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农村公路旧桥的维修加固技术与管理

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随着社会经济的高速发展,我国的桥梁建设取得了举世瞩目的成就。据统计目前我国正在使用的各类桥梁超过65万座,桥梁数量居世界之首,其中修建于上世纪八十年代以前的低等级公路桥梁占70%以上。由于历史的种种原因,当时社会发展较缓,缺乏前瞻和预见,特别是农村公路桥梁在资金上匮乏,设计荷载等级低,泄洪标准低,设计、施工技术水平低,加之设备、材料的落后,以致在设计上存在考虑不周的缺点,在施工上留下诸多缺陷。随着使用年限的加长,社会交通量的增长,超限运输的增加,环境气候的变迁,加之维修养护不到位,使得有些桥梁已成为危桥,严重威胁过往车辆、人员生命财产安全。

一、农村公路旧桥的特点

1、农村公路旧桥大都存在设计荷载等级低、使用年限长的特点。从技术资料上看,大多数桥梁是“三无”,即无基底地质勘查资料,无基础埋置深度资料,无设计施工资料。

2、农村公路旧桥的现状。从桥梁技术状况上看,由于使用年限长,缺乏维修养护,桥梁不同程度出现桥面破损严重、栏杆断裂缺损、无伸缩缝或已损坏、桥头跳车、梁板或拱体产生裂缝、砼剥落、钢筋外露锈蚀、墩台断裂位移、挡墙倾斜错位、锥坡下挫坍塌、河床护底冲翻以及河道被冲刷加深,墩台基底外露冲空、产生不均匀沉降、导致桥台、拱圈产生附加应力而出现开裂等病害,按桥梁技术状况来评定大多属三类桥梁。

3、农村公路旧桥面临的形势。由于我国城镇化进程加快和农村经济的发展,农村公路桥梁承受交通荷载有3个特点:a、交通量不断增大;b、重型车辆增加及超载现象严重;c、超限运输的出现和增加。按现在桥梁和运输状况,桥梁的承载能力和通过的车辆荷载是公路运输的主要矛盾之一。

二、旧桥上部结构维修加固技术

1、桥面补强层维修加固法

在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层,一般先凿除旧桥面,再通过植筋、布筋等手段使加铺的一层钢筋混凝土层与原有主梁形成整体,达到增大主梁有效高度、改善桥梁荷载横向分布能力,从而达到提高桥梁的承载能力的目的。

2、增大截面和配筋维修加固法

当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时,通常采用增大构件截面、增大配筋、提高配筋率的加固方法,这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸、增配主筋、提高梁的有效高度和抗弯强度,同时增加梁体横向联系,提高结构的整体性,从而提高桥梁的承载力。该法广泛应用于梁桥及拱桥拱肋的维修加固。

3、粘贴钢板或高强度纤维布维修加固法

当交通量增加,主梁出现承载力不足或出现严重腐蚀的情况时,梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。采用粘结剂及锚栓,将钢板或高强度纤维布粘贴、锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板或高强度纤维布代替增设的加固补强钢筋,达到提高梁的承载力的目的。这种加固方法的优点是:

a、不需要破坏被加固结构的原结构尺寸;

b、施工工艺简单,易掌握,施工质量较容易控制;

c、基本不增加原结构的新增荷载;

d、所需机械设备简单、费用低;

e、施工工期短。

4、增设纵梁维修加固法

在墩台地基安全性能好,并具有足够承载力及空间的情况下,可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁,新梁与旧梁横向牢靠连接,共同受力。由于荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布,使原有梁中所受荷载得以减少,由此使加固后的桥梁承载力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或者两侧时,则兼有加宽作用。

5、拱圈增设套拱维修加固法

在原主拱圈腹面下增设一层新拱圈,即紧贴原拱圈底面上,通过植筋和焊接等方法安装钢筋骨架,浇注或锚喷混凝土新拱圈,从外形上看就像是在原拱圈下套做了一个新拱圈。

6、更换上部结构维修加固法

此法适用于原老桥基础承载力满足要求不需加固,而上部结构由于设计原因、施工原因或由于交通量增长超限超载原因损坏,将原老桥上部结构拆除更换上部结构。对于大多数双曲拱桥或刚架拱桥,采取更换微弯板、系杆,增加横向联系等方法加固。

7、塞缝灌浆维修加固法

塞缝灌浆指把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆等修补粘合浆液,通过灌浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。

塞缝灌浆的通常做法是:

a、现场核实裂缝数量、长度及宽度,并在相应部位上进行标注,据此进行灌浆材料配量、埋嘴、灌浆等方面的具体计算和安排;

b、在裂缝表面骑缝钻孔,凡在裂缝交叉处应在交叉处钻孔,以此作为灌浆导向孔。孔距一般为0.25~0.30m,孔径8mm。一条裂缝至少有两个灌浆孔,所有孔眼必须用高压空气吹干净使其不让灰渣阻塞。为使裂缝能完全充满浆液,并保持压力,同时又保证浆液不大量外渗,须对已处理的裂缝表面用聚合物水泥砂浆沿裂缝走向从上到下均匀涂刷两遍(宽度6~8cm),在上面分段紧密贴上一层玻璃丝布(宽度5~7cm),使得裂缝表面形成封闭带,并进行空气实验;

c、灌浆采用空气泵压注法,在灌浆过程应注意压力控制(压力0.2~0.4MPa),灌浆次序,一般水平裂缝由低端向高端,竖向裂缝由下向上逐渐压注,从一端开始压浆后,另一端的灌浆嘴在排出裂缝内的气体后喷出与压入浆液浓度相同时可停止压浆,在保持压力下封堵灌浆嘴,贯通缝如果单面灌后另一面未见出浆,可在另一面压灌一次,灌浆浆液配制要适量,一次用完。

d、全部裂缝注完后,可用白水泥和ZV胶调成与原混凝土一样的颜色,涂刷在裂缝表面。

在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是一种应用广泛且综合运用的加固方法,在旧桥加固中上部、下部结构与基底、台背填土承载力补强均可应用。通过试验及使用观察,效果较好。

三、旧桥下部结构维修加固技术

1、扩大基础维修加固法

此法适用于基础承载力不足或埋深太浅,而墩台又是砖石或砼刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度验算确定。

2、增补桩基维修加固法

当桥梁墩台基底下有软卧层时,墩台发生沉陷;对此采用增补桩基加固法是一种常用而且有效的方法。这种方法是:在桩式基础的周围补加钻孔桩等,以此提高基础的承载力,增强基础的稳定性。

3、钢筋砼套箍或护套维修加固法

当桥梁墩台或由于强度不足;或由于基础不均匀沉降;或由于墩柱过细、过高;或由于施工质量控制不严等原因、导致墩台开裂时,有时会出现贯通裂缝,可采用钢筋砼围带或钢箍进行加固。

4、增加系梁或承台维修加固法

当桥梁基础为桩基础时,往往由于河床冲刷或由于河道采砂等原因,造成河床下降,桩基础外露,基础承载力下降,结构稳定性下降,可采用增加系梁或承台进行加固。严重时,可先在周围补桩再用系梁或承台进行联系加固,以弥补基础承载力和结构稳定性的不足。

四、公路旧桥的管理

1、加强公路旧桥的管理。

加强公路旧桥的管理并进行维修和加固,使其处于正常的工作状态,充分发挥旧桥的作用,是公路管理部门的一项主要任务。

2、重视桥梁维修加固工作

在桥梁的维修加固工作中严格按技术规范和已批准的加固方案进行施工。确保工程质量,重视维修加固工程的原始资料的收集和整理归档工作,重视检查和回访工程完工投入运营后的加固效果,为今后的加固工程积累经验。

总之,公路旧桥的维修加固同样属于桥梁工程,不能重建轻养,旧桥的加固比新建还难,因为旧桥的维修加固,没有现成的规范,更没有可供使用的标准图,桥梁的病害又错综复杂,病害原因难以确定。因此,应充分重视农村公路旧桥的管理工作,充分调动基层单位的积极性,责任到人,加强检查和考核,奖励与惩处并举,加大资金投入,使其保持良好的工作状态,确保农村公路桥梁安全和交通运输安全。