簡析危橋維修加固技術(shù)

龔海平 龍齊文

（宜春市公路管理局宜豐分局，江西 宜豐 336300）

1 危橋定義

所謂危橋，是指符合《公路橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》橋梁技術(shù)評定標(biāo)準(zhǔn)中五類危險狀態(tài)的橋梁，即符合下列兩項指標(biāo)之一的橋梁：（1）橋梁重要部件出現(xiàn)嚴(yán)重的功能性病害，且有繼續(xù)擴(kuò)展現(xiàn)象；關(guān)鍵部位的部分材料強(qiáng)度達(dá)到極限，出現(xiàn)部分鋼筋斷裂，混凝土壓碎或壓桿失穩(wěn)變形的破損現(xiàn)象，變形大于規(guī)范值，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和動力響應(yīng)不能達(dá)到平時交通安全通行的要求。（2）承載能力比設(shè)計降低25%以上。

2 常見的危橋加固方法

2.1 加大截面加固法

加大截面法,也稱為外包混凝土加固法,是用增大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積和配筋進(jìn)行加固的一種方法。這種加固方法要求被加固的橋梁下部結(jié)構(gòu)能夠承受更多的自重,能夠提供更高的承載力。通常情況下,以加厚橋面板或加大主梁的梁肋寬度為主。

2.2 預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法,適用于要求提高承載力、剛度和抗裂性及加固后所占用空間小的橋梁?？煞譃轭A(yù)應(yīng)力拉桿加固和預(yù)應(yīng)力撐桿加固,其中預(yù)應(yīng)力拉桿加固主要用于受彎構(gòu)件,以梁身為錨固體,通過預(yù)應(yīng)力張拉對梁的受拉區(qū)域施加外力,以抵消結(jié)構(gòu)本身的自重,減少車輛荷載作用下的應(yīng)力,能夠減少梁體出現(xiàn)過多的裂縫,以及減小裂縫寬度。預(yù)應(yīng)力撐桿加固主要用于橋梁下部結(jié)構(gòu)的軸心受壓墩柱,但在實踐中橋梁墩柱加固也很少采用這種方法。

2.3 外部粘鋼加固法

外部粘鋼加固法是一種采用化學(xué)粘結(jié)劑將鋼板直接粘貼在混凝土構(gòu)件表面,使之與構(gòu)件形成受力整體,以提高承載力、增大延性、剛度和滿足正常使用要求的加固方法。

2.4 粘貼FRP加固法

粘貼FRP加固法是采用高強(qiáng)度或高彈性模量的纖維復(fù)合材料,用專門配置的粘貼樹脂或浸漬樹脂粘貼在橋梁混凝土構(gòu)件表面,使之與原構(gòu)件形成整體共同受力的加固方法。目前,結(jié)構(gòu)工程中常用的FRP材料有玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維3種,其中以碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)用更多。

3 危橋維修加固實例分析

某公路橋梁建于20世紀(jì)80年代，全長187.8m，上部結(jié)構(gòu)為8孔21.5m的鋼筋混凝土剛架拱橋，矢跨比為1/6，橋面總寬度32.0m+2×1.25m，設(shè)計荷載為汽-超20、掛120。橋跨橫向設(shè)14片拱片，每孔以2道橫隔板、13道橫系梁和12道微彎板以及6cm鋼筋混凝土橋面鋪裝進(jìn)行連接。下部構(gòu)造為單排10根直徑為1.2m的鉆孔灌注樁，梯形蓋梁，群樁基礎(chǔ)組合橋臺。由于該橋使用年限較長，加之交通量很大，大噸位車輛通過頻繁，并受當(dāng)時設(shè)計及施工條件限制，大橋存在較多問題，為確保交通安全，滿足道路使用功能，亟待進(jìn)行維修加固。

3.1 加固前病害調(diào)查

通過對舊橋現(xiàn)狀進(jìn)行綜合檢測，掌握橋梁的損害及老化程度，病害情況如下。

①主拱片開裂：大、小結(jié)點混凝土均出現(xiàn)斜向裂縫，最大寬度達(dá)0.2mm；實腹段跨中5m區(qū)域存在豎向受力裂縫，最大寬度達(dá)1.0mm，裂縫間距20cm~40cm。

②弦桿、橫系梁、微彎板開裂：弦桿存在較多豎向裂縫，最大寬度達(dá)0.5mm，間距20cm~60cm。約有20%的橫系梁出現(xiàn)混凝土豎向裂縫，最大裂縫寬度達(dá)1mm；10%的橫系梁與主拱片的接頭部位混凝土開裂。60%的微彎板存在沿縱橋向的開裂，部分微彎板底面嚴(yán)重網(wǎng)裂、混凝土破碎，微彎板加筋肋存在多條豎向裂縫，最大寬度達(dá)1.2mm。

③橋面系病害：在新舊橋結(jié)合部位的橋面鋪裝層出現(xiàn)縱向開裂。5#孔橋面局部沉陷，面積約為6.0m2。伸縮縫嚴(yán)重?fù)p壞，TST填縫料沿橫橋向開裂，縫寬最大達(dá)3.5mm，且伴有跳車現(xiàn)象。個別泄水管缺失，多數(shù)泄水管外壁滲水，導(dǎo)致泄水直接侵蝕到主拱片混凝土。人行道板及欄桿混凝土有較為嚴(yán)重的損壞。

3.2 加固方案

根據(jù)檢測結(jié)論、原設(shè)計文件、工程地質(zhì)資料，經(jīng)綜合分析比較后，提出如下的加固處治方案。

①主拱片加固：對主拱片實腹段以及上弦桿上的混凝土裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理，裂縫寬度＞0.2mm時，用化學(xué)灌漿法修復(fù)；裂縫寬度＜0.2mm時，用環(huán)氧樹脂修復(fù)。裂縫修補(bǔ)后，采用粘貼碳纖維布法對主拱片實腹段進(jìn)行加固，以提高實腹段的截面抗力。

②橫系梁、橫隔板及主拱腿加固：采用增大截面法進(jìn)行加固。首先對與拱片連接部位有開裂的橫系梁恢復(fù)原有聯(lián)結(jié)，再采用植筋掛鋼筋網(wǎng)，然后現(xiàn)澆混凝土對部分橫系梁、橫隔板及主拱腿進(jìn)行加固。將橫系梁更換為橫隔板，加強(qiáng)截面強(qiáng)度，提高橋跨結(jié)構(gòu)的橫向剛度及承載能力。橫橋向鋼筋需鉆孔穿過實腹板、上弦桿混凝土，鋼筋鉆孔安裝完畢后采用壓力灌漿的方法進(jìn)行灌注結(jié)構(gòu)膠錨固。

③全橋面加固：拆除原有微彎板，更換為鋼筋混凝土連續(xù)行車道板；鋪筑1層4cm厚瀝青混凝土磨耗層以改善橋面行車舒適性，外側(cè)設(shè)50cm寬的墻式混凝土防撞護(hù)欄；橋面設(shè)雙向1.2% 橫坡，并重新設(shè)置排水管，加強(qiáng)橋面的防排水能力；將現(xiàn)有TST伸縮縫更換為毛勒伸縮縫。

④凡構(gòu)件中存在鋼筋銹蝕、混凝土脹裂脫落以及其他混凝土裂化損傷的部位均采用環(huán)氧砂漿、NSF改性砂漿、粘貼玻璃絲布等方法進(jìn)行修補(bǔ)處理。

3.3 加固效果

為檢驗加固效果，通過工后荷載試驗評估加固后的主體結(jié)構(gòu)是否滿足設(shè)計荷載狀態(tài)下的正常使用要求。試驗結(jié)果表明：加固后在試驗荷載作用下橋跨結(jié)構(gòu)可達(dá)到設(shè)計荷載，能夠保證正常行車使用。

4 加強(qiáng)橋梁檢查，確保橋梁質(zhì)量

各負(fù)責(zé)單位要對所管養(yǎng)的橋梁每三年應(yīng)組織一次檢查，檢查工作按《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ073-96）中定期檢查的程序和要求執(zhí)行?？h級公路管理機(jī)構(gòu)對所管養(yǎng)的橋梁每季度應(yīng)進(jìn)行一次檢查，檢查工作按《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ073-96）經(jīng)常檢查的程序和要求執(zhí)行。

各責(zé)單位要對所管養(yǎng)的橋梁要做好專人觀測、記錄、建檔等工作。技術(shù)狀況為三類的橋梁每月觀測一次，技術(shù)狀況為四類的橋梁每7天觀測一次，交通流量特別大、超載車輛多的線路上的四類橋，每三天觀測一次，三、四類橋梁遇大、暴雨天氣每天觀測一次。

橋梁維修加固工程施工時，施工單位應(yīng)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定在橋梁兩端設(shè)置安全警告標(biāo)志，必要時還應(yīng)安排專人維護(hù)交通，確保行車安全。如橋梁維修加固期間禁止車輛通行，應(yīng)擬定適當(dāng)?shù)睦@行路線，在繞行路口設(shè)立明顯的指路標(biāo)志，并向社會公示。

加強(qiáng)危橋改造項目質(zhì)量監(jiān)督管理和安全監(jiān)督行業(yè)管理，嚴(yán)格按規(guī)定制定監(jiān)督大綱，明確監(jiān)督工作重點，實施質(zhì)量監(jiān)督工作，以設(shè)計文件、相應(yīng)技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，加強(qiáng)重點部位、重點工序質(zhì)量監(jiān)督檢查，有效規(guī)范參建單位和人員的質(zhì)量行為，質(zhì)量監(jiān)督覆蓋率達(dá)到100%。

認(rèn)真督促建設(shè)單位結(jié)合工程實際情況，合理安排進(jìn)度，堅持質(zhì)量第一原則，不得趕搶工期，防止由于違反合理工期造成質(zhì)量和安全隱患。加大各項技術(shù)方案的審查管理力度，認(rèn)真落實精細(xì)化施工要求，強(qiáng)化過程質(zhì)量控制，加強(qiáng)橋梁強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性驗算，著力解決好橋梁裂縫、預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不飽滿、鋼筋保護(hù)層不足等薄弱環(huán)節(jié)和質(zhì)量通病問題，確保橋梁工程質(zhì)量。

5 結(jié)語

橋梁維修加固改造工程管理工作要把工程質(zhì)量放在首位，建立、健全質(zhì)量控制體系，嚴(yán)格檢查驗收制度，提高投資效益。防治結(jié)合，預(yù)防養(yǎng)護(hù)為主，深入持久地把橋梁加固改造工作抓好，盡可能消除橋梁結(jié)構(gòu)上的一切安全隱患，堅決杜絕因橋梁技術(shù)狀況原因引起的橋梁垮塌安全事故。

[1]吳鵬來，郝加和，斯玉蘭.橋梁加固的幾種措施[J]交通標(biāo)準(zhǔn)化,2003,(1).

[2]楊修志.加強(qiáng)危橋改造工程管理的探討[J]山東交通科技,2010,(6).