桥梁加固之旧桥加固技术与方法

摘要: 20 世纪50～70 年代修建于农村公路上的桥梁, 由于当时的资金紧缺, 设计荷载及泄洪标准偏低, 技术力量的缺乏, 设计、施工管理的粗 放行政干扰施工技术装备的落后, 多选择石拱桥或三铰拱或双曲拱等结构形式。以致在设计上或多或少存在考虑不周的缺点, 这些桥梁适应当时的 交通需要, 为经济发展起到了相当大的作用。在今天交通大发展经济加快提速条件下, 它们已不适应生产生活需要, 有的桥梁已对安全构成威胁。根 据近年对这类桥梁的加固实践及已取得的经验, 下面简单介绍公路旧桥各组成部分的加固方法。

关键词: 旧桥; 修复; 加固 

前言 

随着我国社会经济和交通运输事业的快 速发展, 过去年代修建于农村公路上的桥梁, 负担着十分沉重的交通荷载及繁重的交通量。当时农村经济基础薄弱, 这些桥梁很多是以工代 赈形式修建, 桥梁投入运营使用之后, 无有效的 管养制度建设和队伍建设。桥梁的技术状态未得到及时、细致的观测掌握。, 如桥面破损、栏杆 断裂、伸缩缝损坏、桥头跳车、梁板或拱体裂缝、 砼剥落、钢筋锈蚀、墩台断裂位移、挡墙倾斜错 位、锥坡下挫坍塌、墩台基底掏空、桥头路基沉陷、跳车、河床护底冲翻以及河道变迁、河床下切加深等, 已经破坏了桥梁的正常良好状态。对 于这类桥梁如何改造已摆在当地政府的主要议事日程。 这些桥梁具有荷载等级低、使用年限长的特点。从技术资料分析, 大多数桥梁是三不知: a.不知基底地质; b.不知基础深度; c.不知隐蔽 部分的尺寸。从桥梁技术状况分析, 由于河床屡 遭洪水冲刷, 河床底部加深, 桥梁墩台基础外 露、冲空, 产生不均匀沉降, 导致桥台、拱圈产生 附加应力而出现开裂, 有的甚至出现错台现象; 有的桥梁由于桥台较高, 受行车及台后土压力 的作用, 桥台出现开裂、凸肚等病害; 桥面混凝 土铺装层由于使用时间长加之重车作用, 导致 开裂、剥落等病害。按桥梁技术状况来评定大多 属Ⅲ类以下桥梁。 随着县域经济的发展和国省道的建设, 地 方公路已成为国省道强有力的支流。目前公路桥梁所承受的负荷有三个特点: a. 交通量不断 增大; b.重型车辆增加及超载现象严重; c.超限运输的出现和增加。按现在桥梁和运输状况, 桥梁的承载能力和通过的车辆荷载是公路与运输 的矛盾之一。 旧桥加固提高旧桥的承载能力, 确保交通运输的安全是目前和今后面临的任务。 

1 旧桥上部结构旧桥加固技术 

1.1 桥面补强层加固法 在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层, 一般先凿除旧桥面, 使其与原有主梁形成整体, 达到增 大主梁有效高度、改善桥梁荷载横向分布能力, 从而达到提高桥梁的承载能力的目的。 

1.2 增大截面和配筋加固法 当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时, 通常采用增大构件截面、增大配筋、提高 配筋率的加固方法, 这种方法是在梁底面或侧 面加大尺寸、增配主筋、提高梁的有效高度和抗 弯强度, 从而提高桥梁的承载力。该法广泛应用 于桥梁及拱桥及拱桥拱肋的加固。 

1.3 粘贴钢板旧桥加固法 当交通量增加, 主梁出现承载力不足或出 现严重腐蚀的情况时, 梁板桥的主梁会出现严 重的横向裂缝。采用粘结剂及锚栓, 将钢板粘贴 锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位, 使其 与结构形成整体, 以钢板代替增设的补强钢筋, 达到提高梁的承载力的目的。这种加固方法的 特点是: 1.3.1 需要破坏被加固的原结构尺寸。 1.3.2 工工艺简单, 施工质量较容易控制。 1.3.3 施工工期短。 

1.4 增设纵梁旧桥加固法 在墩台地基安全性能好, 并具有足够承载 力的情况下, 可采用增设承载力高和刚度大的 新纵梁, 新梁与旧梁相连接, 共同受力。由于荷 载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布, 使原 有梁中所受荷载得以减少, 由此使旧桥加固后的桥 梁承载力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于 主梁的一侧或者两侧时, 则兼有加宽作用。 为保证新旧砼能够共同作用, 必须注意做 好新旧梁之间的横向连接。 

1.5 拱圈增设套拱加固法 在原主拱圈腹面下增设一层新拱圈, 即紧 贴原拱圈底面上, 浇注或锚喷混凝土新拱圈, 外 形上就像是在原拱圈下套做了一个新拱圈。 

2 旧桥下部结构桥梁加固技术 

2.1 扩大基础旧桥加固法 此法适用于基础承载力不足或埋深太浅, 而墩台又是砖石或砼刚性实体式基础时的情 况。扩大基础底面积应由地基强度验算确定。 

2.2 增补桩基旧桥加固法 当桥梁墩台基底下有软卧层时, 墩台发生沉陷; 对此采用增补桩基加固法是一种常用而 且有效的方法。这种方法是: 在桩式基础的周围 补加钻孔桩等, 以此提高基础的承载力, 增强基 础的稳定性。 

2.3 钢筋砼套箍或护套加固法 当桥梁墩台由于基础埋深不够, 或因施工质量控制不严等原因, 导致墩台开裂时, 有时会出 现贯通裂缝, 可采用钢筋砼围带或钢箍进行加 固。 

2.4 桥台新建辅助挡土墙加固法 由于桥台台背水平土压力过大, 引起桥台倾斜, 应在台背之后加建一挡墙, 以抵御过大的 土压力。 

2.5 墩台拓宽加固法 利用旧桥基础, 靠墩台盖梁挑出悬臂加宽 部分, 以便安装的上部结构。此种情况为只加宽 墩台上部的盖梁、墩台身和基础则不需予以加 固。 

3 旧桥加固的常用方法

3.1 塞缝灌浆是一种综合普用的方法 塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂) 浆、环氧树脂(砂)浆, 通过喷浆机按一定压力灌 入结构物缝隙内, 起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀 并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害 中较为普遍, 产生裂缝的原因很多, 也很复杂。 结构物一旦出现裂缝, 其受力截面发生应力重 分布, 也就意味着受力有效截面变小, 结构应力 增大, 承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把 结构的裂缝填满, 使力的作用、传递尽可能恢复 到原来状态。塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下 部结构裂缝, 灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等, 具体采用哪一种, 应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、 台和拱圈裂缝, 由裂缝的大小来决定灌浆中是 否掺砂, 采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧 树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物, 因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小, 易灌满, 粘结性 好; 环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。塞缝灌浆的 通常做法是:先用1∶1 水泥砂浆勾缝, 勾缝时须 预留直径约6～8mm 的灌浆孔, 孔距视裂缝宽度 而定, 缝宽处孔距为0.6～1.0m, 缝小处孔距为 0.4～0.6m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌 浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小, 用环氧树脂勾 缝, 凡大于0.2mm 的裂缝都要留孔灌浆, 孔距 一般为0.25～0.30m, 灌浆方法与灌水泥浆大致 相同。在公路旧桥加固中, 塞缝灌浆是综合处治 的方法之一, 用得比较普遍, 通过试载及使用观 察, 效果较好。 

3.2 上部结构旧桥加固 上部结构加固改建在调查研究旧桥的基 础上, 经过技术、经济比较, 采用充分利用原桥进行拼宽, 利用桥台将拱式结构改为板式结构的桥梁加固方法, 使其满足超限运输要求。

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