公路改擴建工程中舊橋涵的調查和加固利用淺析

魏成家

摘要：從控制舊路改擴建工程的造價入手，淺談控制工程造價的主要因素、舊橋涵現狀的調查、水文計算、加固利用的方法及應注意的問題。

關鍵詞：公路；舊橋涵；調查；加固；利用

控制公路工程造價的主要因素有：征地拆遷的費用、路基土石方數量、橋涵及擋土墻等構造物及防護工程的數量、路面工程的結構形式等。比如“以舊路改造為主”的原則，就是要求盡可能在原有公路上布線，以便充分利用原有路基，盡量減少征地拆遷的費用和路基土、石方數量，進而降低工程造價。因此，原有橋梁、涵洞的充分利用，對于進一步降低和控制工程造價，具有十分重要的作用。

一、舊橋涵現狀的調查

目前我國在原有公路上使用權的舊橋涵大多數修建于20世紀六七十年代，少部分建于八九十年代，還有極少一部分建于50年代，甚至更早。受當時的技術水平及施工條件的限制，這些舊涵的型式大部分為石拱橋（涵）、雙曲拱橋、鋼筋鹼簡支梁（板）橋及石蓋板涵等，采用預應力結構的橋梁幾乎沒有，鋼筋鹼箱涵也極少見。因此，本文將只對較為常見的舊橋涵進行論述。

1.石拱橋。原有石拱橋的調查主要從以下幾個方面著手：首先要仔細檢查拱圈是否裂縫，尤其要重點檢查拱頂及拱腳部位，若拱頂較高時，可借助望遠鏡或經緯儀觀察，或通過是否有滲水現象進行判斷。同時要特別注意區分建橋時使用的砂漿（灰漿）材料和維修養護時使用的砂漿材料的不同之處，因為往往在維修養護時會把舊橋原有的無法根除的病害掩蓋起來，從而造成錯誤的判斷。檢查過程中一旦發現這種情況，可以有選擇地把維修養護的砂漿材料部分清除干凈后再進行檢查。檢查拱圈以后，接下來就檢查橋臺及橋墩，同樣也從檢查是否有裂縫著手，并重點檢查墩、臺與基礎的結合部位，然后檢查墩、臺基礎，著重檢查局部沖刷的情況、深度及是否出現基礎淘空的現象。并在局部位置人工開挖，檢查基礎的埋置深度，為以后的水文沖刷驗算提供依據。同時，還要調查河床、河道的情況，對于水流尤其是紊流產生的沖刷要特別予以重視。上述外觀檢查完畢后，即可對舊橋進行詳細測量，包括拱圈厚度，所用材料，橋墩、橋臺、基礎的材料及尺寸，拱頂填土厚度（可采用挖探的方式進行），砂漿或灰漿的強度等。這里著重說明一下，就是砂漿或灰漿強度的檢查，由于石拱橋承受荷載的能力除了與石料的標號有關外，更主要的是與砂漿強度有關。但當時的施工記錄大多無從查找，只有在現場采用一些簡單的方法進行判斷?？梢杂描F釘的釘頭在砂漿處用力劃刮，若砂漿隨之脫落或出現較為明顯的刮槽，則該砂漿或灰漿的強度較低，最多只有2.5號。若用釘子用力劃刮后只出現輕微劃痕，再用鐵錘擊打，也不易破碎的話，則該砂漿標號可以達到5--7.5號。這些數據的收集，可為驗算舊橋承載力提供依據。

2.雙曲拱橋。雙曲拱橋曾經有過一段輝煌的經歷，但由于它的橫向聯系較差、結構偏于單薄等因素，目前已經很少采用。正是由于這個原因，舊路改造時會經常遇到此類橋型，且它們的通病也大多相同。因此，在實地調查時除了采用前述的檢查石拱橋的方法進行檢查外，還應著重檢查拱肋與拱波之間是否有裂縫、拱波自身的整體性如何、是否出現橫橋向的裂縫、橫系梁的狀況如何等。

3.鋼筋硅板梁橋。對于這類橋型，橋墩、橋臺等壇工砌體的檢查方法同前所述，而上構則應著重檢查是否有露筋現象、跨中部分是否有橫橋向的裂縫、其延伸高度是多少、在支座附近是否存在斜向裂縫。對于預制安裝的，要檢查橋梁的整體性如何、鉸縫處是否開裂。另外，還要注意檢查伸縮縫和支座的情況。對于鹼標號除了使用回彈儀檢測之外，還可采用下面的方法，即用鋼釬敲鑿鹼，若比較容易鑿出碎塊，則硅的標號不高，最多有20號。若敲鑿時感覺較為堅硬，鑿出的碎塊較小，則硅的標號較高，可達25--30號。但該方法的隨意性較大，最好只做為參考。

4.石拱涵。石拱涵的結構特點與石拱橋大體相同，檢查方法也與之相同，具體調查時可參照上述的方法進行。此外，有所不同的就是要注意測量拱頂填土高度，以及進、出水口處的導流結構物如八字墻等。對于干砌片、塊石拱涵，一定要重點檢查基礎情況，同時在側面檢查拱圈是否有不均勻的下沉或突起，若拱圈底的弧面較為圓順、平整，片、塊石無風化，無破碎，就可初步判斷其狀態良好。下面介紹一種間接判斷石拱涵狀態的方法。當涵頂填土不高，在l米左右，且公路路面為瀝青路面，此時如果涵頂處的路面情況與前后不一致尤其是有修補過的情況時，則可判斷涵洞有病害。這是因為如果涵洞有病害，會導致涵頂填士下沉或流失，從而反映到路面上來。這種現象對于其他型式的涵洞如石板涵、鋼筋鹼蓋板涵等，也同樣適用。

5.石板涵及鋼筋硅蓋板涵。由于受到材料特性的限制，石板涵的凈跨一般不會很大，在1米及1米以下的情況較多，且填土高度多在2米以下，除了按照前述的方法進行檢查外，還要特別檢查石板的厚度及其風化程度。而鋼筋鹼蓋板涵的檢查方法也基本相同，并可參照前述的檢驗鋼筋硅板梁橋的鹼標號的方法檢測鹼板的標號。

二、橋梁改擴建設計的技術特點

1.橋梁的基礎工程普遍受新舊基礎沉降差異的影響，進而影響著橋梁拼接加寬的結構受力，尤其是預應力混凝土梁橋，新舊預應力混凝土的變形對橋梁拼接施工具有重大的影響。

2.新舊橋梁拼接區域的構造及施工技術直接影響著橋梁拼接區域的細部構造和施工質量。

3.預應力混凝土連續箱梁拼接加寬的影響因素更為復雜，如新舊箱梁混凝土收縮、徐變差異、基礎沉降、拼接連接型式和拼接部位荷載作用等，因此結構分析計算非常重要。

4.改擴建設計應為全過程動態設計，施工期間根據具體的實際結構特點、施工方案作出必要的調整。

5.橋梁加寬的形式選擇與老路改擴建期間的交通組織關系密切，橋梁加寬設計應與施工期間的交通組織協調確定。

三、橋梁拼接加寬的型式

1.新舊橋梁的上、下部結構均分離。這種加寬方式是新老結構之間留工作縫，其特點是施工難度小，工程質量容易控制，在活載作用下拼縫處會出現撓度差，不同步變形將會造成連接部位瀝青鋪裝層破壞形成縱向裂縫。

2.新舊橋梁的上、下部結構均連接。這種加寬方式是加寬橋與原橋之間聯系成為整體，減小各種荷載作用下新老橋連接處產生過大的變形。但加寬橋基礎沉降大于老橋基礎沉降時，產生的附加內力較大，將會使下部構造中帽梁、系梁等連接處產生裂縫，上部構造連接處也可能產生裂縫。

3.新舊橋梁的上部結構連接、下部結構分離。這種加寬方式是加寬橋與原橋的下部結構相互不產生影響，僅上部構造連接在一起，上部構造連接對下部構造產生的內力影響很小。但新老橋下部的不均勻沉降將直接影響上部結構拼接位置的受力，需采取措施減小新建結構的沉降量。

四、勘測設計及施工中應注意的幾個問題

舊橋涵的利用最好采用單邊加寬的利用方式，一方面可使新建的部分整體性較好，另一方面在施工時可盡量減少對舊橋涵基礎的擾動，保證舊橋涵的正常使用。而新舊橋涵之間要做好沉降縫，避免新建部分的正常沉降影響舊橋部分。另外，對于在現場即可判定需要拆除重建的舊橋涵，也要做好詳細調查記錄，在重新設計時作為必須注意的問題來考慮。如舊橋涵的病害為不均勻沉降，則新建橋涵的基礎處理就要注意這方面的問題，避免重蹈覆轍。同時要注意新、舊部分之間的銜接要平順，以防止產生紊流，避免產生意想不到的沖刷危害。最后，施工的時候千萬注意避免對舊橋涵基礎的擾動，并盡量選擇旱季進行基礎施工，防止水害。

參考文獻

[1]JTGD60-2004，公路橋涵設計通用規范[S].