxinqiaomian。shuinihunningtuqiaomianpuzhuangzaijiaozhuhunningtudeqiangdudadaoshejidengjihou,caikekaifangjiaotong,qichelianghezaibudedayushejihezai。ruguojingjianligongchengshitongyicaiyongkuaiyingshuinihunningtupuzhuang,kaifangjiaotongdeshijianxugenjushiyanqueding。
瀝青混凝土橋麵鋪裝應待攤鋪的混合料完全自然冷卻,其表麵溫度低於50℃後,方可開放交通。需要提早開放交通時,可灑水冷卻降溫。
伸縮裝置安裝完畢,預留槽澆築的混凝土強度達到設計強度後,方可開放。
4、結論
總結了在公路舊橋上下部的加固技術,指出對公路舊橋橋麵鋪裝層加固施工;對於舊橋橋麵加固施工進行嚴格的監控措施。分析給出了舊橋加固的常用方法。
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