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      舊橋病害防治與加固技術
      2010-11-18 
      隨著我國交通運輸事業的快速發展,各級公路及橋梁承擔著日益繁重的交通荷載及流量。因為建橋時設計施工的局限、運營后管理的滯后、公路等級不斷的改造等各種原因,目前,為數眾多的橋梁都存在著不同程度的缺陷和病害,處于不良狀態,因此,近年來,養護部門加大了對橋梁的管理力度,要求建立各種橋梁檔案,成立專門橋梁工程師,對橋梁實行動態管理,對病害橋梁進行加固,維修或改建。我段管養橋梁大都為梁板式橋,結合近幾年維修經驗,談談梁板式橋病害防治及加固方法。

        一、橋梁砼裂縫

        砼裂縫是最常見的病害,產生裂縫的原因很多:材料自身質量不好,自由收縮受到約束,養護不當,表面失水,或由于外力震動,支承變位等都可引起。結構產生裂縫,意味著結構應力增大,承載能力降低,因此,要有針對性的采取防治措施,控制裂縫的發生,特別是有害裂縫的出現。例如,要嚴格選用砼原材料,使用水化熱較低、安定性較好的水泥,級配好、質地堅硬的粗集料,顆粒級配好、含泥量少的細集料,采用減水劑降低用水量,減少收縮,并嚴格控制灰比、水泥用量,確保砼配比,要嚴格控制施工工藝,確保模板工程、配筋、砼澆注等每一道工序都嚴格遵守操作規程。而結構物一旦出現了裂縫,我們常采用灌漿法進行修補。灌漿分為水泥砂漿、環氧樹脂砂漿,水泥砂漿一般用于石砌墩、臺裂縫,環氧樹脂砂漿一般用于鋼筋砼結構物,且多用于橋面裂縫。灌注砂漿一般采用空壓式方法進行,通過噴漿機按一定壓力將砂漿灌入結構物縫隙中,起到封閉、提高強度的作用。當裂縫大于0.2㎜時要留孔灌漿,孔距一般為0.25-0.30m。當裂縫大于0.4-0.5㎜時,應將裂縫鑿開,刷凈縫內粉塵,然后立模填補砂漿。在公路舊橋加固中,灌漿法是最普遍的修補方法,既經濟又快捷,而且效果好。

        二、基礎的加固

        對剛性實體式基礎,當承載力不夠時,可采用在基礎周圍加打基樁澆注砼承臺,擴大基底承載面積。當基礎受水流沖刷或基底下有軟臥層時,可先挖除軟弱部分至原基礎,在樁式基礎周圍補加鉆孔樁,再打承臺,以此提高基礎承載力,或在樁圍堰內填加片石,做成三級挑坎或海漫式防護,以此來增強基礎穩定性。

        三、墩臺的加固、維修

        由于基礎埋深不足或基礎沉陷造成墩臺開裂,通縫,可采用鋼筋砼圍帶或鋼箍進行加固。柱式墩臺若折斷,在基礎承載力許可時,可立模澆注砼,加大斷面尺寸,墩臺出現空洞時,可開鑿通眼,用壓漿機壓注水泥砂漿或環氧樹脂進行修補加固。對橋臺出現的開裂、凸肚、位移、翼墻外崩、轉動等病害,我們針對不同的原因,采取不同的加固方法:對橋臺尺寸不足,難以承受行車荷載和臺背土壓力時,可將臺背填土換成分層干砌片石或者建撐壁進行加固。對臺背填土因凍土或砌筑不良造成的鼓肚,可挖除凍土,換填礦渣、砂礫等,并封閉表面使之不透水,或鑿除鼓肚部分,重新砌筑。對橋臺位移或轉動,可在橋臺兩側加厚翼墻,與原墻牢固結合為一整體,增加橋臺橫斷面尺寸和自重,抵抗水平推力。梁式橋U型橋臺非常普遍,其典型病害往往是:臺身開裂、臺后路面下沉,可綜合應用修補裂縫、修復側墻、設置圈梁及臺頂蓋板等方法進行加固處理,實踐證明,非常有效。

        四、主梁加固增強方法

        加固增強的方法很多,如用錨噴或現澆砼方法增加T梁受拉區鋼筋及加大梁身斷面、用鋼板粘貼加固增強或用體外預應力加固增強等。當梁的強度、剛度、穩定性、抗裂性能不足時,常常采用增大構件截面、增大配筋的加固方法,通過提高梁的有效高度和抗彎強度,來提高橋梁的承載力。但其缺點是鋼筋增加較多,費用較高。當交通量增加,主梁出現承載力不足時,梁板橋的主梁會出現嚴重的橫向裂縫,采用粘結劑及錨栓,將鋼板粘貼錨固在砼結構的受拉緣或薄弱部位,以鋼板代替增設的補強鋼筋,達到提高梁的承載力的目的。此法工藝簡單,施工質量易控制,但存在鋼板不易與梁身緊密結合且因外露需經常養護的弊端。體外預應力加固可使梁的裂縫減少或閉合,鋼筋用量少且施工簡便,但存在預應力鋼材防銹蝕和加強養護的問題,通過實踐可知,采用鋼板、預應力補強后,再配合錨噴砼將其覆蓋,既解決了預應力鋼材防銹蝕問題,又可避免其直接受大氣溫度影響,噴射砼后還可增加梁身抗剪能力,方法行之有效。另外,在基礎承載力允許的情況下,在梁頂加鋪鋼筋砼層或增設縱梁,都可通過改善橋梁荷載分布, 而達到提高橋梁承載力的目的。

        五、橋面鋪裝層的加固施工

        橋面鋪裝層易出現的病害有:鋪裝層呈網狀裂縫,不平整,常泛油,伸縮縫附近凸凹不平等等。產生病害的原因很多:交通量過大和渠化交通,瀝青用量過多,級配不良,低溫季節施工,鋪裝層厚度不夠,行車作用導致礦料下擠,瀝青上泛、車輛制動、啟動、超載等作用導致而成。另外,鋪裝層因受反復拉應力影響,在橋面板加勁部件頂部產生開裂,導致鋪裝上層出現早期破壞,所以上層選材要求具有良好的變形能力以抵抗疲勞開裂,需采用性能更加優良的復合改性瀝青。研究表明,在鋪裝層中使用增強纖維瀝青砼具有較好的效果,既能增強鋪裝層瀝青砼的柔韌性,改善鋪裝層的受力狀態,又能防止橋面鋪裝層出現開裂,脫落等現象。

        
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