1.前言
歲月無情,任何一座“新”建的橋梁經過若幹年大自然的侵蝕和使用,終將成為一座“舊”橋。所以,舊橋加固、維修將是一個永久性的技術課題,舊橋的加固利用和改造已成為橋梁工程建設中既古老、又年輕的新興學科;實踐證明,舊橋的檢測、評定與加固是一項既綜合繁雜,又在不斷發展創新、zhubuwanshandejishu,yeshidangjinguojitumugongchengjiesuogongtongguanxinderedianwentizhiyi,yishiqiaoliangjianshekechixufazhandeyigezhongyaozuchengbufenheguanjianjishuzhiyi。
舊橋加固改造技術,是針對正在使用的舊橋進行檢測、評定、維修、加固或改造等技術對策的總稱。國內、外的實踐均以證明,舊橋加固、維修工作是一項技術上可行、經濟上合理的舉措。但由於舊橋加固的過程中常存在原始資料和圖紙不全的客觀原因;舊橋加固設計的規程尚在製訂;舊橋加固設計的製約因素和技術風險遠比設計新橋要大得多。
而且,舊橋加固是一項繁雜的係統工作,工程量往往不大,但涉及麵廣,並關聯到諸多隱蔽工程。病害原因、加固方法常常因橋、因地而異,且施工工藝duojuteshuxinghefuzaxing。shangshuqingkuangshijiuqiaojiagugongzuodetedian,yingyinqiwomendezhongshi。tongshi,shijianyezhengming,jinguanmeizuojiuqiaodeqingkuanggebuxiangtong,juyougezibutongdetedian,danjiuqiaojiaguyetongqitarenheshiqingyiyang,youqineizaideguilv,yecunzaiyidingdegongxing。womenyingzunxunqiao梁加固、改造工作的共性,結合具體橋梁的特殊性,在實踐中發揮積極性和創造性,不斷進取和探索,采用最先進的技術和材料,在舊橋檢測、評定、加固和改造工作中,創造和總結出多種多樣的、切實可行的技術和方法。
1.1 舊橋加固工作內容
具體到對某座舊橋進行加固和改造時,既要針對其病害特點和環境條件等,采取相應的、有效的、甚至極具創造性的具體措施,同時也應遵循一定的工作步驟來開展工作。這些工作包括:
①日常養護發現橋梁存在較為嚴重的結構病害後決定進行加固的決策過程;
②對橋梁進行結構檢查、檢測和評定;
③加固設計和編製工程預算;
④加固施工和加固後的鑒定、驗收;
⑤加固前、後必要時進行動、靜載試驗等等。
1.2 關鍵的三項工作
上述舊橋加固的工作內容當中,以下三項是關鍵性:
①檢測、評定是舊橋加固工作的“前提”:目的――了解“病情”,診斷“病狀”;要求――檢查要全麵、仔細,病害分析要準確。
②加固設計是舊橋加固工作的“基礎”:加固方法要合理,針對性強;靈活應用各種技術方法,創造性地開出“處方”。
③施工質量是舊橋加固工作的“關鍵”:加固施工好比外科醫生給病人“做手術”,“成敗”在此一舉。
下麵通過實例,分別論述這三項工作的重要性、創造性和靈活性。
2.舊橋加固的前提工作:檢測與評定
2.1 製定檢測方案
在開展此項工作前,首先應明確我們工作的目的是什麼:①病害橋梁的維修利用;或②加固改造,提高荷載等級;或③需要通過超重車輛等。然後,根據不同的目的來製訂檢測方案,並指導開展具體的檢測工作。橋梁檢測工作的好壞、資料是否齊全,關鍵在於事前準備工作是否充分、周(zhou)全(quan)。一(yi)座(zuo)橋(qiao)梁(liang)的(de)構(gou)件(jian)極(ji)為(wei)繁(fan)雜(za),為(wei)避(bi)免(mian)現(xian)場(chang)檢(jian)測(ce)時(shi)有(you)所(suo)缺(que)漏(lou),致(zhi)使(shi)檢(jian)測(ce)資(zi)料(liao)不(bu)完(wan)整(zheng),需(xu)要(yao)再(zai)次(ci)至(zhi)現(xian)場(chang)補(bu)測(ce),不(bu)僅(jin)影(ying)響(xiang)工(gong)作(zuo)進(jin)度(du),還(hai)要(yao)增(zeng)加(jia)經(jing)費(fei)。因(yin)此(ci),檢(jian)測(ce)前(qian)製(zhi)定(ding)詳(xiang)細(xi)、周全的檢測方案,是確保檢測任務順利、完整地完成的先決條件。
2.2 檢測工作的實施
要全麵、徹底、仔細地檢測一座橋梁,橋下必要的支架是不可缺少的。實踐證明,檢測支架是確保檢測質量和檢測人員安全的重要環節。在安全、可靠、適用的前提下,可因地製宜地解決好檢測支架問題。經濟條件許可的專業檢測機構亦可購買橋檢車。(實例:略)
2.3 檢測結果分析與評定
首先要保證檢測和收集的資料要齊全、完整。實踐證明,資料的可靠性和實用性取決於其完整性。
在病害產生原因分析時,一定要全麵客觀和依據充分,病害的根源一定要找準和分析透徹,從而確保加固補強措施能夠起到實效。
2.4 實例:江西省香屯大橋的檢測、評定
2.4.1 大橋簡況
香屯大橋位於江西省樂平至德興公路上,跨越樂安河,1969年8月竣工。大橋設計荷載原為汽-13,拖-60,橋麵淨寬為淨-7+2×0.25m。上部構造為5孔45m的雙曲拱,矢跨比1/6,橫向6肋5波。下部構造為重力式實體橋墩和加後座的U型橋台。
在距大橋20餘公裏處,建有德興銅礦,該橋成為銅礦與樂平、銅礦與香屯火車站聯係的必經之路,隨著銅礦生產規模擴大,因而通過大橋的交通量日益俱增。據交通量觀測站記錄,交通量以每年6%的速度增長,最高峰達2247輛/晝夜。過橋車輛總數中約有60%屬銅礦車輛,其車輛噸位一般較大,有的車長達20m,裝有36個輪胎,觀察人員估計總重超過500KN,這種車輛平均每周要通過大橋4~6次。此外,外省大型集裝箱重車過橋也有所增加。
2.4.2 香屯大橋主要病害狀況
(1)主拱圈裂縫
①主拱圈中波縱向裂縫。大橋橫向中心線正處於第3拱波波頂處,檢查時發現各孔中波波頂均存在縱向裂縫,一般自拱頂開始至L/4附近為止,但第5孔則兩拱腳之間均存在,裂縫寬度最大約0.4mm。
②肋、波連接處裂縫。在各孔拱波與拱肋連接處,大部分都有裂縫,有的較細、有的十分明顯,且有不少水泥砂漿脫落現象,也有不少處發生滲水現象。
③拱肋裂縫。各孔拱肋均有橫向裂縫,而以第1、5孔比較集中,有不少是U形裂縫,這些裂縫多發生在拱頂前後10m左右範圍內。
④橫係梁裂縫。為數較少但除第1、4孔外均有發現。
(2)主拱圈軸線下沉
主拱軸線普遍下沉,拱頂下沉5~18cm,L/4點下沉0~9cm,而且上下遊下沉量也不一致。采集者退散
(3)橋麵變形及破碎
橋麵縱向變形已呈波浪形,但峰頂和波底之差雖不很大,但橋麵破碎現象甚為嚴重,且集中在3、4、5孔及兩台後座上,在墩頂附近伸縮縫處裂縫尤為發育,以致破碎露筋。
2.4.3 病害原因分析
據調查,1979年(nian)返(fan)修(xiu)橋(qiao)麵(mian)時(shi),拱(gong)圈(quan)上(shang)的(de)裂(lie)縫(feng)並(bing)不(bu)太(tai)多(duo),此(ci)後(hou)重(zhong)車(che)日(ri)益(yi)增(zeng)加(jia),病(bing)害(hai)則(ze)日(ri)見(jian)嚴(yan)重(zhong),特(te)別(bie)是(shi)銅(tong)礦(kuang)運(yun)礦(kuang)石(shi)重(zhong)車(che)經(jing)大(da)橋(qiao)去(qu)樂(le)平(ping)及(ji)爾(er)後(hou)經(jing)大(da)橋(qiao)去(qu)火(huo)車(che)站(zhan),回(hui)來(lai)則(ze)為(wei)空(kong)車(che),在(zai)大(da)橋(qiao)上(shang)經(jing)常(chang)會(hui)車(che)。隨(sui)著(zhe)交(jiao)通(tong)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia),橋(qiao)上(shang)會(hui)車(che)日(ri)見(jian)頻(pin)繁(fan),重(zhong)車(che)則(ze)多(duo)在(zai)一(yi)側(ce)車(che)道(dao)上(shang)行(xing)駛(shi),這(zhe)種(zhong)經(jing)常(chang)性(xing)的(de)重(zhong)車(che)偏(pian)載(zai)要(yao)對(dui)橋(qiao)中(zhong)心(xin)線(xian)附(fu)近(jin)拱(gong)圈(quan)進(jin)行(xing)反(fan)複(fu)交(jiao)替(ti)的(de)剪(jian)切(qie),而(er)該(gai)處(chu)拱(gong)圈(quan)僅(jin)有(you)26cm厚,且基本上沒有鋼筋、係梁斷麵僅15 cm×18cm,抗(kang)剪(jian)作(zuo)用(yong)甚(shen)微(wei),因(yin)而(er)每(mei)孔(kong)主(zhu)拱(gong)圈(quan)均(jun)產(chan)生(sheng)中(zhong)波(bo)上(shang)的(de)縱(zong)向(xiang)裂(lie)縫(feng)。由(you)於(yu)空(kong)腹(fu)段(duan)強(qiang)大(da)的(de)立(li)牆(qiang)可(ke)起(qi)橫(heng)向(xiang)聯(lian)係(xi)的(de)作(zuo)用(yong),而(er)實(shi)腹(fu)段(duan)拱(gong)圈(quan)距(ju)活(huo)載(zai)又(you)近(jin),故(gu)此(ci)裂(lie)縫(feng)多(duo)般(ban)在(zai)兩(liang)L/4點之間。分道行駛的拱橋,一般要求采取構造措施來抵抗錯動剪力,大橋構造在這方麵也是不足的。1979年nian新xin修xiu的de混hun凝ning土tu橋qiao麵mian雖sui已yi加jia鋼gang筋jin,但dan是shi分fen離li式shi的de構gou造zao,無wu助zhu於yu抵di抗kang縱zong移yi錯cuo剪jian。幸xing運yun的de是shi本ben橋qiao立li牆qiang剛gang度du較jiao大da,縱zong移yi作zuo用yong對dui本ben橋qiao影ying響xiang尚shang屬shu次ci要yao。
在肋與板、波bo整zheng體ti性xing受shou到dao一yi定ding程cheng度du的de破po壞huai,而er橫heng向xiang整zheng體ti性xing又you不bu能neng很hen好hao地di保bao證zheng,重zhong車che荷he載zai有you增zeng無wu減jian地di繼ji續xu作zuo用yong,勢shi必bi使shi拱gong圈quan在zai許xu多duo局ju部bu呈cheng現xian單dan個ge或huo少shao數shu構gou件jian受shou力li集ji中zhong現xian象xiang,全quan斷duan麵mian受shou力li甚shen不bu均jun勻yun。如ru在zai實shi腹fu段duan中zhong波bo縱zong向xiang縫feng已yi經jing形xing成cheng時shi,單dan側ce重zhong車che荷he載zai則ze主zhu要yao地di由you拱gong圈quan的de兩liang個ge半ban單dan元yuan承cheng受shou,而er在zai肋lei波bo裂lie縫feng嚴yan重zhong處chu,拱gong肋lei便bian可ke能neng因yin應ying力li超chao限xian而er開kai裂lie。
3.舊橋加固的基礎工作:加固設計
3.1 加固方案的選擇
舊橋的病害原因找準後,接下來就是選擇加固方案。國內外已有很多成熟的舊橋加固技術和方法,但要針對某座橋的具體特點加以綜合考慮,要重點考慮技術可行性、經濟合理性和體現創造性。一種病害可能采用多種方法都能處理,如何選擇最優的方案,這是切實加固好一座橋梁的最基礎工作。(實例:略)
3.2 加固設計
加固方案確定後,就是進行細部設計。要強調是:由於舊橋加固施工的特殊性,設計人員應將施工方法、工藝流程或施工順序闡述清楚,並應有相應的技術要求和衡量工程質量的指標。
3.3 實例:江西的走馬崗大橋加固提載與拓寬設計
3.3.1 大橋概況
走馬崗大橋位於江西省修(水)武(寧)公路,該橋建成於1974年。大橋全長105.7m,上部構造為2跨40米等截麵懸鏈線空腹式鋼筋混凝土雙曲拱及兩岸各一孔淨跨徑4m的半圓弧拱副孔(設置在橋台上)。橋麵淨空為:淨-7+2×0.35m欄杆。根據同年代類似橋梁推定該橋原設計荷載為:汽車-13級,拖車-60;通航等級為不通航。雙曲主拱的淨矢跨比為fo/Lo=1/10,拱軸係數(推算)為m=2.514。
上部構造:每跨主拱圈由4肋3波及2個懸半波組成,拱肋中距為185cm,主拱圈全寬7.4m。主拱圈截麵由基肋、拱波和現澆混凝土填平層組成;其中拱肋寬為25cm、高50cm。每跨拱肋各按等弧長設置11道橫隔板聯接。每跨各設8個腹拱,腹拱跨徑為250cm左右。
下部構造:橋台為明挖擴大基礎配U型橋台與重力式橋墩
3.3.2 加固拓寬設計要點
通過將空腹式雙曲拱橋的拱式腹拱及拱頂實腹段等拱上建築拆除後,重建為連續板式拱式建築,從而達到減輕恒載、調整主拱圈受力狀態,以及改善橋梁荷載橫向分布性能,提高橋梁承載能力之目的;並在利用和加高腹拱墩的同時,將墩帽外懸加長,達到拓寬橋麵的目的。
4.舊橋加固的關鍵工作:加固施工
4.1 選擇施工單位
由於舊橋加固施工不同於建新橋,工程量雖不大,但工序較繁雜,且涉及到諸多隱蔽工程,施工工藝多具特殊性和複雜性,因此應選擇具有相應資質與類似加固工程施工經驗的施工單位進行施工,並聘請具有舊橋加固工程施工經驗的工程師進行監理。這是保證加固目的實現的關鍵,再好的加固方案和設計,也要通過施工單位去做出來。加固施工質量不好,不僅起不到加固補強作用,甚至對原有橋梁結構造成新的傷害。
4.2 設計單位要切實配合
設she計ji人ren員yuan通tong過guo對dui橋qiao梁liang的de檢jian測ce和he分fen析xi,已yi了le解jie了le橋qiao梁liang的de病bing害hai和he產chan生sheng原yuan因yin,也ye針zhen對dui性xing地di提ti出chu處chu治zhi措cuo施shi,並bing繪hui製zhi了le加jia固gu設she計ji圖tu,但dan最zui終zhong還hai是shi要yao通tong過guo施shi工gong單dan位wei的de加固施工qutixianqiyituhedadaojiagubuqiangdemude。yinci,shejirenyuanyaoqieshipeihehaoshigongquanguocheng,youqishishigongqiandejishujiaodi,yaoxiangxijiangjie,yiqiushigongrenyuanmingbaishejiyituhegongchengzhiliangyaoqiu。tongshi,yaochongfentiaodongshigongrenyuandejijixinghechuangzaoxing,congerbuchonghewanshanjiagushejidebuzu。zuizhongmudejiushigongtonggaohao加固施工,使加固設計意圖和目的完全達到。(實例:略)
5.結束語
舊橋加固技術是一門新興的學科,也是始終在完善、補充、發展的學科,隨著橋型的改變、新材料、新工藝、新技術的出現,新的、更好的加固方法就會出現和得到應用。所以,舊橋加固是一項非常有意義、有前途、有成效的工作,也可以充分體現技術人員個性化:一個病害可以用很多種方法處理,誰優?個人選擇。好壞,實踐檢驗。
最後提點建議:多收集資料,積累經驗,多加交流,共同進步與發展。但要做到:認真工作,慎重決策,精心設計,創造性開展工作。
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