舊橋加固改造在我市公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

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大豐市公路養(yǎng)護(hù)里程538公里,橋涵448座,其中有124座建造于20世紀(jì)80年代前,仍在運(yùn)營(yíng)使用之中,經(jīng)過(guò)逐年的改建、加固,全市公路橋梁中仍有三、四類橋梁57座,占整個(gè)橋梁總數(shù)的12%,這些危橋的存在,嚴(yán)重影響道路的使用安全,全部改建既需大量現(xiàn)金,也不科學(xué),所以說(shuō)老橋的加固改造是擺在我們公路管理者面前的一道課題。老橋加固是道路使用安全的需要,也是節(jié)省公路養(yǎng)護(hù)資金,以較小的投資,取得較大社會(huì)效益的需要,從已加固改造好的老橋來(lái)看,這種辦法提高了舊橋的承載能力和改善了行車性能,延長(zhǎng)了服務(wù)年限,筆者就多年從事公路養(yǎng)護(hù)中老橋加固改造的實(shí)踐做個(gè)介紹:
    1公路舊橋的檢測(cè)、評(píng)定及病害造成原因分析
    舊橋加固一般來(lái)說(shuō)是舊橋的承載能力不夠,或結(jié)構(gòu)病害而影響使用功能而進(jìn)行修復(fù)。
    《公路養(yǎng)護(hù)規(guī)范》中明確規(guī)定公路管理養(yǎng)護(hù)單位每年按《橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)公路橋梁進(jìn)行檢查,對(duì)已檢查出的三類、四類危橋在改建或加固前進(jìn)行定期的觀測(cè),通過(guò)對(duì)危橋檢測(cè)了解危橋的技術(shù)狀況,對(duì)缺陷和損傷進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)查,查明病害的性質(zhì),所在部位、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢(shì),弄清產(chǎn)生病害的原因,以便分析評(píng)價(jià)缺陷和損傷對(duì)橋梁質(zhì)量及承載能力產(chǎn)生的影響,為橋梁是否有加固維修的可能性提供經(jīng)濟(jì)分析資料。
    一般情況下造成橋梁破壞的原因主要在以下幾方面:
    1.1以前設(shè)計(jì)荷載等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)偏低
    1.2使用環(huán)境的作用,大交通量和超重車輛的行駛,經(jīng)有關(guān)機(jī)構(gòu)檢測(cè)統(tǒng)計(jì)是公路橋梁損害的主要因素。
    1.3地質(zhì)、自然環(huán)境條件的變化,包含大氣腐蝕、溫度、濕度的變化,水流的沖刷、淤積等。
    1.4材料的疲勞及局限,這和當(dāng)時(shí)社會(huì)建材工業(yè)水平緊密相關(guān),例如鋼材緊缺,力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)低;水泥的標(biāo)號(hào)低而引起砼標(biāo)號(hào)相應(yīng)低等。
    1.5施工中存在不足,以及施工技術(shù)裝備的簡(jiǎn)陋,施工工藝的簡(jiǎn)單。
    2舊橋加固前的準(zhǔn)備工作
    2.1查找舊橋的設(shè)計(jì)施工圖紙,地質(zhì)鉆探資料,施工原始記錄,調(diào)查原設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn),橋面凈空、基礎(chǔ)埋置深度等。
    2.2現(xiàn)場(chǎng)勘查舊橋各部構(gòu)造完成程度,平面幾何尺寸的變形,橋面高程的沉降量,上部結(jié)構(gòu)撓曲變化情況,裂縫產(chǎn)生部位及裂縫的寬度和長(zhǎng)度。
    2.3條件許可的情況,進(jìn)行橋梁荷載試驗(yàn),結(jié)構(gòu)的變位情況,對(duì)橋梁的現(xiàn)有承載能力做出評(píng)價(jià),對(duì)大中型橋更有必要。
    3拱橋的加固維修
    公路老拱橋中結(jié)構(gòu)型式通常的雙曲橋、桁架拱、板拱具多,在20世紀(jì)80年代以后拱橋建設(shè)相對(duì)較少。它們的病害及損壞各有其特點(diǎn),產(chǎn)生原因具備一定的共性。
    3.1拱橋的常見(jiàn)病害
    3.1.1上部結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的病害拱橋上部結(jié)構(gòu)的病害相對(duì)來(lái)說(shuō)較多,主要有:一是雙曲拱的腹拱開(kāi)裂,拱頂下沉,主拱圈和拱波分離,拱肋開(kāi)裂,拱肋撞擊損傷,側(cè)墻外傾,橫系梁開(kāi)裂等。二是桁架拱的拱肋、立柱、橫向聯(lián)系開(kāi)裂,拱頂下沉,橫向變位大等。
    3.1.2下部結(jié)構(gòu)常見(jiàn)病害各種型式的拱橋下部結(jié)構(gòu)病害有:基礎(chǔ)下沉,基礎(chǔ)臺(tái)身后移,基礎(chǔ)下地基局部沖空,墻身豎向開(kāi)裂,墻身橫向開(kāi)裂。
    3.2拱橋上部結(jié)構(gòu)維修加固常用的方法
    3.2.1頂推加固法拱橋在自重及荷載的作用下,對(duì)基礎(chǔ)對(duì)橋臺(tái)會(huì)產(chǎn)生巨大的垂直力及水平推力,并產(chǎn)生臺(tái)后填土的壓縮及基礎(chǔ)的沉降,從而引起拱橋拱軸線的變化及拱頂?shù)南鲁痢?BR>    頂推法加固的原理是:在橋跨一側(cè)或兩側(cè)的拱腳處,安裝傳力結(jié)構(gòu)(鋼夾具或剛性橫梁),通過(guò)千斤頂,施加推力(千斤頂?shù)男吞?hào)根據(jù)橋跨結(jié)構(gòu)自重確定),并將千斤頂兩夾具中間的拱肋鑿離,在頂推過(guò)程中,測(cè)量并觀察拱肋起拱及橋跨結(jié)構(gòu)變化情況,直到達(dá)設(shè)計(jì)水平距離或拱上橋面出現(xiàn)裂縫,保持千斤頂壓力在分離的拱肋間澆筑高標(biāo)號(hào)環(huán)氧樹(shù)脂砼,待砼形成強(qiáng)度,放松千斤頂壓力,使橋拱軸線恢復(fù)。這種方法優(yōu)點(diǎn)是使用維修材料較少,經(jīng)濟(jì)缺點(diǎn)是技術(shù)難以掌握,需專業(yè)施工隊(duì)。
    3.2.2加強(qiáng)橫向聯(lián)系維修加固當(dāng)橫向聯(lián)系損壞滿足不了分布橫向荷載的要求時(shí),可采取增加橫向剪刀撐及增加、加大橫向聯(lián)系梁的方式解決:增加剪力撐:一般適用于橫向聯(lián)系較差或向剛度較小的桁架拱橋。操作方法:兩兩拱肋間的拱腳處至五分點(diǎn)處加剪刀撐梁,梁的砼截面尺寸和配筋根據(jù)梁肋的大小來(lái)決定。剪力撐梁的鋼筋需和肋的鋼筋焊接,以加強(qiáng)接頭的剛度。
    增加加大橫系梁:根據(jù)舊橋跨徑的不同及原橫向聯(lián)系的完好程度,可采用增加橫向聯(lián)系,一般可增設(shè)3~5道,增加的橫向聯(lián)一般情況下,砼截面大于老橫系梁,新增的要包裹拱肋。
    3.3增加拱肋受力截面加固法該種辦法在拱橋特別是雙曲拱橋中使用為普遍的一種方法,因?yàn)槲覈?guó)上業(yè)已六七十年建造的雙肋拱橋往往含筋量較小或無(wú)肋的情況相當(dāng)普通,中小跨徑的雙曲拱往往都存在著拱肋的強(qiáng)度及剛度不足的病害。其次,剛架拱、桁架拱橋的斜退、斜撐或弦桿的受壓截面不夠時(shí),通常也用增大截面法。
    拓肋加固可分為下側(cè)拓和三側(cè)拓,通常采用U形拓,方法是清除拱肋裂縫破碎的砼保護(hù)層,露出厚主筋或箍筋(無(wú)筋肋只需清除即可),將箍筋接長(zhǎng),焊上新的主筋,然后立模澆筑新的砼,這樣新的拱肋和舊肋連成整體,提高原橋的承載力。
    3.4更換橋面系更換橋面系主要包括:更換拱上填料,更換橋面鋪裝,更換扶欄等。
    更換拱上填料是將拱上強(qiáng)度低,防水性能差的填料換成二灰土、輕質(zhì)砼等耐水輕質(zhì)填料,清除拱上填料的順序一般和施工時(shí)加載程序相反,后加的先御,先加的后御。橋面鋪裝易用鋼筋砼結(jié)構(gòu),鋪裝層厚10cm左右,橋面鋼筋用Φ10螺紋鋼,間距不大于15cm,砼標(biāo)號(hào)不低于C25.