公路旧桥的加固与管理

1/1公路旧桥的加固固固与管理理摘要：随着我国国国社会经经济和和交通运运输事事业的快快速发发展，过过去年年代修建建于各各地城镇镇和各各级公路路上的的桥梁，负负担担着十分分沉重重的交通通荷载载及繁重重的交交通量。由由于于历史的的种种种原因，如如建建桥当时时的资资金紧缺缺，设设计荷载载及泄泄洪标准准偏低低，技术术力量量的缺乏乏，设设计、施施工管管理的粗粗放，设设计、施施工技技术水平平较低低和设备备、手手段、材材料的的落后，以以致致在设计计上或或多或少少存在在考虑不不周的的缺点，施施工工也留下下大小小不同的的缺陷陷。根据据近年年对超限限运输输桥梁及及大中中型桥梁梁的加加固实践践，下下面介绍绍公路路旧桥各各组成成部分的的加固固方法，并并对对桥梁的的管理理提出建建议。关键词：旧桥加固管理前言：：：随着我我国社社会经济济和交交通运输输事业业的快速速发展展，过去去年代代修建于于各地地城镇和和各级级公路上上的桥桥梁，负负担着着十分沉沉重的的交通荷荷载及及繁重的的交通通量。当当时社社会发展展较缓缓，缺乏乏前瞻瞻和预见见，桥桥梁投入入运营营使用之之后，运运营管理理的长长期滞后后，管管养制度度建设设和队伍伍建设设长期被被忽视视，管养养费用用被挤占占、挪挪用，运运营车车辆长期期普遍遍超载和和严重重超载未未得遏遏制，桥桥梁的的技术状状态未未得到及及时、细细致的观观测掌掌握。在在寒冬冬酷暑、暴暴雨雨烈日、洪洪水水冲刷、车车船船撞击的的多年年影响下下，使使得为数数众多多的农用用、公公路及城城市桥桥梁，发发生了了各种大大大小小小的病病害，如如桥面破破损、栏栏杆断裂裂、伸伸缩缝损损坏、桥桥头跳车车、梁梁板或拱拱体裂裂缝、砼砼剥落落、钢筋筋钢索索锈蚀、钢钢结结构裂纹纹锈烂烂、墩台台断裂裂位移、挡挡墙墙倾斜错错位、锥锥坡下挫挫坍塌塌、墩台台基底底冲空、桥桥头头路基冲冲塌、河河床护底底冲翻翻以及河河道被被冲刷严严重变变迁而危危及桥桥头路基基等，已已经破坏坏了桥桥梁的正正常良良好状态态。这这种不良良状态态，除将将大大大缩短桥桥梁的的使用寿寿命之之外，有有的已已经威胁胁着过过往人车车的安安全而成成为危危桥，成成了政政府、管管理部部门和人人民群群众关注注、耽耽心的大大事。这些桥梁具具具有荷载载等级级低、使使用年年限长的的特点点。从技技术资资料分析析，大大多数桥桥梁是是三不知知：1不知基底底地地质；2不知基础础深深度；3不知隐蔽蔽部部分的尺尺寸。从从桥梁技技术状状况分析析，由由于河床床屡遭遭洪水冲冲刷，河河床底部部加深深，桥梁梁墩台台基础外外露、冲冲空，产产生不不均匀沉沉降，导导致桥台台、拱拱圈产生生附加加应力而而出现现开裂，有有的的甚至出出现开开合现象象；有有的桥梁梁由于于桥台较较高，受受行车及及台后后土压力力的作作用，桥桥台出出现开裂裂、凸凸肚等病病害；；桥面混混凝土土铺装层层由于于使用时时间长长加之重重车作作用，导导致开开裂、剥剥落等等病害。按按桥桥梁技术术状况况来评定定大多多属三类类桥梁梁。随着国民经经经济的发发展和和重点工工程的的建设，目目前前公路桥桥梁所所承受的的负荷荷有3个特点：1交通量不不断断增大；2重型车辆辆增增加及超超载现现象严重重；3超限运输输的的出现和和增加加。按现现在桥桥梁和运运输状状况，桥桥梁的的承载能能力和和通过的的车辆辆荷载是是公路路与运输输的矛矛盾之一一。旧桥加固，提提高旧桥的承承载能力，确确保交通运输输的安全是目目前和今后面面临的任务。自1989年以来，我单位多次完成超限运输旧桥加固及大中型危桥的维修加固监理工作，在公路旧桥加固和管理方面取得一些经验，本文按桥梁的组成部分介绍桥梁的加固方法。1、旧桥上部结结结构加固技技术术1.1、桥桥面面补强层加加加固法在梁顶上加加加铺一层层钢筋筋混凝土土层，一一般先凿凿除旧旧桥面，使使其其与原有有主梁梁形成整整体，达达到增大大主梁梁有效高高度、改改善桥梁梁荷载载横向分分布能能力，从从而达达到提高高桥梁梁的承载载能力力的目的的。1.2、增增大大截面和配配配筋加固固法当当梁的强强度、刚刚度、稳稳定性性和抗裂裂性能能不足时时，通通常采用用增大大构件截截面、增增大配筋筋、提提高配筋筋率的的加固方方法，这这种方法法是在在梁底面面或侧侧面加大大尺寸寸、增配配主筋筋、提高高梁的的有效高高度和和抗弯强强度，从从而提高高桥梁梁的承载载力。该该法广泛泛应用用于桥梁梁及拱拱桥及拱拱桥拱拱肋的加加固。1.3、锚锚喷喷砼加固法法法借助高高速喷喷射机械械，将将新砼混混合料料连续的的喷射射到已锚锚固好好钢筋网网的受受喷面上上，凝凝结硬化化面形形成钢筋筋混凝凝土，从从而增增大桥梁梁的受受力断面面和补补强钢筋筋，加加强结构构的整整体性，使使其其能承受受更大大的外荷荷载作作用。1.4、粘粘贴贴钢板加固固固法当交交通量量增加，主主梁梁出现承承载力力不足或或出现现严重腐腐蚀的的情况时时，梁梁板桥的的主梁梁会出现现严重重的横向向裂缝缝。采用用粘结结剂及锚锚栓，将将钢板粘粘贴锚锚固在混混凝土土结构的的受拉拉缘或薄薄弱部部位，使使其与与结构形形成整整体，以以钢板板代替增增设的的补强钢钢筋，达达到提高高梁的的承载力力的目目的。这这种加加固方法法的特特点是：：1.4.11、需需要破坏坏被加固固的原原结构尺尺寸；；1.4.22、工工工艺简简单，施施工质质量较容容易控控制；1.4.33、施施工工期期短。1.5、增增设设纵梁加固固固法在墩墩台地地基安全全性能能好，并并具有有足够承承载力力的情况况下，可可采用增增设承承载力高高和刚刚度大的的新纵纵梁，新新梁与与旧梁相相连接接，共同同受力力。由于于荷载载在新增增主梁梁后的桥桥梁结结构中重重新分分布，使使原有有梁中所所受荷荷载得以以减少少，由此此使加加固后的的桥梁梁承载力力和刚刚度得到到提高高。当增增设的的纵梁位位于主主梁的一一侧或或者两侧侧时，则则兼有加加宽作作用。为保证新旧旧旧砼能够够共同同作用，必必须须注意做做好新新旧梁之之间的的横向连连接。1.6、拱拱圈圈增设套拱拱拱加固法法在原原主拱圈圈腹面面下增设设一层层新拱圈圈，即即紧贴原原拱圈圈底面上上，浇浇注或锚锚喷混混凝土新新拱圈圈，外形形上就就像是在在原拱拱圈下套套做了了一个新新拱圈圈。2、旧桥下部结结结构加固技技术术2.1、扩扩大大基础加固固固法此法适用于于于基础承承载力力不足或或埋深深太浅，而而墩墩台又是是砖石石或砼刚刚性实实体式基基础时时的情况况。扩扩大基础础底面面积应由由地基基强度验验算确确定。2.2、增增补补桩基加固固固法当桥桥梁墩墩台基底底下有有软卧层层时，墩墩台发生生沉陷陷；对此此采用用增补桩桩基加加固法是是一种种常用而而且有有效的方方法。这这种方法法是：：在桩式式基础础的周围围补加加钻孔桩桩等，以以此提高高基础础的承载载力，增增强基础础的稳稳定性。2.3、钢钢筋筋砼套箍或或或护套加加固法法当桥梁梁墩台台由于基基础埋埋深不够够，或或因施工工质量量控制不不严等等原因，导导致致墩台开开裂时时，有时时会出出现贯通通裂缝缝，可采采用钢钢筋砼围围带或或钢箍进进行加加固。2.4、桥桥台台新建辅助助助挡土墙墙加固固法由于于桥台台台背水水平土土压力过过大，引引起桥台台倾斜斜，应在在台背背之后加加建一一挡墙，以以抵抵御过大大的土土压力。2.5、墩墩台台拓宽加固固固法利用用旧桥桥基础，靠靠墩墩台盖梁梁挑出出悬臂加加宽部部分，以以便安安装的上上部结结构。此此种情情况为只只加宽宽墩台上上部的的盖梁、墩墩台台身和基基础则则不需予予以加加固。3、旧桥加固的的的常用方法法3.1、塞塞缝缝灌浆是一一一种综合合普用用的方法法。塞缝灌浆是是是把按一一定比比例配制制的水水泥（砂砂）浆浆、环氧氧树脂脂（砂）浆浆，通通过喷浆浆机按按一定压压力灌灌入结构构物缝缝隙内，起起到到填塞裂裂缝、避避免钢筋筋锈蚀蚀并提高高结构构整体强强度的的作用。裂裂缝缝在桥梁梁病害害中较为为普遍遍，产生生裂缝缝的原因因很多多，也很很复杂杂。结构构物一一旦出现现裂缝缝，其受受力截截面发生生应力力重分布布，也也就意味味着受受力有效效截面面变小，结结构构应力增增大，承承载能力力降低低。塞缝缝灌浆浆是用胶胶结材材料把结结构的的裂缝填填满，使使力的作作用、传传递尽可可能恢恢复到原原来状状态。塞塞缝灌灌浆一般般用于于处理桥桥梁上上、下部部结构构裂缝，灌灌浆浆分为水水泥浆浆、水泥泥砂浆浆、环氧氧树脂脂浆、环环氧树树脂砂浆浆等，具具体采用用哪一一种，应应视实实际情况况而定定。通常常水泥泥（砂）浆浆用用于石砌砌墩、台台和拱圈圈裂缝缝，由裂裂缝的的大小来来决定定灌浆中中是否否掺砂，采采用用水泥（砂砂）浆浆造价低低、效效果好。环环氧氧树脂浆浆一般般用于钢钢筋混混凝土结结构物物，因为为钢筋筋混凝土土构件件产生的的裂缝缝较小，易易灌灌满，粘粘结性性好；环环氧树树脂砂浆浆多用用于桥面面裂缝缝。塞缝缝灌浆浆的通常常做法法是：先先用1∶1水泥砂浆浆勾勾缝，勾勾缝时时须预留留直径径约6～8mm的灌浆孔孔，孔孔距视裂裂缝宽宽度而定定，缝缝宽处孔孔距为为0.6～1.0m，缝小处处孔孔距为0.4～0.6mm.待勾缝砂砂浆浆达到一一定强强度后即即可灌灌浆。钢钢筋混混凝土梁梁的裂裂缝较小小，用用环氧树树脂勾勾缝，凡凡大于于0.2mmm的裂缝都都要要留孔灌灌浆，孔孔距一般般为0.25～0.300m，灌浆方方法法与灌水水泥浆浆大致相相同。在在公路旧旧桥加加固中，塞塞缝缝灌浆是是综合合处治的的方法法之一，用用得得比较普普遍，通通过试载载及使使用观察察，效效果较好好。3.2、上上部部结构加固固固上部结结构加加固改建建在调调查研究究旧桥桥的基础础上，经经过技术术、经经济比较较，采采用充分分利用用原桥进进行拼拼宽，利利用桥桥台将拱拱式结结构改为为板式式结构的的加固固方法，使使其其满足超超限运运输要求求。3.2.11、拼拼宽原桥桥对验算算不能能满足超超限运运输要求求的旧旧桥，经经技术术经济比比较后后，按实实际通通过的超超限运运输荷载载设计计拼宽桥桥梁，以以确保超超限运运输安全全。如三那线KKK1866+3325处的龙亩亩沟沟桥为一一孔石石拱桥。右右边边部分于1940年修建，净净净跨9.2m，宽6.4m；左边部部分分于1966年拼宽修修建建，净跨8.0m，宽2.5mm.经验算左左边边部分能能够满满足超重重车通通行，加加固方方案为在在左边边紧靠1966年修建的的石石拱桥拼拼宽3.4m，使其共共同同受力，供供超超限车辆辆通过过。设计计应考考虑与原原桥协协调，则则拼宽宽部分的的桥台台高度、跨跨径径、矢跨跨比等等均与1966年拼宽的的石石拱桥相相同，荷荷载按超超重车车考虑。3.2.22、利利用原桥桥台改拱拱式结结构为板板式结结构对于于小跨跨径石拱拱桥，由由于拱圈圈厚度度不能满满足超超限运输输要求求或因地地基较较差发生生不均均匀沉降降，致致使拱圈圈开裂裂，降低低承载载能力，可可采采用此办办法。如三那线KKK2066+3398处瓦窑桥桥，为为一孔5m，矢跨比比为1/4的石拱桥桥，拱拱圈厚0.4m，拱上填填土土高度为0.2m，由于基基础础发生不不均匀匀沉降，致致使使拱顶关关门石石下落1cm，两端头头子子石开裂裂。在在确定加加固方方案时，考考虑虑到拱上上填土土较薄，不不能能满足拱拱上加加板的要要求，因因此采取取拆除除桥面铺铺装、石石拱圈，并并将将原桥台台起拱拱线以上上部分分的填土土、侧侧墙拆除除，然然后加高高桥台台至设计计标高高，按超超限荷荷载设计计钢筋筋混凝土土预制制板的加加固方方法。如如果拱拱上填土土高度度能满足足加钢钢筋混凝凝土板板的要求求，可可不拆除除石拱拱圈，钢钢筋混混凝土预预制板板的板底底距拱拱顶的净净距要要求不小小于5cm.我们采用用此此方法加加固了了14道石拱涵涵。采用以上两两两种方法法加固固的桥涵涵，通通过试载载及重重车通行行，经经观察加加固效效果较好好。3.3、旧旧桥桥下部结构构构加固桥桥台特特别是高高度较较大的桥桥台，受受行车荷荷载和和土压力力作用用，常见见病害害有桥台台开裂裂、凸肚肚，翼翼墙外崩崩、开开裂、错错位等等。对于于跨径径较小，水水流流不大的的石拱拱桥，我我们采采用在桥桥跨内内加钢筋筋混凝凝土框架架进行行加固。由由于于桥台太太高，且且位于长长距离离的高路路堤纵纵坡上（桥桥面面纵坡达5.5%），在行行车车和土压压力的的共同作作用下下，使两两岸桥桥台和靠靠那发发岸拱脚脚开裂裂。3.3.11、采采用钢筋筋混凝土土框架架加固桥桥台。设计的基本本本假设：：鉴于于尚在维维持正正常的交交通运运输的桥桥，台台背填土土破坏坏棱体引引起的的主动土土压力力由原桥桥台承承担，框框架结结构仅承承受在在破坏棱棱体范范围内布布置超超重车所所引起起的主动动土压压力。在在后来来的应用用中，取取消了钢钢筋混混凝土立立柱，仅仅在桥台台上凿凿出牛腿腿的位位置，将将横系系梁、支支撑梁梁、牛腿腿一起起现浇成成平面面支撑框框架，这这不仅减减少了了工作量量，而而且施工工方便便。采用用这种种方法加加固的的桥涵，经经多多次实地地观察察，使用用效果果良好。3.3.22、基基础加固固桥梁基基础特特别是天天然地地基上的的浅基基础。由于埋置深深深度较浅浅，易易受河水水冲刷刷而淘空空。受受河水改改道冲冲刷桥梁梁引道道，导致致桥台台基础冲冲空，引引道被毁毁。桥桥梁地基基局部部软弱，致致使使桥台发发生不不均匀沉沉降，引引起桥台台开裂裂等。针针对以以上病害害，我我们采取取对河河床用浆浆砌片片石进行行铺砌砌，上游游河床床设置丁丁坝，打打木桩扩扩大桥桥台基础础等方方法进行行加固固。3.3.22..1、防治桥桥台台基础冲冲刷对对于跨径径较小小的桥梁梁，由由于河水水改道道，洪水水直接接冲刷桥桥台基基础，导导致基基础冲空空甚至至掉脚，可可采采取在桥桥跨范范围内满满铺15号片石混混凝凝土的方方法进进行加固固，铺铺砌厚度度为30cm，铺砌两两端端设置截截水墙墙，截水水墙的的深度为1m，宽度为0.6mm.对于桥梁梁上上游河床床变迁迁、水流流改道道，洪水水直接接冲刷桥桥台基基础和桥桥台引引道，导导致桥桥台基础础冲空空、引道道被毁毁的桥梁梁，采采取在桥桥梁上上游适当当位置置设置丁丁坝等等调治构构造物物，将河河水导导入主河河道。3.3.22..2、扩大基基础础加固法法：采采用扩大大基础础进行加加固，具具体做法法：位位于三那那线K153十790处的栏板板桥桥为一孔5m石拱桥，建建建于1940年，桥宽6.0m，1978年用钢筋筋混混凝土梁梁板在在左、右右两侧侧各拼宽3.0m，拼宽的3.0m中，一半半作作为行车车道，另另一半作作为人人行道。该该桥桥三岔口口岸左左半部分分桥台台开裂，裂裂缝缝为上宽宽下窄窄，经分分析此此病害系系地基基软弱所所至，经经调查，此此处处原是深深水塘塘，为减减小基基底应力力，采采用扩大大基础础进行加加固，具具体做法法：（1）挖除桥桥台台前的淤淤泥，深深度与原原基础础高度相相同；；（2）在基底底打打入4m长的木桩桩，木木桩按梅梅花型型布置；；（3）在木桩桩顶顶铺垫25cm厚的碎石石；；（4）浇筑20号混凝土土基基础，新新旧基基础间采采用锚锚固钢筋筋联系系，使其其共同同受力。3.3.22..2.1、挖除桥桥台台前的淤淤泥，深深度与原原基础础高度相相同；；3.3.22..2.2、在基底底打打入4m长的木桩桩，木木桩按梅梅花型型布置；；3.3.22..2.3、在木桩桩顶顶铺垫25cm厚的碎石石；；3.3.22..2.4、浇筑20号混凝土土基基础，新新旧基基础间采采用锚锚固钢筋筋联系系，使其其共同同受力。3.4、桥桥面面铺装层的的的加固桥桥面铺铺装层开开裂或或剥离等等病害害，纵观观有限限元计算算结果果分析可可知，在在铺装层层结构构厚度一一定的的情况下下，铺铺装层的的模量量比对铺铺装层层的受力力状态态影响很很大。3.4.11、重重视桥面面铺装上上层的的设计和和选材材。如果沿用传传传统的路路用沥沥青混凝凝土的的材料设设计方方法，铺铺装上上层总是是处于于不利的的受力力状态，承承受受着较大大的反反复拉应应力，往往往在桥桥面板板的加劲劲部件件（直腹腹板、横横隔板）的的顶顶部产生生开裂裂，导致致铺装装上层出出现早早期破坏坏，这这也与实实际桥桥面铺装装层的的损坏情情况基基本吻合合，重重视桥面面铺装装上层的的设计计和选材材使其其具有良良好的的变形能能力以以抵抗疲疲劳开开裂，对对预防防铺装层层的早早期损坏坏具有有重要的的意义义。所以以，对对于桥面面铺装装体系来来说，需需要采用用性能能更加优优良的的复合改改性沥沥青，根根据铺铺装上、下下层层的不同同功能能和受力力状态态研究选选择合合理的沥沥青混混合料组组成，并并进一步步解决决铺装层层与桥桥面板的的粘结结稳定性性等问问题。3.4.22、材材料、结结构和施施工这这三个要要素中中，材料料是最最为活跃跃的因因素。因为决定沥沥沥青混合合料力力学性能能的原原材料以以及混混合料的的组成成结构具具有很很大的选选择性性，铺装装层的的模量比比取决决于材料料的组组成设计计。因因此，在在满足足铺装层层路用用性能的的前提提下，为为了达达到减小小铺装装层的拉拉应力力和剪切切应力力的目的的，要要充分发发挥材材料组成成设计计的作用用，设设计出能能适应应桥面铺铺装层层受力特特性和和防水要要求的的嵌挤密密实型型沥青混混合料料。研究究表明明，在混混凝土土桥的铺铺装中中使用增增强纤纤维沥青青混凝凝土具有有较好好的效果果且经经济，能能增强强铺装层层沥青青混凝土土的柔柔韧性，改改善善铺装层层的受受力状态态，防防止桥面面铺装装层出现现开裂裂、脱落落等现现象，最最终提提高桥面面铺装装层的使使用品品质和延延长其其使用寿寿命。当当然，也也出现现了诸多多改性性沥青、SMA、环氧沥沥青青混凝土土、沥沥青玛蹄蹄脂混混合料、浇浇注注式沥青青混凝凝土等桥桥面铺铺装新材材料和和新技礼礼它们们都具有有较好好的性能能，但但需增加加设备备，增加加了一一定的施施工难难度，造造价比比较高，一一时时还难以以大面面积惟广广。若若条件具具备，经经过经济济、技技术论证证也可可以使用用于混混凝土桥桥面铺铺装上。3.4.33、桥桥面铺装装层的加加固施施工（沥沥青或或水泥砼砼）首先，清除除除或刨洗洗桥梁梁旧铺装装层。在在清除过过程中中注意处处理的的、厚度度等。在在使用机机械清清除时，尤尤其其注意不不得损损坏旧桥桥的预预制梁板板、伸伸缩缝等等构造造。其次，认真真真清洗旧旧桥面面。对已已经刨刨洗完毕毕的旧旧桥铺装装层及及时外运运，用用人工清清扫废废旧料，用用高高压水冲冲洗梁梁板顶面面，使使之清洁洁并干干燥。再次，重铺铺铺新桥面面：水泥混凝土土土桥面铺铺装在在浇筑混混凝土土的强度度达到到设计等等级后后，才可可开放放交通，其其车车辆荷载载不得得大于设设计荷荷载。如如果经经监理工工程师师同意采采用快快硬水泥泥混凝凝土铺装装，开开放交通通的时时间需根根据试试验确定定。沥青混凝土土土桥面铺铺装应应待摊铺铺的混混合料完完全自自然冷却却，其其表面温温度低低于50℃后，方可可开开放交通通。需需要提早早开放放交通时时，可可洒水冷冷却降降温。伸缩装置安安安装完毕毕，预预留槽浇浇筑的的混凝土土强度度达到设设计强强度后，方方可可开放。4、公路旧桥的的的管理4.1、加加强强公路旧桥桥桥的管理理。加强公路旧旧旧桥的管管理并并进行维维修和和加固，使使其其处于正正常的的工作状状态，充充分发挥挥旧桥桥的作用用，是是公路管管理部部门的一一项主主要任务务。对对于旧桥桥的超超限运输输管理理工作具具有工工期短、要要求求高、工工程量量较小、前前期期工作量量大等等特点，公公路路超限运运输一一般是为为国家家或省的的重点点建设工工程服服务，我我们的的初步经经验是是：4.1.11、对对于经常常过大件件的路路段，应应对改改路段上上的大大小桥梁梁进行行重点检检查和和管理，收收集集原始档档案材材料，掌掌握其其动态，针针对对其技术术和承承受能力力编制制相应的的加固固处理方方案，需需要报批批的及及时按程程序报报批；4.1.22、在在施工中中针对其其技术术严格按按照业业主已批批准的的加固方方案进进行施工工，注注意抓重重点、制制约工程程；4.1.33、重重视加固固工程的的原始始资料的的收集集和整理理工作作，为今今后的的加固工工程积积累经验验；4.1.44、充充分调动动基层单单位的的积极性性，正正确处理理责、权权、利的的关系系。公路旧桥的的的维修加加固同同样属于于桥梁梁工程，不不能能重建轻轻养，旧旧桥的加加固比比新建还还难，因因为旧桥桥的维维修加固固，没没有现成成的规规范，更更没有有可供使使用的的标准图图，桥桥梁的病病害又又错综复复