談橋梁加固改造措施及經驗

武麗俊

(太原公路分局婁煩公路管理段，山西太原 030300)

0 引言

隨著近幾年治超力度及危橋改造力度的加大，使得我單位管養國省道干線公路橋梁的技術狀況有了較大的改善，現結合我單位近年來橋梁加固改造的實際情況，對管養橋梁所存在的病害及改造進行歸納分析。

1 橋梁基本概況

目前我單位國省干線公路上共有橋梁148座，管養橋梁按跨徑分:大橋11座，中橋50座，小橋87座;按荷載分:汽—超20，4座，汽—20，86座，汽—15，19座，＜汽—15，1座，公路Ⅰ級9座，公路Ⅱ級29座;按照技術等級分:一類橋54座，二類橋67座，三類橋23座，四類橋4座。橋梁技術狀況統計圖見圖1。

圖1 橋梁技術狀況統計圖

2 橋梁加固改造措施及經驗

“十一五”期間以來，我單位加固和改造橋梁共計49座，其中新建橋梁12座，更換上部結構19座，重做橋面鋪裝15座，拱橋加固3座(見圖2)。

圖2 “十一五”期間橋梁加固改造統計圖

2.1 對橋梁梁板裂縫的改造措施

1)對于小跨徑采用整體現澆板的橋梁，在調查中發現大部分裂縫發生在跨中部位，一般可進行封閉處理，涂刷環氧樹脂膠或采用壓力灌注環氧樹脂膠等，并觀察其裂縫的變化情況。

2)橋梁裂縫超限值，橋板出現橫向裂縫的橋梁應該拆除橋梁上部結構，更換橋面板。王家崖橋位于省道太克線K68+111處，該橋建于1986年，為2-6.9 m空心板橋，該橋存在的病害主要有橋面鋪裝嚴重損壞，鉸縫失效，板塊呈單板受力狀態，部分板塊出現橫向裂縫，該橋于2006年進行改造，全橋更換橋面板，然后做12 cm鋼筋混凝土鋪裝層+6 cm瀝青層，經過橋梁上部結構的改造，該橋目前技術狀況良好。

2.2 對橋梁鉸縫的改造措施

由于近年來超載車輛的不斷增加，橋梁鉸縫的病害普遍存在，在橋梁加固改造工程中大多數的橋梁的鉸縫存在不同程度的破壞，鉸縫在加固改造過程中的具體方法如下:

1)對于重新預制的梁板預埋鉸縫鋼筋(見圖3)，綁扎預埋鋼筋，澆筑鉸縫混凝土。

2)對于利用上部結構的橋梁，鑿除松動的鉸縫混凝土，對鉸縫做拉毛處理，在鉸縫處設置連接鋼筋(見圖4)，澆筑鉸縫混凝土。

圖3 鉸縫鋼筋施工大樣

圖4 鉸縫鋼筋1∶20

3)對利用上部結構的橋梁，在梁板頂面植入鋼筋，將鋼筋伸入鋪裝與鋪裝層鋼筋焊接，使橋面鋪裝與梁板共同承受行車荷載作用。

惠州的歷史文化聚居點中梁化古城、博羅老城與府縣雙城是宋代以前惠州主要的府縣所在，三者城址周邊的道教祭祀場所與民間信仰祭祀場所集中區是惠州區域內最大型與最具代表性的研究點，城址都與東江水系有著明顯的聯系。以下便是對這3個案例的對比分析。

2.3 對橋梁橋面鋪裝的改造措施

1)對于雙曲拱橋的橋面改造。2008年我單位對省道嵐馬線K36+720處大夫莊橋進行改造，該橋建于1979年，上部結構為4 m～13 m石拱，下部結構為重力式墩、臺。主要病害為拱圈勾縫脫落、橋面鋪裝層破損嚴重，在對該橋改造時，拆除原橋面鋪裝和基層，重新鋪設40 cm厚水穩砂礫和6 cm厚瀝青混凝土面層，對拱圈的裂縫進行了封閉修復。

2)對梁板橋病害的改造。小跨徑橋梁的橋面鋪裝改造一般鑿除舊混凝土鋪裝層，重新做12 cm厚的鋼筋混凝土鋪裝層+5 cm瀝青混凝土，鋼筋混凝土采用單層鋼筋網片，橫橋向采用直徑為14 mm的螺紋鋼筋，縱向采用直徑為12 mm的螺紋鋼筋，縱橫間距為15 cm。2006年對位于國道208線K829+198處的退水渠橋就采用該改造方法進行改造，目前該橋運行狀態良好。

3 管養橋梁存在的主要病害及產生原因

3.1 橋板裂縫

在空心板的底面，一般是空心板截面的兩腹板之間底面出現1條～2條沿板跨徑方向的縱向裂縫，比較長。裂縫呈斷續或連續狀，裂縫處往往伴隨有滲水痕跡或白化現象(見圖5)。主要產生的原因是空心板施工中，使用內芯模的混凝土澆筑施工不當造成的。橋梁的空心板施工一般用充氣橡膠膠囊，在澆筑并振搗密實空心板底板混凝土后，將充氣橡膠膠囊放入空心板內，由定位鋼筋固定位置，充氣后澆筑空心板腹板混凝土。但在施工中是先將橡膠膠囊充氣，然后澆筑混凝土，這樣造成底部混凝土無法用振搗器振搗，形成混凝土質量差的現象。空心板的縱向裂縫一般都在空心板的中間部位，在空心板施工中的養護水或其他原因滲入的水往往積聚在此，并且在裂縫產生后由裂縫處滲出，這樣就在裂縫周圍形成了滲水痕跡及游離石灰現象。

圖5 橋板裂縫

3.2 橋板鉸縫混凝土剝落、滲水

橋梁梁板之間是通過混凝土鉸縫和焊接鋼板連接而成，通過近幾年來在公路橋梁的調查中發現，在梁板間的橫向連接經常有混凝土剝落、開裂的現象(見圖6)。由于橋梁混凝土鉸縫的破壞導致了梁橋產生單板受力的狀況，單板受力使得預制板撓度加大、承載能力顯著降低。這樣使得預制板將達到或超過極限狀態工作。產生鉸縫混凝土剝落、開裂的現象主要原因有:

1)澆筑鉸縫的混凝土質量不合格;

圖6 橋板鉸縫混凝土剝落、滲水

2)鉸縫設計時沒有充分考慮鉸縫混凝土的收縮變形及新舊混凝土的粘結力;

3)施工中未按要求進行施工或對鉸縫的重視程度不夠;

4)超載車輛通行;

3.3 伸縮縫損壞

我單位管養的橋梁中大部分橋梁都采用了毛勒伸縮縫，在橋梁調查中發現，伸縮縫的損壞主要有伸縮縫混凝土的剝落、伸縮縫混凝土橡膠條開裂、老化、伸縮縫滲水等現象(見圖7)。伸縮縫病害產生的主要原因:

1)伸縮縫混凝土質量不合格;

圖7 伸縮縫損壞

2)伸縮裝置錨固鋼筋焊接不牢固、遺漏預埋鋼筋的現象;

3)在大跨徑橋梁中沒有采用一般梁橋的伸縮構造裝置與錨固方法，或是錯誤的選定構造和材料防水排水設施不完善而造成破壞;

4)施工中未按伸縮縫施工工藝及對施工工藝重視不夠;

5)伸縮縫養護不到位，伸縮縫內的雜物不能及時的清理。

3.4 橋面鋪裝層損壞

橋面鋪裝作為保護橋面板防止車輪直接磨耗，保護主梁免受雨水侵蝕，并且分散車輪的集中荷載。常用的橋面鋪裝有水泥混凝土和瀝青混凝土兩種形式，橋面鋪裝的病害主要有縱橫向裂縫、松散、車轍、坑洞、網裂、龜裂等(見圖8)，產生的原因主要有:1)泄水孔排水不良造成橋面鋪裝積水，使瀝青和集料脫離造成松散;2)施工時瀝青用量偏少;3)水泥混凝土層的強度不夠造成橋面龜、網裂;4)橋板呈單板受力狀況時造成橋面鋪裝產生縱向裂縫。

圖8 橋面鋪裝層損壞

4 對橋梁改造的建議

1)在橋梁上部結構加固改造時，要充分考慮下部結構的構造及受力特點，再對橋梁上部結構類型進行設計。

2)對橋梁伸縮縫設計時，橋梁的伸縮量計算不準確，選型不當，采用過小的伸縮間距，沒有考慮到伸縮裝置安裝。未充分考慮梁端部位，在荷載反復作用下，梁端破損導致伸縮縫的損害。對小跨徑及伸縮量較小的橋梁伸縮縫宜采用填塞型伸縮縫(以瀝青、木板、麻絮、橡膠等材料填塞縫隙)取代毛勒縫裝置。而實際中小跨徑且伸縮量不大的橋梁采用了2道伸縮縫，這使得橋梁在日常養護中維修費用較大。

3)對于橋梁改造時鉸縫寬度太小，在振搗時沒有足夠的空間，使得鉸縫澆筑混凝土質量無法保證，所以在設計鉸縫時要考慮鉸縫寬度。在橋梁調查中還發現部分橋梁的鉸縫用磚頭、廢渣等進行填充，導致橋板的橫向連接作用失效，形成單板受力狀。所以在橋梁鉸縫的施工過程中要加強鉸縫的施工質量，重視鉸縫的施工工序及施工方法。

4)施工過程中要重視施工方法及工藝流程，嚴格把好質量關。

5)有部分橋梁的泄水孔孔徑較小，不易排水，有部分泄水孔采用彎管型泄水孔，在日常養護中不易疏通造成泄水孔堵塞，有的泄水孔設置高于橋面難以排水。在橋梁改造過程中要正確合理的選用泄水孔的類型及設置位置，避免橋面積水造成橋面鋪裝及橋板的損壞，以保證橋面排水暢通。

總之，要加強橋梁的日常養護、預防性養護及維修，特別是橋面、泄水孔、伸縮縫的日常小修保養工作，以及橋梁結構裂縫及缺陷的及時處治，預防橋梁病害的發生和進一步發展，是橋梁安全運營的根本保障。在橋梁的加固改造過程中要制定切實可行的加固改造設計方案，要充分運用加固技術，合理安排組織施工，確保施工質量滿足設計要求，延長橋梁的使用壽命，發揮更大的經濟效益。

［1］ JTG H10-2009，公路養護技術規范［S］.

［2］ JTG H11-2004，公路橋涵養護規范［S］.

［3］ 季鳳飛，戚春海，盧春雷.公路橋梁維修加固技術的探討［J］.山西建筑，2012，38(26):175-176.