舊橋梁加固技術(shù)分析
2016-08-22
1 橋梁加固的必要性
?。?）在橋梁使用期間內(nèi)，任何橋梁都會成為舊橋。早期修建的橋梁，由于當時人們對鋪裝功能、病害認識有限，往往存在配筋偏小，鋼筋直徑過細，鋪裝與承載構(gòu)件的界面連續(xù)不牢靠等問題。由于橋梁是建在大地上的特殊產(chǎn)品，不僅受自然環(huán)境的影響（如大氣腐蝕、溫度、濕度變化等），而且還受到使用環(huán)境的影響，難以避免產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。這使橋梁的維修、養(yǎng)護、加固、改造已成為必然。
?。?）從經(jīng)濟上分析，橋梁加固可以節(jié)省大量投資，收到良好的社會經(jīng)濟效益。采用適當?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施，不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費用；而且對現(xiàn)有交通運輸影響有的甚至可以在不中斷交通的情況下完成，早期設(shè)計施工的高速公路的橋梁在長期大交通量、重荷載的運營情況下大部分出現(xiàn)了病害；同時也恢復和提高了舊橋的承載能力及通行能力，延長橋梁的使用壽命，滿足現(xiàn)代化交通運輸?shù)男枨蟆?br />
?。?）橋梁的改造和加固，不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務(wù)水平，而且在更大程度上能夠消除交通安全隱患。從發(fā)展中分析，舊的公路橋梁加固有利于促進橋梁建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。既滿足現(xiàn)代人的需求以不損害后代人滿足需求的能力，使經(jīng)濟、社會、資源和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展。
2 加固改造工程必須滿足的基本條件
?。?）橋梁經(jīng)加固改造后，其結(jié)構(gòu)性能、承載能力與耐久性等都能滿足使用上的要求。
?。?）具有較明顯的經(jīng)濟效益。對于橋梁結(jié)構(gòu)物的加固改造可以采用兩種不同的方式：一種是廢棄原有結(jié)構(gòu)物進行重建，這就相當于建造一座符合新的使用要求的新橋，但還要包括拆除原橋的工程內(nèi)容；另一種是充分利用原橋，進行補強加固，若需加寬則再行拓寬，這就是通常所說的橋梁技術(shù)改造。橋梁技術(shù)改造的經(jīng)濟效益就反映在它的耗資明顯低于新建，否則就無法體現(xiàn)其優(yōu)越性與基本原則。從多年來的工程實踐看，橋梁技術(shù)改造的經(jīng)濟效益是明顯的。對重建與加固改造進行綜合經(jīng)濟效益分析時，應當包括相應交通受阻的經(jīng)濟損失以及拆除原橋所需的費用等。一般認為技術(shù)改造比重建能節(jié)省50%～60%以上時，經(jīng)濟效益已相當可觀，此時以采用加固改造方案為宜，否則可采取重建新橋的方案。
3 橋面鋪裝層加固
橋面鋪裝層開裂或剝離等病害，對于鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕，減弱橋梁的橫向整體性；對于石拱橋，由于橋面雨水下滲，加大了拱上填料的含水量，使拱圈出現(xiàn)滲水現(xiàn)象等；同時由于橋面鋪裝層的破損，引起橋面平整度差，車輛通行時，使橋梁產(chǎn)生震動，對橋梁產(chǎn)生不利影響，同時又加重了橋面鋪裝層的病害。根據(jù)橋梁的具體情況，采用不同的加固方法，對于使用年限長、破損嚴重的采用拆除、修復的加固方案。而對于病害較輕，使用年限短，且混凝土強度仍符合設(shè)計要求的則先處治病害，在不降低設(shè)計荷載標準的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。
4 橋梁的下部結(jié)構(gòu)加固
組成橋梁的下部結(jié)構(gòu)的部分主要是橋墩、橋臺以及基礎(chǔ)等。橋梁的下部加固主要分為兩個基本方面，即墩臺加固和基礎(chǔ)加固。在橋梁的墩臺受到嚴重損害的情況下，會影響到橋梁的車輛通行安全，一般會進行徹底全面的維修。在徹底和全面維修之前可以采取臨時加固的辦法。一般會在墩臺旁增加設(shè)立排架，來共同承受墩臺載重壓力。橋梁的墩臺如果已經(jīng)發(fā)生損壞，則需要安裝鋼軌骨架。但我們在橋梁加固過程中，遇到墩臺損壞的情況是比較少的。
橋梁的基礎(chǔ)加固方式主要有以下幾種情況：第一，出現(xiàn)基底承受能力不足時，可以采用擴大基礎(chǔ)或壓注漿料的方法加固土層。第二，淺基墩臺由于河床受到?jīng)_刷，可以采用橋底鋪底和隔水墻的防護措施，同時還可以用加深基礎(chǔ)的方法來進行加固。對于墩臺基礎(chǔ)可用分段開挖的方法加深基礎(chǔ)，施工時采取臨時措施保護原有的墩臺，不使原有墩臺受力加重。第三，也可以在墩臺周圍布置鉆孔樁，在樁頂上修筑鋼筋混凝土，然后與原墩臺連成整體，形成共同受力，以加固基礎(chǔ)。
5 舊橋基礎(chǔ)加固
橋梁基礎(chǔ)特別是天然地基上的淺基礎(chǔ)，由于埋置深度較淺，易受河水沖刷而沖空。受河水改道沖刷橋梁引道，導致橋臺基礎(chǔ)沖空，引道被毀。橋梁地基局部軟弱，致使橋臺發(fā)生不均勻沉降，引起橋臺開裂等。針對以上病害，我們采取對河床用漿砌片石進行鋪砌，上游河床設(shè)置丁壩，打木樁擴大橋臺基礎(chǔ)等方法進行加固。對于跨徑較小的橋梁，由于河水改道，洪水直接沖刷橋臺基礎(chǔ)，導致基礎(chǔ)沖空甚至掉腳，可采取在橋跨范圍內(nèi)滿鋪15號片石混凝土的方法進行加固，鋪砌厚度為30cm，鋪砌兩端設(shè)置截水墻，截水墻的深度為1m，寬度為0.6m。對于橋梁上游河床變遷、水流改道，洪水直接沖刷橋臺基礎(chǔ)和橋臺引道，導致橋臺基礎(chǔ)沖空、引道被毀的橋梁，采取在橋梁上游適當位置設(shè)置丁壩等調(diào)治構(gòu)造物，將河水導入主河道。
6 加固方案與加固效果評價方式
加固方案的選擇需要考慮到很多因素，主要應該包括橋梁所處的地形條件和地質(zhì)條件、水文情況和自然狀況等。還要對橋梁的現(xiàn)狀和使用過程進行精確的分析和研究。另外，施工的現(xiàn)實條件、交通狀況以及預期的維修和加固效果等都要做一個全面的規(guī)劃和考慮。同時，現(xiàn)有的人力資源和技術(shù)水平也應該是一個需要注意的條件。橋梁合理的維修和加固方案是在對上述各種因素進行綜合考慮的前提下對其進行優(yōu)化組合的產(chǎn)物，應該體現(xiàn)出加固的效果，還要體現(xiàn)出適當?shù)慕?jīng)濟效益和社會效益。
橋梁的加固與維修需要不斷地總結(jié)經(jīng)驗和吸取教訓，并且要在長期的實踐經(jīng)驗總結(jié)基礎(chǔ)上形成明確的規(guī)范。更需要對橋梁的維修與加固之后進行質(zhì)量的跟蹤與檢查。
橋梁加固后的上部結(jié)構(gòu)通常是用靜載或動載試驗，將試驗結(jié)果與加固設(shè)計的計算結(jié)果進行對比，來對橋梁的加固效果進行分析和評價。但是對于橋梁的下部結(jié)構(gòu)則不應該進行荷載試驗，而是要通過其頻率變化來定量評估橋墩的加固效果。
7 加強舊橋養(yǎng)護管理
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，是公路管理部門的一項主要任務(wù)。加強舊橋養(yǎng)護管理可從以下幾方面開展。
（1）對于經(jīng)常過大件的路段，橋梁進行重點檢查和管理，收集原始檔案材料，掌握其動態(tài)；
?。?）重視加固工程中原始資料的收集和整理工作，為今后的加固工程積累經(jīng)驗；
（3）在施工中注意抓重點、制約工程；
?。?）充分調(diào)動基層單位的積極性，正確處理責、權(quán)、利的關(guān)系。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?shù)陌踩?br />
8 結(jié)論
從目前我國基本建設(shè)投資來看，大量的資金用于新建高等級公路，用于國、省道，特別是縣鄉(xiāng)道路的技術(shù)改造的資金相當有限。由于資金短缺，不可能對技術(shù)狀況差的橋梁進行拆除重建，因為這樣做不僅要耗費大量投資，而且工期也較長，因此世界各國都按照充分利用和革新的原則，對舊橋采取適當?shù)募庸谈脑齑胧?，以滿足橋梁營運和延長其使用年限的需要。
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