舊橋病害防治與加固技術(shù)
2010-11-18
隨著我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展,各級(jí)公路及橋梁承擔(dān)著日益繁重的交通荷載及流量。因?yàn)榻驎r(shí)設(shè)計(jì)施工的局限、運(yùn)營(yíng)后管理的滯后、公路等級(jí)不斷的改造等各種原因，目前，為數(shù)眾多的橋梁都存在著不同程度的缺陷和病害，處于不良狀態(tài)，因此，近年來(lái)，養(yǎng)護(hù)部門加大了對(duì)橋梁的管理力度，要求建立各種橋梁檔案，成立專門橋梁工程師，對(duì)橋梁實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，對(duì)病害橋梁進(jìn)行加固，維修或改建。我段管養(yǎng)橋梁大都為梁板式橋，結(jié)合近幾年維修經(jīng)驗(yàn)，談?wù)劻喊迨綐虿『Ψ乐渭凹庸谭椒ā?br />
一、橋梁砼裂縫
砼裂縫是最常見(jiàn)的病害，產(chǎn)生裂縫的原因很多：材料自身質(zhì)量不好，自由收縮受到約束，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，表面失水，或由于外力震動(dòng)，支承變位等都可引起。結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，意味著結(jié)構(gòu)應(yīng)力增大，承載能力降低，因此，要有針對(duì)性的采取防治措施，控制裂縫的發(fā)生,特別是有害裂縫的出現(xiàn)。例如，要嚴(yán)格選用砼原材料，使用水化熱較低、安定性較好的水泥，級(jí)配好、質(zhì)地堅(jiān)硬的粗集料，顆粒級(jí)配好、含泥量少的細(xì)集料，采用減水劑降低用水量，減少收縮，并嚴(yán)格控制灰比、水泥用量，確保砼配比，要嚴(yán)格控制施工工藝，確保模板工程、配筋、砼澆注等每一道工序都嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。而結(jié)構(gòu)物一旦出現(xiàn)了裂縫，我們常采用灌漿法進(jìn)行修補(bǔ)。灌漿分為水泥砂漿、環(huán)氧樹脂砂漿，水泥砂漿一般用于石砌墩、臺(tái)裂縫，環(huán)氧樹脂砂漿一般用于鋼筋砼結(jié)構(gòu)物，且多用于橋面裂縫。灌注砂漿一般采用空壓式方法進(jìn)行，通過(guò)噴漿機(jī)按一定壓力將砂漿灌入結(jié)構(gòu)物縫隙中，起到封閉、提高強(qiáng)度的作用。當(dāng)裂縫大于0.2㎜時(shí)要留孔灌漿，孔距一般為0.25-0.30m。當(dāng)裂縫大于0.4-0.5㎜時(shí)，應(yīng)將裂縫鑿開，刷凈縫內(nèi)粉塵，然后立模填補(bǔ)砂漿。在公路舊橋加固中，灌漿法是最普遍的修補(bǔ)方法，既經(jīng)濟(jì)又快捷，而且效果好。
二、基礎(chǔ)的加固
對(duì)剛性實(shí)體式基礎(chǔ)，當(dāng)承載力不夠時(shí)，可采用在基礎(chǔ)周圍加打基樁澆注砼承臺(tái)，擴(kuò)大基底承載面積。當(dāng)基礎(chǔ)受水流沖刷或基底下有軟臥層時(shí)，可先挖除軟弱部分至原基礎(chǔ)，在樁式基礎(chǔ)周圍補(bǔ)加鉆孔樁，再打承臺(tái)，以此提高基礎(chǔ)承載力，或在樁圍堰內(nèi)填加片石，做成三級(jí)挑坎或海漫式防護(hù)，以此來(lái)增強(qiáng)基礎(chǔ)穩(wěn)定性。
三、墩臺(tái)的加固、維修
由于基礎(chǔ)埋深不足或基礎(chǔ)沉陷造成墩臺(tái)開裂，通縫，可采用鋼筋砼圍帶或鋼箍進(jìn)行加固。柱式墩臺(tái)若折斷，在基礎(chǔ)承載力許可時(shí)，可立模澆注砼，加大斷面尺寸，墩臺(tái)出現(xiàn)空洞時(shí)，可開鑿?fù)ㄑ?，用壓漿機(jī)壓注水泥砂漿或環(huán)氧樹脂進(jìn)行修補(bǔ)加固。對(duì)橋臺(tái)出現(xiàn)的開裂、凸肚、位移、翼墻外崩、轉(zhuǎn)動(dòng)等病害，我們針對(duì)不同的原因，采取不同的加固方法：對(duì)橋臺(tái)尺寸不足，難以承受行車荷載和臺(tái)背土壓力時(shí)，可將臺(tái)背填土換成分層干砌片石或者建撐壁進(jìn)行加固。對(duì)臺(tái)背填土因凍土或砌筑不良造成的鼓肚，可挖除凍土，換填礦渣、砂礫等，并封閉表面使之不透水，或鑿除鼓肚部分，重新砌筑。對(duì)橋臺(tái)位移或轉(zhuǎn)動(dòng)，可在橋臺(tái)兩側(cè)加厚翼墻，與原墻牢固結(jié)合為一整體，增加橋臺(tái)橫斷面尺寸和自重，抵抗水平推力。梁式橋U型橋臺(tái)非常普遍，其典型病害往往是：臺(tái)身開裂、臺(tái)后路面下沉，可綜合應(yīng)用修補(bǔ)裂縫、修復(fù)側(cè)墻、設(shè)置圈梁及臺(tái)頂蓋板等方法進(jìn)行加固處理，實(shí)踐證明，非常有效。
四、主梁加固增強(qiáng)方法
加固增強(qiáng)的方法很多，如用錨噴或現(xiàn)澆砼方法增加T梁受拉區(qū)鋼筋及加大梁身斷面、用鋼板粘貼加固增強(qiáng)或用體外預(yù)應(yīng)力加固增強(qiáng)等。當(dāng)梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、抗裂性能不足時(shí)，常常采用增大構(gòu)件截面、增大配筋的加固方法，通過(guò)提高梁的有效高度和抗彎強(qiáng)度，來(lái)提高橋梁的承載力。但其缺點(diǎn)是鋼筋增加較多，費(fèi)用較高。當(dāng)交通量增加，主梁出現(xiàn)承載力不足時(shí)，梁板橋的主梁會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的橫向裂縫，采用粘結(jié)劑及錨栓，將鋼板粘貼錨固在砼結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，以鋼板代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，達(dá)到提高梁的承載力的目的。此法工藝簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量易控制，但存在鋼板不易與梁身緊密結(jié)合且因外露需經(jīng)常養(yǎng)護(hù)的弊端。體外預(yù)應(yīng)力加固可使梁的裂縫減少或閉合，鋼筋用量少且施工簡(jiǎn)便，但存在預(yù)應(yīng)力鋼材防銹蝕和加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)的問(wèn)題，通過(guò)實(shí)踐可知，采用鋼板、預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)后，再配合錨噴砼將其覆蓋，既解決了預(yù)應(yīng)力鋼材防銹蝕問(wèn)題，又可避免其直接受大氣溫度影響，噴射砼后還可增加梁身抗剪能力，方法行之有效。另外，在基礎(chǔ)承載力允許的情況下，在梁頂加鋪鋼筋砼層或增設(shè)縱梁，都可通過(guò)改善橋梁荷載分布， 而達(dá)到提高橋梁承載力的目的。
五、橋面鋪裝層的加固施工
橋面鋪裝層易出現(xiàn)的病害有：鋪裝層呈網(wǎng)狀裂縫，不平整，常泛油，伸縮縫附近凸凹不平等等。產(chǎn)生病害的原因很多：交通量過(guò)大和渠化交通，瀝青用量過(guò)多，級(jí)配不良，低溫季節(jié)施工，鋪裝層厚度不夠，行車作用導(dǎo)致礦料下擠，瀝青上泛、車輛制動(dòng)、啟動(dòng)、超載等作用導(dǎo)致而成。另外，鋪裝層因受反復(fù)拉應(yīng)力影響，在橋面板加勁部件頂部產(chǎn)生開裂，導(dǎo)致鋪裝上層出現(xiàn)早期破壞，所以上層選材要求具有良好的變形能力以抵抗疲勞開裂，需采用性能更加優(yōu)良的復(fù)合改性瀝青。研究表明，在鋪裝層中使用增強(qiáng)纖維瀝青砼具有較好的效果，既能增強(qiáng)鋪裝層瀝青砼的柔韌性，改善鋪裝層的受力狀態(tài)，又能防止橋面鋪裝層出現(xiàn)開裂，脫落等現(xiàn)象。
