隨著時間的推移,在受自然災(zāi)害及外界行車荷載的長期重復(fù)作用下,部分公路橋梁將成為危橋,都會因各種原因不同程度地存在缺陷、病害需要加固和改造。盂縣境內(nèi)干線公路從1994年修建的公路橋梁,在長期受大噸位車輛的重復(fù)作用下,截止2007年年底,先后出現(xiàn)的危橋加固有24座,1 869延米,危橋改造任務(wù)十分繁重,全部改造的思想既不現(xiàn)實,也不科學(xué),更不可能。先后針對不同橋型、不同的加固技術(shù)和方法,探討完成了多項危橋加固改造方面的技術(shù)研究,取得了顯著的社會效果。下面簡要介紹盂縣公路管理段在公路危橋加固技術(shù)方面的一些技術(shù)探索和實橋情況。
1、近年來探討的一些危橋加固技術(shù)介紹
1)盂縣段于1996年完成“鋼筋混凝土蛋殼襯砌加固技術(shù)的探討”,在不中斷交通的情況下,利用原橋,采用鋼筋混凝土蛋殼襯砌加固與舊橋很好地結(jié)合提高承載能力的加固方法。該項技術(shù)后來多次被省內(nèi)外引用。
2)1998年-2004年探索完成“臺背注漿及地基注漿鋼筋混凝土箍套加固危橋的研究”,這種加固方案施工方便,不中斷交通,便于施工,從而可以省去拆除舊橋并利用舊橋,節(jié)約投資,提高橋梁及地基的承載力,在盂縣段多座橋梁中得到了應(yīng)用。
3)2006年完成了T梁采用體外預(yù)應(yīng)力加固提載梁式橋的探索研究,并同時采用錨噴技術(shù),解決了體外預(yù)應(yīng)力索銹蝕和受溫度變化失效的技術(shù)難題。
2、典型橋梁的加固方案介紹
2.1 石陽線南河灣橋(鋼筋混凝土蛋殼襯砌法)
2.1.1 橋梁設(shè)計概況
南河灣橋是通往晉盂外運公路上的一座中橋,1972年9月竣工通車。大橋設(shè)計荷載為汽一15,掛一80,橋面凈寬為凈9 1TI+2×0.25 1TI。上部構(gòu)造為3孔13 m(矢跨比1/3)的混凝土拱。下部構(gòu)造為重力式實體橋墩和u形橋臺。除盂縣臺奠基于密實卵石層以外,其余墩臺均建于千枚巖基巖上。
2.1.2 南河灣中橋病害狀況
1)主拱圈裂縫。
a.陽泉方向第三跨主拱圈自左起2 Ii"1拱頂縱向裂縫貫通整個拱圈延伸至陽泉臺帽及臺身3 ITI范圍,并且拱頂有橫向裂縫兩道貫通一直延伸至右側(cè)拱圈。b.右起第二跨主拱圈自左起4 m拱頂有橫向裂縫一道貫通一直延伸至右側(cè)拱圈。c.右起第一跨主拱圈自右起1 m拱頂有縱向裂縫一道貫通一直延伸至盂縣臺臺身2 ITI范圍,縫寬達(dá)15 CII1。
2)橋面變形及破碎。
橋面縱向變形已呈波浪形,但高差尚不是很大。而橋面龜裂嚴(yán)重,且集中在1,2,3孔的左側(cè)橋面上。
3)墩臺身裂縫。
0號臺、3號臺及2號橋墩上均存在豎向裂縫,自臺帽一直延伸至墩臺身下部。
2.1.3 南河灣橋加固設(shè)計要點
1)主拱圈及橋墩臺基礎(chǔ)加固。為與原橋結(jié)合,自基礎(chǔ)開挖,全部采用鋼筋混凝土錨桿與原橋的相應(yīng)部位連接,采用50 cm厚截面尺寸對全橋進行鋼筋混凝土襯砌,基礎(chǔ)部分也用鋼筋混凝土橫向聯(lián)系。其設(shè)計圖如圖1所示。
2)橋面。原橋面缺乏穩(wěn)定而堅實的基層,整體性差,有必要將原橋面徹底清除,并挖除部分砂礫墊層(如是非砂礫填料,必須挖除,換上砂礫填料,夯實),再加鋪水泥穩(wěn)定砂礫基層,厚25 cm,其上鋪筑(4+6)cm厚瀝青混凝土橋面,增設(shè)橋面泄水孔。
2.1.4 加固后承載能力評定
1)在汽一20主要組合荷載,掛一1o0附加組合荷載和特掛一120附加組合荷載作用下,預(yù)測各測點應(yīng)力,變形和裂縫寬度均滿足規(guī)范規(guī)定的容許限值,因此本橋能承受汽一20,掛一100,達(dá)到原有設(shè)討‘標(biāo)準(zhǔn)要求。
2)本橋采用鋼筋混凝土蛋殼補強提高舊橋承載能力達(dá)到預(yù)期效果。
3)本橋由于未能中斷交通,橋面采用半幅通車,晝夜搶修,很難保證基層的養(yǎng)護成型,鋪筑后的橋面平整度差,密實度不大,建議加鋪防水層,改善橋面的滲水能力。
2.2 滴水崖橋加固(臺背基礎(chǔ)注漿鋼筋混凝土箍套加固法)
2.2.1 滴水崖橋概況
該橋位于石陽線214省道上,修建于1993年,該橋為3—16 nl雙曲拱橋,全長67.54 m,下部構(gòu)造均為重力式墩臺、錐坡。設(shè)計荷載為汽一20、掛一100,橋面凈寬為凈一9+2×0.5 m人行道。該橋通過的交通量較大,由于長期受大噸位、大交通流量的超限車輛的長期趨壓作用,該橋0號臺、3號臺自臺帽一直延伸至下部基礎(chǔ),兩個橋臺的左側(cè)墻均有豎向裂縫各2道,縫寬超過15 mm,一直延伸至前墻,橋面臺背沉陷,局部龜裂嚴(yán)重、橋面未設(shè)置泄水孔。
2.2.2 滴水崖橋加固方案
方案一:拆除重建;方案二:臺背及基礎(chǔ)注漿,采用鋼筋混凝土箍套加固橋臺,采用錨桿橫向連接,槽鋼外采用5cm厚混凝土保護層,增設(shè)橋面泄水孔。兩者比較,選方案二,既不中斷交通,又經(jīng)濟實惠,方案可行。
2.2.3 加固后試驗結(jié)論
加固后,通過鉆芯取樣,注漿后,效果顯著,可見加固后橋梁提高了承載能力。
2.2.4 大橋加固效果評價
滴水崖橋采用鋼筋混凝土箍套及注漿加固是行之有效的,達(dá)到了預(yù)期的目的和效果。此法在以后的危橋加固中已經(jīng)多次使用,它具有施工設(shè)備簡單施工操作容易、施工速度快和在施工過程中基本不中斷交通等優(yōu)點。經(jīng)濟效益十分顯著,為類似橋梁的加固改造提供了一種十分有效的好途徑。該橋加固后營運至今,經(jīng)跟蹤觀察使用情況良好。
2.3 秀水大橋(體外預(yù)應(yīng)力直索加錨噴法、T形梁橋)
1)秀水大橋采用先以體外預(yù)應(yīng)力加固T梁,后用錨噴混凝土使預(yù)應(yīng)力鋼束與梁體粘合的加固方法,是行之有效的,達(dá)到了預(yù)期的目的和效果。此法在國內(nèi)已經(jīng)多次使用,它不僅使梁的抗彎、抗剪強度及剛度得以增大,且能有效地防止預(yù)應(yīng)力鋼柬因暴露在大氣中而引起銹蝕,也使其不直接受大氣溫度影響,既可使預(yù)應(yīng)力鋼束工作安全可靠,又減少了今后養(yǎng)護工作和費用。該方法具有施工設(shè)備簡單、施工操作容易、施工速度快和在施工過程中基本不中斷交通等優(yōu)點。
2)浮動式工作平臺對加固梁橋是一種很經(jīng)濟的方法,本身安裝拆散均簡單,使用穩(wěn)定安全。值得在橋下常年有水且不很高的梁橋加固時采用。
3)該橋加固工藝簡單,施工方便,設(shè)備少,加固費用僅85萬元,經(jīng)濟效益顯著。
4)不同的橋梁具備不同的特點,但同類型的橋梁有著相同的特性,其加固方法可以借鑒,但也要具體問題具體分析,巧妙地利用其特性,則許多難點就可迎刃而解。
5)該橋加固后營運至今,經(jīng)跟蹤觀察使用情況良好。