混凝土梁橋的維修加固方法的應用

【摘 要】隨著我國經濟建設的迅猛發展，早期建設的橋梁，逐步出現標準低、承載力不足、阻礙交通暢通等現象，如何對正在使用的舊橋進行維修和加固成為建設者和管理者需關注和迫切需要解決的難題。本文通過對一些維修加固方法的介紹，結合某大橋的維修加固過程，認為正確的采用維修加固方法是舊橋維修加固的關鍵。

【關鍵詞】舊橋；維修加固；方法

Concrete girder bridge repair and reinforcement method of application

Yu Bao-liang

(Jiangsu Kwong Ng construction， garden Wujiang Jiangsu 215200)

【Abstract】With the rapid development of China's economic construction， the early construction of the bridge， the gradual emergence of a low standard， inadequate bearing capacity and hinder the smooth flow of traffic， and how the old bridge is being used for repair and reinforcement to become builders and managers need to concern and urgentneed to solve the problem. In this paper， the introduction of the repair and reinforcement method， combined with the repair and reinforcement of a bridge， that the correct repair and reinforcement method of repair and reinforcement of the old bridge.

【Key words】Old Bridge;The repair and reinforcement;Method

隨著使用時間的推移，新建橋梁終究都會成為舊橋。在橋梁運行期間，由于車輛，特別是超重車梁的行駛，以及外界各種因素作用和影響，導致橋梁產生病害、出現缺陷，嚴重影響到橋梁的正常使用。橋梁的損壞是一個不可逆轉的過程，這是因為橋梁長期在自然環境（大氣的腐蝕因素、溫度因素、濕度變化因素）和使用環境（大橋荷載作用與使用頻率的增加、橋梁材料與結構的疲勞）的作用。現在橋梁荷載的變化也使原有橋梁不能適應，對于車輛的正常行駛產生了一個很大的安全隱患。如何對正在使用的舊橋進行維修和加固就成為建設者和管理者需關注和迫切需要解決的難題。下面筆者就某大橋的維修加固過程，淺談一下舊橋維修加固方法在實際工程中的應用。

某大橋始建于1968年，荷載等級為汽－13、掛－60，橋寬凈7＋2×0.75米人行道。上部結構為T型梁，橡膠板伸縮縫，兩側為欄桿式護欄；下部結構為雙柱墩，鉆孔灌注樁基礎；單孔跨徑21.0米，共7孔，全長147.0米。該段路目前的平均日交通量為2534輛。該橋經過30多年的運營，使用性能明顯下降。病害情況調查如下：橋面板出現大量裂縫(縫寬超過0.2mm，已超過規范的規定)，橡膠板伸縮縫多次脫落，伸縮縫雖經多次維修但目前損壞仍相當嚴重；橋上過重車時主梁撓度變形相當大；橋面面層鋪裝凹凸不平，多處破損；該橋東側處于平縱曲線轉折點(轉角達到20°)，部分基礎受水流嚴重沖刷外露，且車輛對橋梁沖擊作用十分嚴重。

1. 由于該橋修建年代久遠，原設計和竣工資料已無從查找，為對該橋的承載能力和使用性能有一個科學的分析，先對該橋進行了動、靜載檢測，并請有關專家對該橋的現狀及改造方案進行了論證，結論如下：

1.1 該橋能夠滿足汽－13、拖－60的荷載要求，但不能滿足目前使用荷載汽－20、掛－100荷載等級的要求。

1.2 橋梁梁板目前產生的裂縫較多，有的裂縫超出了技術規范的要求。

1.3 目前梁板尚無其它較大病害，且撓度變形較為正常，建議繼續利用老橋板，而采取相應的加固措施，使該橋提高到汽－20、掛－100的荷載等級。

2. 大橋維修加固工程中所能采用的方法

經過專家的論證，該大橋可采用的維修加固方法最終確定為上部T梁可采用壓力灌漿法和鑿槽嵌補、截面增強、鋼板或炭纖維粘貼加固等方法進行加固；墩臺下部鋼筋混凝土套箍或護套加固法進行加固。

3. 擬采用維修加固方法的實用性和主要事項

3.1 壓力灌漿和鑿槽嵌補法。

各類混凝土梁橋的裂縫修補。對于縫寬小于0.3mm的裂縫或表面裂縫可采用表面封閉：對于0.3mm～0.5mm的裂縫可采用化學灌漿封閉：對于大于0.5mm的裂縫則需采用鑿槽嵌補法修復。裂縫較大時采用手壓泵注漿；裂縫較細或灌漿量小時采用注射器注漿；封閉應嚴格；作業要防火、防毒；鑿槽嵌補時應將槽內清除干凈，用水泥砂漿填補時槽內應濕潤，用環氧砂漿時槽內應干燥。

3.2 面增強法。

當梁的強度、剛度、穩定性和抗裂性能不足時，通常采用增大構件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是在梁底面或側面加大尺寸，增加配筋，提高梁的有效高度和抗彎強度，從而提高梁的承載能力。該法廣泛應用于梁橋。

3.3 貼加固法。

當交通量增加，主梁出現承載能力不足，或縱向主筋出現嚴重腐蝕的情況時，梁板橋的主梁會出現嚴重的橫向裂縫。采用粘結劑及錨栓，將鋼板或炭纖維條粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位，使其與結構形成整體，以鋼板或炭纖維條代替增設的補強鋼筋，達到提高梁的承載能力的目的。

3.4 筋混凝土套箍或護套加固法。

當橋梁墩臺由于埋置深度不夠，或因施工質量控制不嚴等原因，導致墩臺開裂破損時，有事會出現貫通裂縫，可采用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進行加固。當墩臺損壞嚴重，如有嚴重裂縫及大面積表面破損、風化和剝落時，則可采用圍繞整個墩臺設置鋼筋混凝土護套的方法進行加固。

4. 加固方法的選用

4.1 上部T梁。

（1）由于粘貼加固法中的鋼板粘貼加固法和炭纖維粘貼加固法施工難度較大、造價較高且其加固方法并不能提高T梁的剛度從而在根本上解決T梁擾度過大的問題。

（2）截面增強法雖然施工難度較高但造價較低，且可以提高橋梁的設計荷載，可以提高T梁的剛度在根本上解決T梁擾度過大的問題，故在橋梁維修加固設計中采用方法。

（3）T梁的裂縫采用壓力灌漿和鑿槽嵌補法進行封閉。

4.2 下部墩臺。

（1）由于原有橋臺為U型橋臺，在運營過程當中未出現大的病害故在此次設計位于維修加固。

（2）橋墩采用鋼筋混凝土套箍或護套加固法和增加承臺法進行加固。

5. 橋梁維修加固設計

5.1 上部T梁的加固設計

設置下馬蹄，并根據計算配置425+220鋼筋，馬蹄尺寸為33×28cm，梁高由原135cm增高至153cm。經過計算橋梁的抗力強度及剛度已經滿足汽-20，掛-100設計的荷載標準。具體數值如下：

（1）其荷載效應的控制值為Mj=3113.1KN.m，拉力效應的理論計算值為Mj=4221.5KN.m。

（2）剪力荷載效應的控制值為Qj=556.2KN，控制截面的鋼筋所需面積為Aw=16.9cm2，控制截面的鋼筋實有面積為Aw'=32.6cm2。

（3）附加恒載及活載對截面產生的上緣混凝土應力為8.5KPa，下緣鋼筋應力為151 MPa，均小于容許應力。

（4）附加恒載及活載產生的跨中撓為5.85mm和25.2mm，均小于容許值。

5.2 V更換支座。

原橋支座為鋼板支座和活動擺柱支座，改造后全部改為板式橡膠支座。為此將原橋活動擺柱支座拆除，設預制墊塊調整其標高。由于原橋鋼板支座與主梁和蓋梁都由預埋筋焊牢，無法清除。故采用槽型鋼板扣住鋼板支座，一方面免除剔掉鋼板支座的麻煩和對主梁和蓋梁的傷害，也為設置橡膠板支座增加了承壓面積。

5.3 橋臺的改造。

因為上部T梁增設了下馬蹄，故T梁高度增加了18cm，且隨著支座的更換原橋臺背墻高度已不能滿足設計需求，故需將原橋臺背墻進行加高。

5.4 墩的加固。

橋墩基礎加固對1＃，6＃墩進行，2～5＃墩為群樁承臺基礎，有較高強度儲備，0＃及7＃為橋臺基礎不用加固。加固采用在雙柱間設置承臺，形成樁基與擴大基礎聯合作用，圖中承臺所設位置在樁柱結合面以下2米，按此承臺加固時，增加基礎承壓面積10.3m ，以該橋位處地質狀況為松散砂礫，其地基強度為(200~300KPa)，故可提高地基承載能力206T～309T而承臺本身自重只為25.8T。1～6號橋墩墩柱均采用鋼筋混凝土套箍法進行加固。

6. 使用效果和效益分析

該橋的維修加固僅用了3個月時間，工程投資105.8萬元，平均每延米造價7179元，達到了節省投資、縮短工期、提高橋梁通行能力的目的。以該橋和相關資料考核比在原舊橋旁新建一座相同長度和寬度的橋梁，可節約投資67％，工期縮短60%。該橋經過幾年的通車運營，未發現異常跡象，行車舒暢，使用效果良好，經濟效益和社會效益巨大。

7. 結束語

橋梁是公路的主要組成部分，修路架橋總是相伴相隨，對當地和周邊地區經濟發展起著十分顯著的作用。盡管建設橋梁時，充分考慮了當時當地遠景經濟發展和社會諸多方面的要求，采取了時代最先進技術和材料，但仍然難以擺脫歷史的局限性。早期建設的橋梁，標準低和承載力不足，逐步阻礙交通暢通，成為公路交通的“瓶頸”，通過對舊橋的維修、加固和利用，使舊、危橋進可能長的發揮作用，讓有限的資金發揮更大的效益，使我國橋梁建設真正的步入“建養并重”的可持續發展道路，任務雖然間距，但其意義和影響卻很深遠。

參考文獻

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