淺談山區(qū)公路橋梁維修加固與管理
2015-05-27
前言
首先，舊橋（早期修建的橋梁）結(jié)構(gòu)形式單一、落后，荷載等級(jí)低，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和重點(diǎn)工程的建設(shè)，目前公路橋梁所承受的負(fù)荷有3個(gè)特點(diǎn)：① 交通量不斷增大；②重型車輛增加及超載現(xiàn)象嚴(yán)重；③超限運(yùn)輸?shù)某霈F(xiàn)和增加。按現(xiàn)在橋梁和運(yùn)輸狀況，橋梁的承載能力和通過(guò)的車輛荷載是公路與運(yùn)輸?shù)拿苤?。舊橋加固，提高舊橋的承載能力，確保交通運(yùn)輸?shù)陌踩悄壳昂徒窈竺媾R的任務(wù)。以承圍公路為例，此條公路為1998年完工的，當(dāng)時(shí)的大中橋上部結(jié)構(gòu)主要為普通鋼筋混凝土空心板，先簡(jiǎn)支后橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，小橋?yàn)槭龆张_(tái)，裝配式簡(jiǎn)支板，這些橋至2012年為止，部分橋梁的上部結(jié)構(gòu)已經(jīng)嚴(yán)重破壞，不能使用。對(duì)于這些橋，經(jīng)過(guò)分析論證，主要原因?yàn)樵?jiǎn)支結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)這些年重型車輛增加及超載現(xiàn)象嚴(yán)重，空心板間鉸縫聯(lián)結(jié)脫落，形成單板受力，導(dǎo)致空心板的破壞。這些橋在處理是更換了上部，采用結(jié)構(gòu)連續(xù)加強(qiáng)了鉸縫聯(lián)結(jié)，利用原有下部，這樣既解決了問(wèn)題，又節(jié)約了資金。
一、橋梁基礎(chǔ)在已使用過(guò)程中常見的病害及生產(chǎn)的原因
由于過(guò)橋車輛的日益重型化，實(shí)際上大部分活載強(qiáng)度已經(jīng)超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的負(fù)荷要求，墩臺(tái)的負(fù)荷強(qiáng)度在不斷增加，經(jīng)常受到重活荷載的作用；大氣、雨水侵蝕、生活用水腐蝕、洪水沖刷等自然災(zāi)害因素影響，橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)在建成后經(jīng)幾年運(yùn)營(yíng)，會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，然而墩臺(tái)是基礎(chǔ)，如不及時(shí)巡查、養(yǎng)護(hù)維修加固，會(huì)降低橋梁的運(yùn)營(yíng)能力，時(shí)有坍塌的的可能，因此下部構(gòu)造的病害預(yù)防及適合處理方法是橋梁維修加固工程中的重中之重。
1.1基礎(chǔ)的沉陷和不均勻沉降原因
由于地基的不密實(shí)而引起沉降，這對(duì)于任何一座橋梁都是難以避免的，在一定范圍內(nèi)屬于正常現(xiàn)象，而超出一定范圍則對(duì)橋梁產(chǎn)生影響，在軟土地基上修建的橋梁基礎(chǔ)，由于受到土基壓實(shí)下沉和地下水位上升的影響，往往也會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降。
應(yīng)對(duì)措施
?。?）擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法：將橋梁基礎(chǔ)擴(kuò)大底面積的加固，成為擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法。擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強(qiáng)度驗(yàn)算確定，當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度滿足要求而僅表現(xiàn)為不勻稱沉降變形時(shí)，底面積應(yīng)主要由地基變形計(jì)算來(lái)選定。在剛性實(shí)體式基礎(chǔ)周圍加石 工或鋼筋混凝土其施工順序如下：
a 通常在加寬的打板樁圍堰，若墩臺(tái)基礎(chǔ)土壤不好時(shí)，應(yīng)做必要的加固；
b 挖去堰內(nèi)土壤，直挖至必要的深度（應(yīng)注意墩臺(tái)的安全）
c 在堰內(nèi)把水抽干，鋪砌石塊，或做混凝土基礎(chǔ)；
d 新舊基礎(chǔ)要注意牢固結(jié)合，施工時(shí)可加入聯(lián)系鋼筋或插入剛銷，以使加固擴(kuò)大基礎(chǔ)和舊基礎(chǔ)牢固的結(jié)合成為一個(gè)整體；注意原基礎(chǔ)的材料必須與現(xiàn)澆注（砌塊）混凝土材料一致，避免新的裂縫產(chǎn)生。
?。?）增補(bǔ)樁基加固法：在樁（墩）式基礎(chǔ)的周圍補(bǔ)加鉆孔或打入鋼筋混凝土預(yù)制樁并擴(kuò)大原承臺(tái)，以便提高基礎(chǔ)承載力、增加基礎(chǔ)穩(wěn)定性，蓋梁可單獨(dú)受力，也可連接在一起，使舊蓋梁、舊樁和新蓋梁、樁一起受力。
1.2墩臺(tái)基礎(chǔ)沖孔（掏空）原因
砂石河床上的橋梁，洪水時(shí)墩臺(tái)周圍的水流，由于受到墩臺(tái)的阻擋，使水流發(fā)生了很大的變化不是按照原來(lái)水流方向直線劉夏，而是變?yōu)楸砻娴男〔糠炙飨蛏蠑U(kuò)散，雍高水位；下面的大部分水流向下流動(dòng)，直接沖刷河床砂石，使墩臺(tái)周圍局部沖深，待沖到一定深度水流無(wú)法在沖動(dòng)砂石時(shí)，在穩(wěn)定下來(lái)，若墩臺(tái)基礎(chǔ)不是埋置在這一沖刷深度下，則墩臺(tái)被沖空。
1.3基礎(chǔ)的滑移和傾斜原因
?。?）基礎(chǔ)由于經(jīng)常受到洪水的沖刷而發(fā)生滑移。沖刷深度由河流的河床縱坡與河床堆積物成分等因素所決定
（2）由于河床浚挖，減少了橋臺(tái)臺(tái)前臨時(shí)河面地基土層的側(cè)向壓力，從而是基礎(chǔ)發(fā)生位移；
?。?）橋臺(tái)基礎(chǔ)建于軟土地基，當(dāng)臺(tái)北填土超過(guò)一定高度且基礎(chǔ)構(gòu)造處理不當(dāng)時(shí)，作用于臺(tái)背的水平力增大，將導(dǎo)致地基失穩(wěn)，產(chǎn)生塑性流動(dòng)，使橋臺(tái)產(chǎn)生前移。當(dāng)基礎(chǔ)上下受力不均時(shí)，臺(tái)身也隨之產(chǎn)生不均勻的滑移，導(dǎo)致基礎(chǔ)出現(xiàn)傾斜。
應(yīng)對(duì)措施：
?。?）支撐法加固
墩臺(tái)因尺寸不足，難以承受臺(tái)背土壓力而往橋孔方向產(chǎn)生傾斜或滑移的埋式橋臺(tái)，可采用修筑撐壁法進(jìn)行加固。
對(duì)于孔小跨徑橋臺(tái)，為防止橋臺(tái)滑移，可在兩臺(tái)之間加建水平支撐，如整垮漿砌片石撐板，或用鋼筋混凝土支撐梁進(jìn)行加固。
?。?）增建擋土墻加固
對(duì)于因橋臺(tái)臺(tái)背土壓力過(guò)大而引起的橋臺(tái)傾斜，應(yīng)設(shè)法減小臺(tái)背后的土壤壓力，可在臺(tái)背加建一擋土墻，以增強(qiáng)擋土能力。
?。?）減輕荷載法
筑于軟土路基的橋臺(tái)，常由于填土較高，而受到較大側(cè)向土壓力作用，這時(shí)，可更換臺(tái)背填土，減少壓力。
二、預(yù)防措施
2.1設(shè)計(jì)上的考慮
在設(shè)計(jì)上適當(dāng)考慮橋面受力狀況，布設(shè)一定數(shù)量的受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋。對(duì)于受力結(jié)構(gòu)剛度較小、震動(dòng)較大、面層拉應(yīng)力較大的橋梁，建議采用柔性路面或其他強(qiáng)度和耐磨性更好的鋼纖維混凝土等。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮預(yù)應(yīng)力梁上拱度對(duì)鋪裝層混凝土厚度的影響，加密局部橋面鋼筋網(wǎng)，以確保橋面鋪裝混凝土的強(qiáng)度及耐久性。
2.2橋面施工混凝土施工
橋面鋪裝混凝土強(qiáng)度應(yīng)不低于主梁（板）的混凝土。混凝土應(yīng)采用適當(dāng)?shù)呐浜媳?，采用合格的水泥、砂石料等原材料，?yán)格按配合比施工。特殊季節(jié)如冬季施工或夏季高溫作業(yè)，要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，保證砂石料的入模溫度，并采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施?；炷翉?qiáng)度達(dá)不到規(guī)范要求時(shí)，不得不開放行車。
2.3嚴(yán)格施工程序
在灌注鋪裝層混凝土前應(yīng)徹底清理梁（板）頂面，鑿除松動(dòng)砂石、浮漿，清除各種油漬，鑿毛表層混凝土并清洗干凈，保證新老混凝土粘結(jié)牢固。鋪設(shè)接縫鋼筋網(wǎng)或橋面鋼筋網(wǎng)時(shí)應(yīng)保證受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋的位置準(zhǔn)確，符合設(shè)計(jì)要求。必要時(shí)可在橋面板中預(yù)埋連接鋼筋。
2.4加強(qiáng)特殊位置的處理
在施工縫、伸縮縫、縱橫縫等特殊位置，施工中應(yīng)加以特殊處理。必須在橫向連接鋼板焊接完成后，方可進(jìn)行橋面鋪裝工作，以免后焊鋼板脹縮引起橋面混凝土發(fā)生裂縫。伸縮縫處的混凝土應(yīng)達(dá)到平整，上下貫通，縫中應(yīng)填塞有彈性、耐高溫的材料。伸縮縫裝置應(yīng)保證上部結(jié)構(gòu)自由伸縮，并能承受車輛荷載作用，安裝時(shí)定位值應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。防水層及其泄水管銜接處、伸縮縫、沉降縫必須處理好，不得漏水以致滲入結(jié)構(gòu)主體。混凝土橫縫應(yīng)及時(shí)鋸開，不得產(chǎn)生錯(cuò)縫。橫縫間距一般為4-6m,受拉區(qū)要適當(dāng)加密?？v縫宜根據(jù)橋面板結(jié)構(gòu)、橋面寬度等因素決定，應(yīng)避免開重車輪作用帶位置。鋸縫深度以不損傷鋼筋網(wǎng)為度。各種縫隙應(yīng)灌漿飽滿平整。
三、 公路舊橋的管理
加強(qiáng)公路舊橋的管理，并進(jìn)行維修和加固，使其處于正常的工作狀態(tài)，充分發(fā)揮舊橋的作用時(shí)公路管理部門的一項(xiàng)主要任務(wù)。對(duì)于舊橋的超限運(yùn)輸管理工作具有工期短、要求高、工程量小、前期工作量大等特點(diǎn)，公路超限運(yùn)輸一般是為國(guó)家或省的重點(diǎn)建設(shè)工程服務(wù)，我們的經(jīng)驗(yàn)是：
（1）對(duì)于經(jīng)常過(guò)搭建的路段，橋梁進(jìn)行重點(diǎn)檢查和管理，手機(jī)原始檔案材料，掌握其動(dòng)態(tài)；
?。?）在施工中注意抓重點(diǎn)、制約工程；
?。?）重視加固工程中原始資料的收集和整理工作，今后的加固工程積累經(jīng)驗(yàn)；
（4）充分調(diào)動(dòng)基層單位的積極性，正確處理責(zé)、權(quán)、利的關(guān)系。認(rèn)為公路舊橋的維修加固同樣屬于橋梁工程，不能重建輕養(yǎng)，舊橋的加固比新橋海南，因?yàn)榕f橋的維修加固，沒有現(xiàn)成的規(guī)范，更沒有可供使用的標(biāo)準(zhǔn)圖，橋梁的病害又錯(cuò)綜復(fù)雜，病害原因難以確定，因此，應(yīng)充分重視公路舊橋的管理工作，加大資金投入，使其保持良好的工作狀態(tài)，確保公路運(yùn)輸?shù)陌踩?br />
