桥梁加固技术问题

摘 要：桥梁加固必须在原有结构上进行,根据加固目的的不同,桥梁加固方法总体上分为两大类：一类为非结构性加固,如对裂缝进行封闭或压浆处理,以提高结构的整体性和耐久性能；另一类是结构性加固,目的是恢复和提高结构的刚度和承载能力,包括扩大或增大原结构构件断面、粘贴补强加固法、改变原结构受力体系、增加辅助构件等.

关 键 词：加固；技术；探讨

一、桥梁加固的基本原则

首先,必须以原桥结构的设计图纸和检测报告为依据,在对旧桥使用情况进行充分的了解之上才能对加固设计有的放矢.在加固的过程中不能损伤原有结构,在加固完成后结构在最不利荷载组合作用下其强度、刚度和稳定性都能满足适用要求.要采取一定的措施保证新、旧结构的结合面应有足够的抗剪能力,保证应变传递的可靠性,使新旧结构能够一起承受荷载的作用.同时加固设计应考虑结构的耐久性要求,施工工艺要简单可靠,并且尽量减小对交通的影响.

二、塞缝灌浆

塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定.通常水泥（砂）浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥（砂）浆造价低、效果好.环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好；环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝.塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥（砂）浆、环氧树脂（砂）浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用.裂缝在桥梁病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂.结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低.塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到原状态.塞缝灌浆的通常做法是：先用1∶1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留直径约6～8mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为0.6～1.0m,缝小处孔距为0.4～0.6m.待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆.钢筋混凝土梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝,凡大于0.2mm的裂缝都要留孔灌浆,孔距一般为0.25～0.30m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同.在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,通过试载及使用观察,效果较好.

三、上部结构改建

在调查研究旧桥的基础上,经过技术、经济比较,采用充分利用原桥进行拼宽,利用桥台将拱式结构改为板式结构的加固方法,使其满足超限运输要求.

(一)拼宽原桥

对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁,以确保超限运输安全.

(二)利用原桥台改拱式结构为板式结构

对于小跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此办法.

四、旧桥下部结构加固

桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚,翼墙外崩、开裂、错位等.对于跨径较小,水流不大的石拱桥,我们采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固.

五、旧桥基础加固

桥梁基础特别是天然地基上的浅基础,由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而冲空.受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁.桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降,引起桥台开裂等.针对以上病害,我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩扩大桥台基础等方法进行加固.对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接冲刷桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺15号片石混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为30cm,铺砌两端设置截水墙,截水墙的深度为1m,宽度为0.6m.采用该法共加固桥涵8座.对于桥梁上游河床变迁、水流改道,洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道.

六、桥面铺装层的加固

桥面铺装层开裂或剥离等病害,对于钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀,减弱桥梁的横向整体性；对于石拱桥,由于桥面雨水下渗,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出现渗水现象等；同时由于桥面铺装层的破损,引起桥面平整度差,车辆通行时,使桥梁产生震动,对桥梁产生不利影响,同时又加重了桥面铺装层的病害.根据桥梁的具体情况,采用不同的加固方法,对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案.而对于病害较轻,使用年限短,且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害,在不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥青碎石层的方案.

七、桥梁加固的基本方法

这种方法是比价传统的加固方法,采用与原结构形同或者相近的材料增大构件截面尺寸和配筋进行加固的一种方法.这种加固方法要求桥梁的下部结构能够承受更多的自重,能够提供更高的承载力,有时候要先对桥梁下部结构尽心预加固.这种方法施工工艺简单,适用性强.经过多年的运用,工程单位都有比较先进的施工经验,特别适合于较小跨径的T梁或者板桥的加固.

这种方法是采用外加预应力的钢拉杆对结构进行性能改造,能大大缩短工期,在加固过程中可以不中断交通.能较大幅度地提高旧桥的承载能力,既可以提高抗弯承载力,也可以提高构件的抗剪能力和刚度,降低旧桥结构的应力水平.预应力筋布置在箱梁体内,对原桥结构损伤小,不影响桥下净空和桥梁美观.

(三)改变结构受力体系加固法.

这种方法通过改变旧桥结构受力体系,达到提高桥梁承载能力的目的.例如在简支梁下增设支架和桥墩,或把简支梁与简支梁纵向加以连接,由简支变连续梁,或在梁下增设钢架或者结合梁等,以减小梁内应力.这种加固方法一般都是在桥下操作,或设置永久设施,由此带来的结果就是减小了桥下的净空,或者在施工期间影响桥下通航.

(四)粘贴FRP加固法.

这中方法是采用高强度或高弹性模量的纤维复合材料,用粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在旧桥结构的外表面,使之与原桥构件形成整体共同受力.这种方法特点是高强高效,可设计性强,不用改变原桥的外观,对原桥结构的损伤小,使用后的养护维修费用低,几乎不增加结构自重和截面尺寸,不改变净空高度.这种方法在普通钢筋结构的中小桥加固中得到了很好的应用.

(五)扩大基础加固法.

这种方法使用于基础承载力不足或者埋深太浅,而墩台是刚性实体式基础的情况.扩大基础底面积由地基强度检算确定.当地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不均匀沉降变形过大时,采用扩大基础底面积的加固,主要由地基变形计算加以选定.

(六)增补桩基加固法.

这种方法是在桩式基础的周围补加钻孔桩或者打入预制桩,扩大原承台,以此提供基础的承载力,增强基础的稳定性,主要用于当桥梁墩台基底下有软弱层,或墩台基础未下至坚硬层时,墩台发生沉降以及桩的深度不足,或由于水流等原因使桩发生倾斜的情况.