老橋梁加固及改造

王杰昭

（南通市規劃設計院有限公司，江蘇 南通 226006）

老橋梁加固及改造

王杰昭

（南通市規劃設計院有限公司，江蘇 南通 226006）

介紹了2015年底南通市區市政橋梁普查情況，并對老橋檢測結果進行了分析。南通地區老橋梁主要類型為拱橋和簡支板梁橋，橋梁病害多發生在上部結構中，并且老橋超載及帶病工作較為普遍，老橋的加固改造工作較為緊迫。介紹了簡支梁橋和拱橋上部結構常用改造措施。

老橋；檢測；加固；效益

0 引言

現有市政橋梁有很多是根據20世紀80年代或90年代初期頒布的設計標準建造的，其設計荷載相對較低。隨著各種重型車輛，尤其是工程用重型運輸車的不斷出現，橋梁負荷日趨加重，加之舊橋部分老化、破損或受原設計標準的限制，己不能適應現代交通運輸的要求。

根據2015年底南通市區橋梁普查情況統計，橋梁病害多發生在上部結構中，并且南通地區老橋超載及帶病工作較為普遍，對老橋加固改造工作較為緊迫。

經過前期工程案例統計表明，在一般情況下，橋梁的加固費用約為新建橋梁費用的10%～20%，因此，加速舊橋加固或改造技術的研究，不僅能更好地、及時地為現代交通運輸服務，而且能為建設單位帶來巨大的經濟效益和社會效益。

本文根據筆者的工作實踐，主要介紹幾種老橋上部結構加固及改造措施。

1 老橋檢測及結果分析

1.1 檢測內容

檢測主要內容為橋梁外觀檢查、專項無損檢測、線形測量和靜動載試驗。

（1）橋梁外觀檢查

分上部結構、下部結構、橋面系和附屬設施等幾部分進行。包括混凝土開裂、破損、露筋、鋼筋銹蝕、順筋開裂、保護層脫落、受水浸蝕等病害的檢查，重點檢查結構受力裂縫。支座變形、脫空、老化開裂等，活動支座是否活動自如。橋面縱橫坡是否平順，橋面鋪裝有無波浪、車轍、坑槽、破碎、網裂、縱橫縫，橋頭是否平順，有無沉降和擠壓隆起。伸縮縫有無變形、破損、漏水、跳車、異常聲響，螺栓螺帽松動，縫內是否堵塞，接縫處鋪裝有無破損。泄水管是否堵塞、殘缺，橋面是否積水，橋下是否漏水。

（2）專項無損檢測

包括混凝土強度檢測、碳化深度檢測、鋼筋位置及保護層厚度檢測。混凝土強度檢測可采用回彈法以及超聲回彈綜合法來評定混凝土的強度等級；混凝土碳化深度檢測可使用濃度為1%的酚酞酒精溶液和碳化深度測量儀器進行檢測；鋼筋保護層厚度檢測可采用RV10鋼筋位置探測儀進行檢測。

（3）橋面線形測量

采用電子水準儀對橋面線形進行測量。

（4）靜載試驗

通過對橋梁主要控制截面撓度和應變的測試，來評價橋梁的承載能力，撓度可使用機電百分表和TDS303靜態數據采集儀進行測試；應變可使用鋼弦傳感器和BGK408鋼弦頻率儀進行測試。

（5）動載試驗

通過動載試驗了解該橋在當前狀態下的動力特性如自振頻率、阻尼比以及固有振型；為今后橋梁養護、狀態評估和健康檢測提供基準參數。

（6）混凝土碳化深度和鋼筋保護層厚度

混凝土碳化深度和鋼筋保護層厚度是評價結構耐久性的主要指標。

1.2 檢測結果分析

針對以上檢測結果，對一些關鍵部位加以重點分析，并對橋梁病害作出書面報告，對不同性質病害具體分析，重新設計，便可以使老橋滿足驟增的交通流量的需要。

2 簡支梁橋上部結構常用改造措施

簡支梁橋上部結構主要病害為橋面鋪裝破損、板梁局部保護層厚度不足、板梁截面偏小不滿足新規范承載力等級要求[1]。

2.1 橋面補強層加固法

橋面鋪裝破損，可采用橋面補強層加固，將原橋面鋪裝全部消除或鑿毛，然后加鋪一定厚度的補強層，該方法還可增大主梁有效高度，改善橋梁荷載橫向分布能力，從而提高橋梁結構整體承載能力或單梁承載能力。

2.2 粘貼鋼板加固法

板梁截面偏小，可用粘貼鋼板加固法。用粘結劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結構受拉面或其他薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結構形成整體，以達到提高結構承載能力的目的。該方法具有基本不改變原結構的尺寸，施工簡單，技術可靠，短期加固效果較好，且工藝成熟等優點，是近幾年應用最多的加固方法。然而，由于粘貼鋼板加固后均須進行必要的表面防護，如環氧砂漿或水泥砂漿保護層，鋼板的銹蝕程度較難估計，降低了加固構件的可靠性，增加了加固橋梁的后期養護費用。

2.3 錨噴混凝土加固法

板梁局部保護層厚度不足或截面偏小，可用錨噴混凝土加固方法，該方法主要用于截面尺寸偏小而導致的抗剪強度不足的混凝土梁的加固維修。在確保新舊混凝土粘結質量可靠的前提下，錨噴混凝上加固可明顯增大主梁剛度，有效提高結構的耐久性，而后期幾乎不需要養護費用[2]。

2.4 改變結構受力體系加固法

改變結構受力體系，是通過改變橋梁結構受力體系以達到提高結構整體承載能力的目的，是一種變被動為主動的加固方法。該方法須對原結構的受力狀況進行仔細的現場調查與分析，并對轉換后的橋梁結構進行可靠的受力分析，最終確定橋梁結構承載能力的提高幅度是否滿足規定交通荷載等級的需要。該加固方法的技術關鍵是如何有效降低橋梁各控制截面的計算內力。該技術的難點在于相鄰梁端負彎矩區的處理問題[3]。

2.5 增加橫向聯系加固法

增加橫向聯系是通過增設橋梁橫向聯系，以改善上部結 構的荷載橫向分布規律，從而達到提高結構整體承載能力的加固方法。一般用于無內橫梁或少內橫梁的T形截面及工字形截面梁式橋，工程上常在相鄰主梁間增設現澆混凝土橫梁或鋼橫梁來提高橫向抗彎剛度。該技術的缺點是會對原結構造成一定程度的損傷，對于配筋較為復雜的區域或構件，不宜采用該方法加固設計，以免增加加固后的安全隱患。

3 拱橋上部結構常用改造措施

拱橋上部結構主要病害為拱上建筑破損嚴重，拱圈截面偏小不滿足新規范承載力等級要求[1]。

3.1 拱上建筑加固法

拱上建筑破損嚴重的，可全部或部分拆除老橋拱上破損結構，重新在老拱圈上建筑新的結構。該加固方法的優點是最大限度地保留原有構造及受力體系情況下，提高老橋使用壽命。該方法施工時注意對稱地進行，不使拱圈因荷載不均衡而失去穩定。

3.2 減輕拱上建筑自重法

減輕拱上建筑自重是將原橋梁拱上空腹段普通混凝土構件拆除，改設預應力構件，原實腹段填料清理后換填新型填料。這兩種方法盡量不改變原有主拱圈體系內力，通過改變構件尺寸和填料來減輕橋梁上部自重，從而提高橋梁的承載能力。該方法須對原結構的受力狀況進行仔細分析，并對改造后的橋梁結構進行可靠的受力分析。

3.3 改變上部結構體系

改變結構受力體系是通過改變橋梁結構受力體系以達到提高結構整體承載能力的目的，是一種變被動為主動的加固方法。該方法須對原結構的受力狀況進行仔細的現場調查與分析，并對轉換后的橋梁結構進行可靠的受力分析，最終確定橋梁結構承載能力的提高幅度是否滿足規定交通荷載等級的需要。該加固方法的技術關鍵是如何有效降低橋梁各控制截面的計算內力[3]。

拱橋的主拱圈由拱肋、拱波、拱板及橫向聯系等4種構件組成，用來跨越河道、承受荷載。拱圈上的全部拱上建筑，包括立柱或立墻、腹拱圈、側墻，以及拱上填料、橋面結構全部由主拱圈承擔。改造中增設剛架片或桁架片，通過剛架片的立柱或桁架片的腹桿以及實腹段與原橋主拱圈聯成一個整體。增設了剛架片可使原主拱圈成為類似剛架拱橋的主拱腿，增設了桁架片可使原主拱圈成為類似桁架拱橋的下弦桿，所以大大減小了原主拱圈的負擔。這樣的組合體系可以看作一個新的結構體系，新體系的承載能力大大超過了原主拱圈的承載能力。

3.4 粘貼鋼板對上部體系改造

粘貼鋼板加固法，是用粘結劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結構受拉面或其他薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結構形成整體，以達到提高結構承載能力的目的。該方法具有基本不改變原結構的尺寸，施工簡單，技術可靠，短期加固效果較好，且工藝成熟等優點，是近幾年應用最多的加固方法。然而，由于粘貼鋼板加固后均須進行必要的表面防護，如環氧砂漿或水泥砂漿保護層，鋼板的銹蝕程度較難估計，降低了加固構件的可靠性，增加了加固橋梁的后期養護費用。

4 結 語

上述這些加固技術，較好地滿足老橋的改造，在老橋改造中發揮了積極的作用。但是由于每一種加固方案都有一定的適用范圍，其適用范圍主要由橋梁需要加固的原因和結構的特點、結構所處的環境、當地具體條件，尤其是對加固后橋梁的功能要求所決定的，所以很難提出一種能夠解決所有問題的統一方法。在實際操作中，應針對不同的橋型、不同的病害，以及所處不同的環境，選擇不同的加固方法，使老橋經維修加固后，取得較好的社會效益及經濟效益。

[1]郭永琛，葉見曙.橋梁技術改造[M].北京：人民交通出版社，1991.

[2]楊文淵.橋梁維修與加固[M].北京：人民交通出版社，1991.

[3]葉見曙.結構設計原理[M].北京：人民交通出版社，1996.

圖1 改造后現狀照片

3 結 語

柔性基層路面這種結構形式在杭州市區以往的城市道路改造項目中尚未大面積使用，僅偶爾應用在局部的路面維修。

本文通過柔性基層路面在之江路路面改造中的實踐和應用，探索了柔性基層路面在城市道路改造項目中的適用性和特點。柔性基層路面施工方便，對現狀路面的開挖深度小，可以盡量保留利用現狀老路面的基層，和半剛性基層路面相比，養護期很短，大大降低了施工工期，為今后交通壓力大、施工工期緊的同類型項目提供了借鑒和參考。

參考文獻：

[1]CJJ 169—2012，城鎮道路路面設計規范[S].

[2]CJJ 36—2006，城鎮道路養護技術規范[S].

[3]浙江大學建筑設計研究院有限公司.杭州市之江路 (之浦路—飛云江路)整治工程（之浦路—復興路段）初步設計[R],2013.

[4]杭州方平建設工程檢測有限公司.之江路整治（之浦路—復興路）工程道路路面調查檢測報告[R],2013.

U445.7

B

1009-7716（2016）12-0128-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.12.038

2016-08-18

王杰昭（1980-），男，江蘇淮安人，工程師，從事橋梁設計工作。