橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用

莫 飛

（黔南州交通設(shè)計(jì)院，貴州都勻 558000）

橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用

莫 飛

（黔南州交通設(shè)計(jì)院，貴州都勻 558000）

針對(duì)當(dāng)前橋梁工程使用年限過(guò)長(zhǎng)而存在的病害問(wèn)題，文章以實(shí)際的工程案例，將其各部分結(jié)構(gòu)的改造加固方案設(shè)計(jì)內(nèi)容和應(yīng)用方法進(jìn)行了研究。

橋梁結(jié)構(gòu)；加固方案設(shè)計(jì)；雙曲拱橋

1　工程概況

綏陽(yáng)縣老鷹關(guān)橋位于綏陽(yáng)縣Y022520323的后槽至黎山公路K10+350處，其橋長(zhǎng)為1×34 m的雙曲拱橋且總長(zhǎng)43.34 m。該橋梁工程的結(jié)構(gòu)形式為雙曲拱橋，是我國(guó)上世紀(jì)七八十年代大量興建的橋梁。然而，隨著使用年限的不斷增加，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性發(fā)生了變化。基于此，相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行了工程檢測(cè)，對(duì)橋梁各部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了匯總。結(jié)果表明，該橋梁工程存在欄桿局部破損、拱上位置露筋以及混凝土老化的問(wèn)題。在這種情況下，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)加固和改造是相關(guān)部門所要面對(duì)的問(wèn)題。文章以這一橋梁工程的改造過(guò)程為例，其目的是為其他橋梁工程的加固改造設(shè)計(jì)提供一些理論依據(jù)。

2　橋梁工程各部分結(jié)構(gòu)的加固方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用

2.1上部結(jié)構(gòu)

橋梁工程的上部結(jié)構(gòu)，顧名思義，即為該工程的最上面的結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)中的病害大多數(shù)是因其長(zhǎng)期的承載負(fù)荷過(guò)大而造成的，比如車身自重過(guò)大、車流量過(guò)大等。對(duì)其進(jìn)行加固方案設(shè)計(jì)，首先，要充分了解該橋梁工程的具體情況。其次，根據(jù)了解的結(jié)構(gòu)，可在橋面上加設(shè)一層鋼筋混凝土面層。在進(jìn)行加固改造的過(guò)程中，要注意使其與原有橋梁的主梁融為一個(gè)整體。只有在這一條件下，才能使加設(shè)結(jié)構(gòu)發(fā)揮出擴(kuò)大抗壓性能、提升主梁高度的作用。

2.2橋頭引道結(jié)構(gòu)

該工程中的橋頭引道是連接公路與橋梁兩端的重要路段之一。為使引道能夠起到更好的連接作用，這就能夠以針對(duì)性手段來(lái)解決工程檢測(cè)結(jié)果中的異常問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，工程檢測(cè)結(jié)果中橋頭銜接處的沉降問(wèn)題，加固方案設(shè)計(jì)人員要制定出有效的填補(bǔ)施工，這是避免車輛在該橋梁工程上行駛時(shí)發(fā)生跳車現(xiàn)象的有效措施。此外，還應(yīng)對(duì)經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的受損護(hù)欄和擋墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)其損害程度進(jìn)行更換和加固，這是保證橋頭引道的結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定的措施之一。從工程的整體角度上分析加固存在病害的橋頭引道，能夠有效地促進(jìn)整個(gè)橋梁工程的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性。

2.3橋面伸縮結(jié)構(gòu)

橋梁工程的伸縮結(jié)構(gòu)是針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)熱脹冷縮問(wèn)題而設(shè)置的重要構(gòu)件。由于橋梁使用年限的增多，削弱了伸縮縫的實(shí)際性能。在對(duì)其進(jìn)行加固方案的設(shè)計(jì)時(shí)，要圍繞橋梁工程伸縮結(jié)構(gòu)發(fā)生病害的具體情況而定。具體的加固方案有：當(dāng)病害的表現(xiàn)形式為軟性填料的脫落松散時(shí)，在清理原伸縮縫隙中的存留物后再注入新的填縫料。當(dāng)伸縮結(jié)構(gòu)的損壞情況已經(jīng)很難利用加固手段來(lái)提高其穩(wěn)定性時(shí)，則須進(jìn)行及時(shí)的更換。這兩種橋梁結(jié)構(gòu)的改造加固設(shè)計(jì)方案都能提高橋梁工程的穩(wěn)定性。

2.4鋪裝層面結(jié)構(gòu)

橋梁混凝土老化是結(jié)構(gòu)病害容易出現(xiàn)的問(wèn)題。因此，在對(duì)其進(jìn)行改造加固的設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了要注重病害問(wèn)題的處理，還應(yīng)制定出相關(guān)的養(yǎng)護(hù)維修方案。首先，具體的加固改造之前要將鋪裝層面結(jié)構(gòu)上的垃圾、雜物以及其他廢品清除干凈。這是保證橋梁伸縮縫作用能夠正常發(fā)揮，鋪裝層面結(jié)構(gòu)的排水孔、泄水孔具備良好疏通效果的設(shè)計(jì)內(nèi)容。此外，對(duì)于鋪裝層面結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的洞穴、裂縫等病害，可對(duì)發(fā)生問(wèn)題的部位進(jìn)行局部處理的改造方案設(shè)計(jì)。

2.5橋墩主體結(jié)構(gòu)

橋墩的主體結(jié)構(gòu)是進(jìn)行改造和加固方案設(shè)計(jì)過(guò)程中首先要考慮的，具體的加固設(shè)計(jì)方案內(nèi)容有：裂縫。工程檢測(cè)結(jié)果顯示，該工程橋墩主體結(jié)構(gòu)上存在2～3 mm的多處裂縫，這就給公路和鐵路雙層兩用的橋梁工程正常使用埋下了巨大的安全隱患。針對(duì)這種情況，加固設(shè)計(jì)人員應(yīng)將裂縫的處理作為進(jìn)行改造工程的重點(diǎn)內(nèi)容。設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)將橋墩結(jié)構(gòu)分為上、中、下三層來(lái)進(jìn)行逐一處理。對(duì)于主體結(jié)構(gòu)上裂縫較大的，則選擇根據(jù)橋墩的自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出鋼筋混凝土的護(hù)套加固。對(duì)于鋼筋混凝土護(hù)套的鋼銷，最好將其直徑控制在10～20 cm之間，這是強(qiáng)化改造設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效措施之一。

如果該工程橋墩結(jié)構(gòu)的地基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)使橋墩發(fā)生整體下降的病害。在降低原有負(fù)荷承載能力的同時(shí)，還影響了整個(gè)橋梁工程的使用穩(wěn)定性和耐久性。對(duì)這一病害進(jìn)行改造和加固，只能通過(guò)控制下降程度來(lái)作為設(shè)計(jì)方案。在具體的改造工作進(jìn)行前，需要對(duì)工程所處地區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行充分了解，如該工程所在流域的水流量、沖刷力等，這是為改造加固設(shè)計(jì)方案提供方向指導(dǎo)的重要數(shù)據(jù)內(nèi)容。此外，對(duì)于地基沉降不嚴(yán)重的病害，可通過(guò)設(shè)置砂樁法、結(jié)構(gòu)注漿法等加固方案設(shè)計(jì)進(jìn)行處理。對(duì)于橋墩結(jié)構(gòu)的地基是軟土的問(wèn)題，可將沖振法、砂袋套管以及注漿法聯(lián)合起來(lái)使用，以保證加固改造方案設(shè)計(jì)的有效性。

2.6拱上結(jié)構(gòu)

雙曲拱橋的拱上結(jié)構(gòu)是支撐整個(gè)橋梁工程的重要結(jié)構(gòu)內(nèi)容。對(duì)拱上露筋問(wèn)題進(jìn)行加固改造設(shè)計(jì)，應(yīng)采用外包混凝土的形式，來(lái)加大截面的機(jī)理質(zhì)量。這是有效增大主拱圈剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性和抗裂性有效方法。具體過(guò)程為：沿原雙曲拱圈截面（C35鋼筋混凝土）進(jìn)行三面外包，從而達(dá)到滿足橋梁結(jié)構(gòu)的加固要求。

對(duì)于增大拱圈的截面尺寸改造，可以同時(shí)對(duì)腹孔圈進(jìn)行內(nèi)襯式的加固方式。具體來(lái)說(shuō)，就是在腹孔圈及用C35混凝土的基礎(chǔ)上，對(duì)原橋拱上的建筑和空腹段主拱圈頂部部位進(jìn)行全方位的噴射、掛網(wǎng)。其中鋼筋的網(wǎng)間距為10×10，混凝土噴射的厚度要控制在10 cm左右。針對(duì)改造加固方案設(shè)計(jì)施工難度大的問(wèn)題，在利用外包混凝土進(jìn)行加固的過(guò)程中，必須要滿足以下施工要求：第一點(diǎn)，外包混凝土加固的法施工必須采取措施，保證模板的搭設(shè)、鋼筋安置以及新混凝土的澆筑和振搗的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第二點(diǎn)，原有混凝土表面應(yīng)沖洗干凈，澆筑混凝土前，原混凝土表面以水泥砂漿等界面劑進(jìn)行處理，以加強(qiáng)新、舊混凝土的結(jié)合。第三點(diǎn)，本改造加固設(shè)計(jì)方案采用是三面外包（空腹段為全包），這就意味著在具體的施工過(guò)程中，應(yīng)將構(gòu)件的棱角敲掉，同時(shí)還要把胡渣塵土去除干凈。第四點(diǎn)，為了使新、舊混凝土盡快的結(jié)合為一體，可對(duì)原混凝土構(gòu)件所存在的缺陷進(jìn)行清理。在此過(guò)程中，不能忽略原構(gòu)件的任何部位。同時(shí)，還要將構(gòu)件的表面進(jìn)行鑿毛，要求打成溝槽或麻坑。對(duì)于溝槽的深度不應(yīng)小于6 mm，其間距不應(yīng)大于200 mm。

3　結(jié)束語(yǔ)

總而言之，對(duì)于老舊橋梁工程的改造和加固設(shè)計(jì)，要在工程檢測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。只有這樣才能使改造的施工內(nèi)容和方法具有針對(duì)性，才能使改造后的橋梁恢復(fù)其使用的穩(wěn)定性。此外，對(duì)于拱上露筋的病害，在進(jìn)行改造和加固的施工中，需要注意所采用的鋼筋混凝土材料質(zhì)量以及進(jìn)行振搗的施工質(zhì)量。這是保障改造加固方案設(shè)計(jì)有效性的前提，也是延長(zhǎng)橋梁工程使用耐久性的關(guān)鍵因素。

［1］ 張?zhí)┬?橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用探析［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2011，（18）：53-55.

［2］ 王慧云.橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2011，（24）：90-92.

U445.1

C

1008-3383（2016）10-0107-01

2016-04-18

莫飛（1979-），貴州思南人，高級(jí)工程師，從事公路橋梁勘察設(shè)計(jì)工作。