淺談山區(qū)公路橋梁維修加固與管理
2015-05-27
前言
首先，舊橋（早期修建的橋梁）結構形式單一、落后，荷載等級低，隨著國民經濟的發(fā)展和重點工程的建設，目前公路橋梁所承受的負荷有3個特點：① 交通量不斷增大；②重型車輛增加及超載現(xiàn)象嚴重；③超限運輸的出現(xiàn)和增加。按現(xiàn)在橋梁和運輸狀況，橋梁的承載能力和通過的車輛荷載是公路與運輸的矛盾之一。舊橋加固，提高舊橋的承載能力，確保交通運輸的安全是目前和今后面臨的任務。以承圍公路為例，此條公路為1998年完工的，當時的大中橋上部結構主要為普通鋼筋混凝土空心板，先簡支后橋面連續(xù)結構，下部結構為柱式墩臺，鉆孔灌注樁基礎，小橋為石砌墩臺，裝配式簡支板，這些橋至2012年為止，部分橋梁的上部結構已經嚴重破壞，不能使用。對于這些橋，經過分析論證，主要原因為原簡支結構，經過這些年重型車輛增加及超載現(xiàn)象嚴重，空心板間鉸縫聯(lián)結脫落，形成單板受力，導致空心板的破壞。這些橋在處理是更換了上部，采用結構連續(xù)加強了鉸縫聯(lián)結，利用原有下部，這樣既解決了問題，又節(jié)約了資金。
一、橋梁基礎在已使用過程中常見的病害及生產的原因
由于過橋車輛的日益重型化，實際上大部分活載強度已經超過設計規(guī)范規(guī)定的負荷要求，墩臺的負荷強度在不斷增加，經常受到重活荷載的作用；大氣、雨水侵蝕、生活用水腐蝕、洪水沖刷等自然災害因素影響，橋梁墩臺基礎在建成后經幾年運營，會出現(xiàn)質量問題，然而墩臺是基礎，如不及時巡查、養(yǎng)護維修加固，會降低橋梁的運營能力，時有坍塌的的可能，因此下部構造的病害預防及適合處理方法是橋梁維修加固工程中的重中之重。
1.1基礎的沉陷和不均勻沉降原因
由于地基的不密實而引起沉降，這對于任何一座橋梁都是難以避免的，在一定范圍內屬于正?，F(xiàn)象，而超出一定范圍則對橋梁產生影響，在軟土地基上修建的橋梁基礎，由于受到土基壓實下沉和地下水位上升的影響，往往也會產生不均勻沉降。
應對措施
?。?）擴大基礎加固法：將橋梁基礎擴大底面積的加固，成為擴大基礎加固法。擴大基礎底面積應由地基強度驗算確定，當地基強度滿足要求而僅表現(xiàn)為不勻稱沉降變形時，底面積應主要由地基變形計算來選定。在剛性實體式基礎周圍加石 工或鋼筋混凝土其施工順序如下：
a 通常在加寬的打板樁圍堰，若墩臺基礎土壤不好時，應做必要的加固；
b 挖去堰內土壤，直挖至必要的深度（應注意墩臺的安全）
c 在堰內把水抽干，鋪砌石塊，或做混凝土基礎；
d 新舊基礎要注意牢固結合，施工時可加入聯(lián)系鋼筋或插入剛銷，以使加固擴大基礎和舊基礎牢固的結合成為一個整體；注意原基礎的材料必須與現(xiàn)澆注（砌塊）混凝土材料一致，避免新的裂縫產生。
（2）增補樁基加固法：在樁（墩）式基礎的周圍補加鉆孔或打入鋼筋混凝土預制樁并擴大原承臺，以便提高基礎承載力、增加基礎穩(wěn)定性，蓋梁可單獨受力，也可連接在一起，使舊蓋梁、舊樁和新蓋梁、樁一起受力。
1.2墩臺基礎沖孔（掏空）原因
砂石河床上的橋梁，洪水時墩臺周圍的水流，由于受到墩臺的阻擋，使水流發(fā)生了很大的變化不是按照原來水流方向直線劉夏，而是變?yōu)楸砻娴男〔糠炙飨蛏蠑U散，雍高水位；下面的大部分水流向下流動，直接沖刷河床砂石，使墩臺周圍局部沖深，待沖到一定深度水流無法在沖動砂石時，在穩(wěn)定下來，若墩臺基礎不是埋置在這一沖刷深度下，則墩臺被沖空。
1.3基礎的滑移和傾斜原因
?。?）基礎由于經常受到洪水的沖刷而發(fā)生滑移。沖刷深度由河流的河床縱坡與河床堆積物成分等因素所決定
?。?）由于河床浚挖，減少了橋臺臺前臨時河面地基土層的側向壓力，從而是基礎發(fā)生位移；
?。?）橋臺基礎建于軟土地基，當臺北填土超過一定高度且基礎構造處理不當時，作用于臺背的水平力增大，將導致地基失穩(wěn)，產生塑性流動，使橋臺產生前移。當基礎上下受力不均時，臺身也隨之產生不均勻的滑移，導致基礎出現(xiàn)傾斜。
應對措施：
（1）支撐法加固
墩臺因尺寸不足，難以承受臺背土壓力而往橋孔方向產生傾斜或滑移的埋式橋臺，可采用修筑撐壁法進行加固。
對于孔小跨徑橋臺，為防止橋臺滑移，可在兩臺之間加建水平支撐，如整垮漿砌片石撐板，或用鋼筋混凝土支撐梁進行加固。
?。?）增建擋土墻加固
對于因橋臺臺背土壓力過大而引起的橋臺傾斜，應設法減小臺背后的土壤壓力，可在臺背加建一擋土墻，以增強擋土能力。
?。?）減輕荷載法
筑于軟土路基的橋臺，常由于填土較高，而受到較大側向土壓力作用，這時，可更換臺背填土，減少壓力。
二、預防措施
2.1設計上的考慮
在設計上適當考慮橋面受力狀況，布設一定數量的受力鋼筋和構造鋼筋。對于受力結構剛度較小、震動較大、面層拉應力較大的橋梁，建議采用柔性路面或其他強度和耐磨性更好的鋼纖維混凝土等。在設計時應充分考慮預應力梁上拱度對鋪裝層混凝土厚度的影響，加密局部橋面鋼筋網，以確保橋面鋪裝混凝土的強度及耐久性。
2.2橋面施工混凝土施工
橋面鋪裝混凝土強度應不低于主梁（板）的混凝土。混凝土應采用適當的配合比，采用合格的水泥、砂石料等原材料，嚴格按配合比施工。特殊季節(jié)如冬季施工或夏季高溫作業(yè)，要采取適當的防護措施，保證砂石料的入模溫度，并采取適當的養(yǎng)護措施?；炷翉姸冗_不到規(guī)范要求時，不得不開放行車。
2.3嚴格施工程序
在灌注鋪裝層混凝土前應徹底清理梁（板）頂面，鑿除松動砂石、浮漿，清除各種油漬，鑿毛表層混凝土并清洗干凈，保證新老混凝土粘結牢固。鋪設接縫鋼筋網或橋面鋼筋網時應保證受力鋼筋和構造鋼筋的位置準確，符合設計要求。必要時可在橋面板中預埋連接鋼筋。
2.4加強特殊位置的處理
在施工縫、伸縮縫、縱橫縫等特殊位置，施工中應加以特殊處理。必須在橫向連接鋼板焊接完成后，方可進行橋面鋪裝工作，以免后焊鋼板脹縮引起橋面混凝土發(fā)生裂縫。伸縮縫處的混凝土應達到平整，上下貫通，縫中應填塞有彈性、耐高溫的材料。伸縮縫裝置應保證上部結構自由伸縮，并能承受車輛荷載作用，安裝時定位值應通過計算確定。防水層及其泄水管銜接處、伸縮縫、沉降縫必須處理好，不得漏水以致滲入結構主體?；炷翙M縫應及時鋸開，不得產生錯縫。橫縫間距一般為4-6m,受拉區(qū)要適當加密?？v縫宜根據橋面板結構、橋面寬度等因素決定，應避免開重車輪作用帶位置。鋸縫深度以不損傷鋼筋網為度。各種縫隙應灌漿飽滿平整。
三、 公路舊橋的管理
加強公路舊橋的管理，并進行維修和加固，使其處于正常的工作狀態(tài)，充分發(fā)揮舊橋的作用時公路管理部門的一項主要任務。對于舊橋的超限運輸管理工作具有工期短、要求高、工程量小、前期工作量大等特點，公路超限運輸一般是為國家或省的重點建設工程服務，我們的經驗是：
?。?）對于經常過搭建的路段，橋梁進行重點檢查和管理，手機原始檔案材料，掌握其動態(tài)；
?。?）在施工中注意抓重點、制約工程；
?。?）重視加固工程中原始資料的收集和整理工作，今后的加固工程積累經驗；
（4）充分調動基層單位的積極性，正確處理責、權、利的關系。認為公路舊橋的維修加固同樣屬于橋梁工程，不能重建輕養(yǎng)，舊橋的加固比新橋海南，因為舊橋的維修加固，沒有現(xiàn)成的規(guī)范，更沒有可供使用的標準圖，橋梁的病害又錯綜復雜，病害原因難以確定，因此，應充分重視公路舊橋的管理工作，加大資金投入，使其保持良好的工作狀態(tài)，確保公路運輸的安全。
