試析老舊橋梁的加固技術及相關設計
2015-09-07
公路橋梁的質(zhì)量好壞關系到車輛的行駛安全，橋梁在使用時受到的損壞要及時加以處理。通過加固現(xiàn)有的橋梁可以增加橋梁的承載能力和使用年限，使橋梁滿足交通的需要，給社會帶來經(jīng)濟效益。筆者通過收集國內(nèi)一些老舊橋梁的加固技術資料，歸納了一些關于老舊橋梁加固的技術經(jīng)驗，并結(jié)合二道河大橋加固實例，對路橋施工中的加固技術和相關設計進行分析，供廣大工程技術人員參考。
1舊橋加固實例1
1.1舊橋概況。二道河大橋為某省道上的一座跨河大橋，大橋于1991年開始交付使用，是座跨距L為10m的預應力砼剛構(gòu)橋，橋面總寬12m，橋面凈寬11m。橋墩為砼墩，鉆孔灌注樁基礎。檢查發(fā)現(xiàn)橋面混凝土破損，部分混凝土脫落，已出現(xiàn)縱向裂縫，主鋼筋有銹蝕現(xiàn)象。二道河大橋是該省道的重要組成部分，該路段車輛較多，裂縫寬度和長度不斷發(fā)展，成為安全隱患，盡快對舊橋進行改造是非常必要的。
1.2舊橋損壞原因及加固設計方案。經(jīng)查該橋發(fā)現(xiàn)橋面上層鋼筋網(wǎng)下部墊塊間距過大，在施工澆筑混凝土時局部有鋼絲網(wǎng)被踩到下部的現(xiàn)象，使有的地方橋面上部沒有鋼筋，致使橋梁橫向剛度不夠，整體受力性能差。在荷載作用下產(chǎn)生剪力，引起混凝土開裂。
2007年養(yǎng)護方發(fā)現(xiàn)主梁下部裂縫后自己對舊橋進行過加固，加固方案為：對縫寬小于0.1毫米的裂縫進行刷素水泥漿處理，增強整體性，加大剛度，提高橋梁承載力。對縫寬0.1～0.2mm的裂縫進行灌漿處理。對裂縫寬大于0.2毫米的較嚴重部位首先鑿除松散混凝土，用鋼絲刷清銹處理，局部重新加焊與原主筋型號相同的鋼筋，采用搭接焊。對于上部無鋼絲網(wǎng)的部分重新加設鋼絲網(wǎng)，四周于原有鋼筋焊接牢固。然后澆筑C40膨脹混凝土修補完整。
加固后橋面鋪厚為20厘米，從下至上為：橋面混凝土10厘米厚，瀝青混凝土10厘米，此外在橋面混凝土和瀝青混凝土間，設置有防水層。
設方案保持原截面線形狀不變，施工工藝簡單，加固后橋梁承載能力得到很大的提高。
現(xiàn)在調(diào)查發(fā)現(xiàn)橋粱整體結(jié)構(gòu)良好，橋面無裂縫，砼表面無剝落鋼筋現(xiàn)象。
1.3舊橋施工要點。
1.3.1施工過程須一半橋面通車，利用另外一半橋面封閉。澆筑混凝土時要全部封閉交通封閉交通，以免產(chǎn)生震動影響結(jié)構(gòu)性能，施工期間，載重超過5t車輛不允許通行。
1.3.2施工期間要采取一定的安全措施，設置交通標志牌和警示牌，必須有專人引導交通。
1.3.3施工時注意檢查預埋鋼筋的數(shù)量、位置、間距。
1.3.4鑿除混凝土時注意不要鑿斷鋼筋，不小心鑿斷后，應立即進行植筋修補。
2舊橋梁加固實例2
2.1舊橋概況。某橋梁的上部為4×16m的T梁結(jié)構(gòu)，橋梁全長為45m。現(xiàn)對該橋梁的設計載荷為掛車―100和汽車―20，設計施工用混凝土的標號為C20。該橋梁已使用17年，曾于2009年加固過一次，但現(xiàn)在又出現(xiàn)了很多安全質(zhì)量隱患，需要再次的施工加固。
2.2橋梁設計標準及加固設計。橋梁的上部公路設計標準為Ⅰ級，對人群的載荷設計為4kN/m2。橋梁的上部墩柱和蓋梁進行加固補強。維持原橋梁的設計載荷（掛車―100和汽車―20）。橋面厚度設計為20cm，
對舊橋的上部結(jié)構(gòu)拆除，換上C50預應力簡支式T梁。設計主梁的預制長度是16m，梁高為1m，中梁和邊梁的翼板的寬度分別是1.6m和1.67m。在主梁間設計0.4m寬現(xiàn)澆濕接頭，增設橡膠支座。在墩柱的表面，通過環(huán)形粘貼雙層碳纖維布（300g）的方式，對墩柱進行加固。在蓋梁上粘貼鋼板（1m），對其進行加固，提高蓋梁的抗拉能力。對蓋梁存在破損的地方進行修補處理。此外對防撞欄桿和中央隔離帶進行更換。
2.3砼T梁的設計安裝。對于鋼筋砼T梁的安裝應由總工程師親自負責，確保其安裝的全過程能夠受到嚴格的監(jiān)督，保證鋼筋砼T梁的質(zhì)量符合設計的標準。此外監(jiān)理工程師也要對安裝全過程進行監(jiān)督，保證預制構(gòu)件質(zhì)量合格。安裝T粱支座時要注意支座粘接牢固，經(jīng)檢查質(zhì)量合格后，才能進行鋼筋砼T梁的安裝。鋼筋砼T梁在吊裝前，須檢查其尺寸、外觀質(zhì)量，查看其質(zhì)量合格證，杜絕問題T梁進入現(xiàn)場。并由技術負責人做好質(zhì)量交底工作。吊裝時由2臺吊車吊裝，T梁在被吊起約20厘米時停止，并將拖車撤走。當其距離地面高度約為50cm時，應進行下落試吊，并檢查繩扣、和支腿等情況，確保沒有發(fā)生異常后才能進行后續(xù)的安裝。吊車由專人負責指揮，將T梁吊至安裝位置進行安裝。同時，技術人員必須在安裝過程中跟蹤校正，確保T梁脫鉤前應符合質(zhì)量。
3橋梁加固設計的特點分析
橋梁加固的目的是提高橋梁的安全性，主要體現(xiàn)在橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力、抗剪性和穩(wěn)定性等指標。對橋梁加固的部位和技術主要有以下幾點：首先對薄弱部位采用通過加大構(gòu)件的截面尺寸，增設預應力鋼筋和更換原構(gòu)件等措施提高承載力；其次有的橋粱本身設計不夠完善或需要大幅提高其承載力，這就得改變橋梁的原有受力結(jié)構(gòu)，可通過增加附屬結(jié)構(gòu)等措施來改變橋梁的受力狀況，提高橋梁的承載能力；最后是對橋墩、橋臺橋梁特定部位的加固或改造。從以上幾點著手，收集老舊或破損檢測的數(shù)據(jù)，結(jié)合橋梁的原設計技術參數(shù)，分析整理，從而設計出適合需加固橋梁的加固方案。
橋梁加固改造施工中的一個重要特點是橋梁加固施工中應盡量避免對原橋梁承重結(jié)構(gòu)的進行改動，注意保持施工過程中橋體的整體穩(wěn)定性。因此施工前合理安排好施工順序，制定完善的施工組織設計，以便在不影響正常交通的前提下進行加固。盡量減小對正常交通造成的干擾。對加固改造方案中的新構(gòu)件的應用則要提高其安全系數(shù)，對采用混凝土加固的部分，應充分考慮到新老結(jié)構(gòu)間結(jié)合部位處理，使新澆筑混凝土與原有混凝土能很好的結(jié)合在一起。
4結(jié)束語
我國交通事業(yè)發(fā)展的同時也帶來了橋梁老舊、失修等問題，需要對橋梁加固設計和施工。橋梁的加固方法有很多種，在實際的路橋施工中，應考察好現(xiàn)場情況，將設計、經(jīng)濟、施工等多方面的因素進行綜合考慮，選用適合的加固技術和加固方案。以后還會不斷推出橋梁加固的新技術，完善現(xiàn)有的橋梁加固技術。
