公路舊橋加固管理范文
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摘要：隨著我國社會經濟和交通運輸事業的快速發展，過去年代修建于各地城鎮和各級公路上的橋梁，負擔著十分沉重的交通荷載及繁重的交通量。由于歷史的種種原因，如建橋當時的資金緊缺，設計荷載及泄洪標準偏低，技術力量的缺乏，設計、施工管理的粗放，設計、施工技術水平較低和設備、手段、材料的落后，以致在設計上或多或少存在考慮不周的缺點，施工也留下大小不同的缺陷。根據近年對超限運輸橋梁及大中型橋梁的加固實踐，下面介紹公路舊橋各組成部分的加固方法，并對橋梁的管理提出建議。
關鍵字：舊橋加固
管理前言摘要：隨著我國社會經濟和交通運輸事業的快速發展，過去年代修建于各地城鎮和各級公路上的橋梁，負擔著十分沉重的交通荷載及繁重的交通量。當時社會發展較緩，缺乏前瞻和預見，橋梁投入運營使用之后，運營管理的長期滯后，管養制度建設和隊伍建設長期被忽視，管養費用被擠占、挪用，運營車輛長期普遍超載和嚴重超載未得遏制，橋梁的技術狀態未得到及時、細致的觀測把握。在寒冬酷暑、暴雨烈日、洪水沖刷、車船撞擊的多年影響下，使得為數眾多的農用、公路及城市橋梁，發生了各種大大小小的病害，如橋面破損、欄桿斷裂、伸縮縫損壞、橋頭跳車、梁板或拱體裂縫、砼剝落、鋼筋鋼索銹蝕、鋼結構裂紋銹爛、墩臺斷裂位移、擋墻傾斜錯位、錐坡下挫坍塌、墩臺基底沖空、橋頭路基沖塌、河床護底沖翻以及河道被沖刷嚴重變遷而危及橋頭路基等，已經破壞了橋梁的正常良好狀態。這種不良狀態，除將大大縮短橋梁的使用壽命之外，有的已經威脅著過往人車的平安而成為危橋，成了政府、管理部門和人民群眾關注、耽心的大事。
這些橋梁具有荷載等級低、使用年限長的特征。從技術資料分析，大多數橋梁是三不知摘要：1不知基底地質；2不知基礎深度；3不知隱蔽部分的尺寸。從橋梁技術狀況分析，由于河床屢遭洪水沖刷，河床底部加深，橋梁墩臺基礎外露、沖空，產生不均勻沉降，導致橋臺、拱圈產生附加應力而出現開裂，有的甚至出現開合現象；有的橋梁由于橋臺較高，受行車及臺后土壓力的功能，橋臺出現開裂、凸肚等病害；橋面混凝土鋪裝層由于使用時間長加之重車功能，導致開裂、剝落等病害。按橋梁技術狀況來評定大多屬三類橋梁。
隨著國民經濟的發展和重點工程的建設，目前公路橋梁所承受的負荷有3個特征摘要：1交通量不斷增大；2重型車輛增加及超載現象嚴重；3超限運輸的出現和增加。按現在橋梁和運輸狀況，橋梁的承載能力和通過的車輛荷載是公路和運輸的矛盾之一。
舊橋加固，提高舊橋的承載能力，確保交通運輸的平安是目前和今后面臨的任務。自1989年以來，我單位多次完成超限運輸舊橋加固及大中型危橋的維修加固監理工作，在公路舊橋加固和管理方面取得一些經驗，本文按橋梁的組成部分介紹橋梁的加固方法。
1、舊橋上部結構加固技術
1.1、橋面補強層加固法
在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層，一般先鑿除舊橋面，使其和原有主梁形成整體，達到增大主梁有效高度、改善橋梁荷載橫向分布能力，從而達到提高橋梁的承載能力的目的。
1.2、增大截面和配筋加固法當梁的強度、剛度、穩定性和抗裂性能不足時，通常采用增大構件截面、增大配筋、提高配筋率的加固方法，這種方法是在梁底面或側面加大尺寸、增配主筋、提高梁的有效高度和抗彎強度，從而提高橋梁的承載力。該法廣泛應用于橋梁及拱橋及拱橋拱肋的加固。
1.3、錨噴砼加固法借助高速噴射機械，將新砼混合料連續的噴射到已錨固好鋼筋網的受噴面上，凝聚硬化面形成鋼筋混凝土，從而增大橋梁的受力斷面和補強鋼筋，加強結構的整體性，使其能承受更大的外荷載功能。
1.4、粘貼鋼板加固法當交通量增加，主梁出現承載力不足或出現嚴重腐蝕的情況時，梁板橋的主梁會出現嚴重的橫向裂縫。采用粘結劑及錨栓，將鋼板粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位，使其和結構形成整體，以鋼板代替增設的補強鋼筋，達到提高梁的承載力的目的。這種加固方法的特征是摘要：
1.4.1、需要破壞被加固的原結構尺寸；
1.4.2、工工藝簡單，施工質量較輕易控制；
1.4.3、施工工期短。
1.5、增設縱梁加固法在墩臺地基平安性能好，并具有足夠承載力的情況下，可采用增設承載力高和剛度大的新縱梁，新梁和舊梁相連接，共同受力。由于荷載在新增主梁后的橋梁結構中重新分布，使原有梁中所受荷載得以減少，由此使加固后的橋梁承載力和剛度得到提高。當增設的縱梁位于主梁的一側或者兩側時，則兼有加寬功能。
為保證新舊砼能夠共同功能，必須注重做好新舊梁之間的橫向連接。
1.6、拱圈增設套拱加固法在原主拱圈腹面下增設一層新拱圈，即緊貼原拱圈底面上，澆注或錨噴混凝土新拱圈，外形上就像是在原拱圈下套做了一個新拱圈。
2、舊橋下部結構加固技術
2.1、擴大基礎加固法
此法適用于基礎承載力不足或埋深太淺，而墩臺又是磚石或砼剛性實體式基礎時的情況。擴大基礎底面積應由地基強度驗算確定。
2.2、增補樁基加固法當橋梁墩臺基底下有軟臥層時，墩臺發生沉陷；對此采用增補樁基加固法是一種常用而且有效的方法。這種方法是摘要：在樁式基礎的四周補加鉆孔樁等，以此提高基礎的承載力，增強基礎的穩定性。
2.3、鋼筋砼套箍或護套加固法當橋梁墩臺由于基礎埋深不夠，或因施工質量控制不嚴等原因，導致墩臺開裂時，有時會出現貫通裂縫，可采用鋼筋砼圍帶或鋼箍進行加固。
2.4、橋臺新建輔助擋土墻加固法由于橋臺臺背水平土壓力過大，引起橋臺傾斜，應在臺背之后加建一擋墻，以抵御過大的土壓力。
2.5、墩臺拓寬加固法利用舊橋基礎，靠墩臺蓋梁挑出懸臂加寬部分，以便安裝的上部結構。此種情況為只加寬墩臺上部的蓋梁、墩臺身和基礎則不需予以加固。
3、舊橋加固的常用方法
3.1、塞縫灌漿是一種綜合普用的方法。
塞縫灌漿是把按一定比例配制的水泥（砂）漿、環氧樹脂（砂）漿，通過噴漿機按一定壓力灌入結構物縫隙內，起到填塞裂縫、避免鋼筋銹蝕并提高結構整體強度的功能。裂縫在橋梁病害中較為普遍，產生裂縫的原因很多，也很復雜。結構物一旦出現裂縫，其受力截面發生應力重分布，也就意味著受力有效截面變小，結構應力增大，承載能力降低。塞縫灌漿是用膠結材料把結構的裂縫填滿，使力的功能、傳遞盡可能恢復到原來狀態。塞縫灌漿一般用于處理橋梁上、下部結構裂縫，灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環氧樹脂漿、環氧樹脂砂漿等，具體采用哪一種，應視實際情況而定。通常水泥（砂）漿用于石砌墩、臺和拱圈裂縫，由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂，采用水泥（砂）漿造價低、效果好。環氧樹脂漿一般用于鋼筋混凝土結構物，因為鋼筋混凝土構件產生的裂縫較小，易灌滿，粘結性好；環氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。塞縫灌漿的通常做法是摘要：先用1∶1水泥砂漿勾縫，勾縫時須預留直徑約6～8mm的灌漿孔，孔距視裂縫寬度而定，縫寬處孔距為0.6～1.0m，縫小處孔距為0.4～0.6m.待勾縫砂漿達到一定強度后即可灌漿。鋼筋混凝土梁的裂縫較小，用環氧樹脂勾縫，凡大于0.2mm的裂縫都要留孔灌漿，孔距一般為0.25～0.30m，灌漿方法和灌水泥漿大致相同。在公路舊橋加固中，塞縫灌漿是綜合處治的方法之一，用得比較普遍，通過試載及使用觀察，效果較好。
3.2、上部結構加固上部結構加固改建在調查探究舊橋的基礎上，經過技術、經濟比較，采用充分利用原橋進行拼寬，利用橋臺將拱式結構改為板式結構的加固方法，使其滿足超限運輸要求。
3.2.1、拼寬原橋對驗算不能滿足超限運輸要求的舊橋，經技術經濟比較后，按實際通過的超限運輸荷載設計拼寬橋梁，以確保超限運輸平安。
如三那線K186+325處的龍畝溝橋為一孔石拱橋。右邊部分于1940年修建，凈跨9.2m，寬6.4m；左邊部分于1966年拼寬修建，凈跨8.0m，寬2.5m.經驗算左邊部分能夠滿足超重車通行，加固方案為在左邊緊靠1966年修建的石拱橋拼寬3.4m，使其共同受力，供超限車輛通過。設計應考慮和原橋協調，則拼寬部分的橋臺高度、跨徑、矢跨比等均和1966年拼寬的石拱橋相同，荷載按超重車考慮。
3.2.2、利用原橋臺改拱式結構為板式結構對于小跨徑石拱橋，由于拱圈厚度不能滿足超限運輸要求或因地基較差發生不均勻沉降，致使拱圈開裂，降低承載能力，可采用此辦法。
如三那線K206+398處瓦窯橋，為一孔5m，矢跨比為1/4的石拱橋，拱圈厚0.4m，拱上填土高度為0.2m，由于基礎發生不均勻沉降，致使拱頂關門石下落1cm，兩端頭子石開裂。在確定加固方案時，考慮到拱上填土較薄，不能滿足拱上加板的要求，因此采取拆除橋面鋪裝、石拱圈，并將原橋臺起拱線以上部分的填土、側墻拆除，然后加高橋臺至設計標高，按超限荷載設計鋼筋混凝土預制板的加固方法。假如拱上填土高度能滿足加鋼筋混凝土板的要求，可不拆除石拱圈，鋼筋混凝土預制板的板底距拱頂的凈距要求不小于5cm.我們采用此方法加固了14道石拱涵。
采用以上兩種方法加固的橋涵，通過試載及重車通行，經觀察加固效果較好。
3.3、舊橋下部結構加固橋臺非凡是高度較大的橋臺，受行車荷載和土壓力功能，常見病害有橋臺開裂、凸肚，翼墻外崩、開裂、錯位等。對于跨徑較小，水流不大的石拱橋，我們采用在橋跨內加鋼筋混凝土框架進行加固。由于橋臺太高，且位于長距離的高路堤縱坡上（橋面縱坡達5.5%），在行車和土壓力的共同功能下，使兩岸橋臺和靠那發岸拱腳開裂。
3.3.1、采用鋼筋混凝土框架加固橋臺。
設計的基本假設摘要：鑒于尚在維持正常的交通運輸的橋，臺背填土破壞棱體引起的主動土壓力由原橋臺承擔，框架結構僅承受在破壞棱體范圍內布置超重車所引起的主動土壓力。在后來的應用中，取消了鋼筋混凝土立柱，僅在橋臺上鑿出牛腿的位置，將橫系梁、支撐梁、牛腿一起現澆成平面支撐框架，這不僅減少了工作量，而且施工方便。采用這種方法加固的橋涵，經多次實地觀察，使用效果良好。
3.3.2、基礎加固橋梁基礎非凡是天然地基上的淺基礎。
由于埋置深度較淺，易受河水沖刷而淘空。受河水改道沖刷橋梁引道，導致橋臺基礎沖空，引道被毀。橋梁地基局部軟弱，致使橋臺發生不均勻沉降，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，上游河床設置丁壩，打木樁擴大橋臺基礎等方法進行加固。
3.3.2.1、防治橋臺基礎沖刷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，導致基礎沖空甚至掉腳，可采取在橋跨范圍內滿鋪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和橋臺引道，導致橋臺基礎沖空、引道被毀的橋梁，采取在橋梁上游適當位置設置丁壩等調治構造物，將河水導入主河道。
3.3.2.2、擴大基礎加固法摘要：采用擴大基礎進行加固，具體做法摘要：位于三那線K153十790處的欄板橋為一孔5m石拱橋，建于1940年，橋寬6.0m，1978年用鋼筋混凝土梁板在左、右兩側各拼寬3.0m，拼寬的3.0m中，一半作為行車道，另一半作為人行道。該橋三岔口岸左半部分橋臺開裂，裂縫為上寬下窄，經分析此病害系地基軟弱所至，經調查，此處原是深水塘，為減小基底應力，采用擴大基礎進行加固，具體做法摘要：（1）挖除橋臺前的淤泥，深度和原基礎高度相同；（2）在基底打入4m長的木樁，木樁按梅花型布置；（3）在木樁頂鋪墊25cm厚的碎石；（4）澆筑20號混凝土基礎，新舊基礎間采用錨固鋼筋聯系，使其共同受力。
3.3.2.2.1、挖除橋臺前的淤泥，深度和原基礎高度相同；
3.3.2.2.2、在基底打入4m長的木樁，木樁按梅花型布置；
3.3.2.2.3、在木樁頂鋪墊25cm厚的碎石；
3.3.2.2.4、澆筑20號混凝土基礎，新舊基礎間采用錨固鋼筋聯系，使其共同受力。
3.4、橋面鋪裝層的加固橋面鋪裝層開裂或剝離等病害，縱觀有限元計算結果分析可知，在鋪裝層結構厚度一定的情況下，鋪裝層的模量比對鋪裝層的受力狀態影響很大。
3.4.1、重視橋面鋪裝上層的設計和選材。
假如沿用傳統的路用瀝青混凝土的材料設計方法，鋪裝上層總是處于不利的受力狀態，承受著較大的反復拉應力，往往在橋面板的加勁部件（直腹板、橫隔板）的頂部產生開裂，導致鋪裝上層出現早期破壞，這也和實際橋面鋪裝層的損壞情況基本吻合，重視橋面鋪裝上層的設計和選材使其具有良好的變形能力以反抗疲憊開裂，對預防鋪裝層的早期損壞具有重要的意義。所以，對于橋面鋪裝體系來說，需要采用性能更加優良的復合改性瀝青，根據鋪裝上、下層的不同功能和受力狀態探究選擇合理的瀝青混合料組成，并進一步解決鋪裝層和橋面板的粘結穩定性等新問題。
3.4.2、材料、結構和施工這三個要素中，材料是最為活躍的因素。
因為決定瀝青混合料力學性能的原材料以及混合料的組成結構具有很大的選擇性，鋪裝層的模量比取決于材料的組成設計。因此，在滿足鋪裝層路用性能的前提下，為了達到減小鋪裝層的拉應力和剪切應力的目的，要充分發揮材料組成設計的功能，設計出能適應橋面鋪裝層受力特性和防水要求的嵌擠密實型瀝青混合料。探究表明，在混凝土橋的鋪裝中使用增強纖維瀝青混凝土具有較好的效果且經濟，能增強鋪裝層瀝青混凝土的柔韌性，改善鋪裝層的受力狀態，防止橋面鋪裝層出現開裂、脫落等現象，最終提高橋面鋪裝層的使用品質和延長其使用壽命。當然，也出現了諸多改性瀝青、SMA、環氧瀝青混凝土、瀝青瑪蹄脂混合料、澆注式瀝青混凝土等橋面鋪裝新材料和新技禮它們都具有較好的性能，但需增加設備，增加了一定的施工難度，造價比較高，一時還難以大面積惟廣。若條件具備，經過經濟、技術論證也可以使用于混凝土橋面鋪裝上。
3.4.3、橋面鋪裝層的加固施工（瀝青或水泥砼）
首先，清除或刨洗橋梁舊鋪裝層。在清除過程中注重處理的、厚度等。在使用機械清除時，尤其注重不得損壞舊橋的預制梁板、伸縮縫等構造。
其次，認真清洗舊橋面。對已經刨洗完畢的舊橋鋪裝層及時外運，用人工清掃廢舊料，用高壓水沖洗梁板頂面，使之清潔并干燥。
再次，重鋪新橋面摘要：
水泥混凝土橋面鋪裝在澆筑混凝土的強度達到設計等級后，才可開放交通，其車輛荷載不得大于設計荷載。假如經監理工程師同意采用快硬水泥混凝土鋪裝，開放交通的時間需根據試驗確定。
瀝青混凝土橋面鋪裝應待攤鋪的混合料完全自然冷卻，其表面溫度低于50℃后，方可開放交通。需要提早開放交通時，可灑水冷卻降溫。
伸縮裝置安裝完畢，預留槽澆筑的混凝土強度達到設計強度后，方可開放。
4、公路舊橋的管理
4.1、加強公路舊橋的管理。
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，充分發揮舊橋的功能，是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、工程量較小、前期工作量大等特征，公路超限運輸一般是為國家或省的重點建設工程服務，我們的初步經驗是摘要：
4.1.1、對于經常過大件的路段，應對改路段上的大小橋梁進行重點檢查和管理，收集原始檔案材料，把握其動態，針對其技術和承受能力編制相應的加固處理方案，需要報批的及時按程序報批；
4.1.2、在施工中針對其技術嚴格按照業主已批準的加固方案進行施工，注重抓重點、制約工程；
4.1.3、重視加固工程的原始資料的收集和整理工作，為今后的加固工程積累經驗；
4.1.4、充分調動基層單位的積極性，正確處理責、權、利的關系。
公路舊橋的維修加固同樣屬于橋梁工程，不能重建輕養，舊橋的加固比新建還難，因為舊橋的維修加固，沒有現成的規范，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，確保公路運輸的平安。
4.2、舊橋加固的建議目前制約舊橋加固工作的主要因素是資金新問題，在養路資金緊缺的情況下，投入到舊橋加固上的資金更加有限，現在的作法是省公路局將大中型橋梁作為計劃單列，而從我單位的實際情況看，小橋的數量約占橋梁總數的90%，且小橋的病害也比較嚴重，對小橋的維修、加固需要投入大量的資金，為此建議采用以下辦法逐步解決。
4.2.1、省公路局應加大對大中型橋梁加固資金的投入，并將屬于危橋的小橋納入這個范圍，集中資金重點解決危橋的加固；
4.2.2、對于橋梁的小修保養，應納入公路小修保養議標中，非凡是實行養路工程費制后，可將各段管養的橋梁編入小修保養工程量清單內，對站（所）不能承擔的項目，可布置段工程隊施工，總段加強檢查和考核。
結束語摘要：幾十年來，幾代土木工程專家學人，在鐵路、城建、公路系統從事著橋梁、水文、建筑和其它土木工程的養護維修、科研、試驗、檢定、大修加固、施工、設計以及建設管理工作，已積累了豐富的實踐經驗。希望橋梁工程的同行們，對為數眾多的病橋、危橋有所分析和探究，并實施加固設計和施工，對辛勤為人們工作的橋梁，如醫生之對于各種病人，實行“救死扶傷”，讓中國傳統文化中的有德之物——橋梁，健康地繼續為人們工作和造福。
