试析老旧桥梁的加固技术及相关设计
2015-09-07
公路桥梁的质量好坏关系到车辆的行驶安全，桥梁在使用时受到的损坏要及时加以处理。通过加固现有的桥梁可以增加桥梁的承载能力和使用年限，使桥梁满足交通的需要，给社会带来经济效益。笔者通过收集国内一些老旧桥梁的加固技术资料，归纳了一些关于老旧桥梁加固的技术经验，并结合二道河大桥加固实例，对路桥施工中的加固技术和相关设计进行分析，供广大工程技术人员参考。
1旧桥加固实例1
1.1旧桥概况。二道河大桥为某省道上的一座跨河大桥，大桥于1991年开始交付使用，是座跨距L为10m的预应力砼刚构桥，桥面总宽12m，桥面净宽11m。桥墩为砼墩，钻孔灌注桩基础。检查发现桥面混凝土破损，部分混凝土脱落，已出现纵向裂缝，主钢筋有锈蚀现象。二道河大桥是该省道的重要组成部分，该路段车辆较多，裂缝宽度和长度不断发展，成为安全隐患，尽快对旧桥进行改造是非常必要的。
1.2旧桥损坏原因及加固设计方案。经查该桥发现桥面上层钢筋网下部垫块间距过大，在施工浇筑混凝土时局部有钢丝网被踩到下部的现象，使有的地方桥面上部没有钢筋，致使桥梁横向刚度不够，整体受力性能差。在荷载作用下产生剪力，引起混凝土开裂。
2007年养护方发现主梁下部裂缝后自己对旧桥进行过加固，加固方案为：对缝宽小于0.1毫米的裂缝进行刷素水泥浆处理，增强整体性，加大刚度，提高桥梁承载力。对缝宽0.1～0.2mm的裂缝进行灌浆处理。对裂缝宽大于0.2毫米的较严重部位首先凿除松散混凝土，用钢丝刷清锈处理，局部重新加焊与原主筋型号相同的钢筋，采用搭接焊。对于上部无钢丝网的部分重新加设钢丝网，四周于原有钢筋焊接牢固。然后浇筑C40膨胀混凝土修补完整。
加固后桥面铺厚为20厘米，从下至上为：桥面混凝土10厘米厚，沥青混凝土10厘米，此外在桥面混凝土和沥青混凝土间，设置有防水层。
设方案保持原截面线形状不变，施工工艺简单，加固后桥梁承载能力得到很大的提高。
现在调查发现桥粱整体结构良好，桥面无裂缝，砼表面无剥落钢筋现象。
1.3旧桥施工要点。
1.3.1施工过程须一半桥面通车，利用另外一半桥面封闭。浇筑混凝土时要全部封闭交通封闭交通，以免产生震动影响结构性能，施工期间，载重超过5t车辆不允许通行。
1.3.2施工期间要采取一定的安全措施，设置交通标志牌和警示牌，必须有专人引导交通。
1.3.3施工时注意检查预埋钢筋的数量、位置、间距。
1.3.4凿除混凝土时注意不要凿断钢筋，不小心凿断后，应立即进行植筋修补。
2旧桥梁加固实例2
2.1旧桥概况。某桥梁的上部为4×16m的T梁结构，桥梁全长为45m。现对该桥梁的设计载荷为挂车―100和汽车―20，设计施工用混凝土的标号为C20。该桥梁已使用17年，曾于2009年加固过一次，但现在又出现了很多安全质量隐患，需要再次的施工加固。
2.2桥梁设计标准及加固设计。桥梁的上部公路设计标准为Ⅰ级，对人群的载荷设计为4kN/m2。桥梁的上部墩柱和盖梁进行加固补强。维持原桥梁的设计载荷（挂车―100和汽车―20）。桥面厚度设计为20cm，
对旧桥的上部结构拆除，换上C50预应力简支式T梁。设计主梁的预制长度是16m，梁高为1m，中梁和边梁的翼板的宽度分别是1.6m和1.67m。在主梁间设计0.4m宽现浇湿接头，增设橡胶支座。在墩柱的表面，通过环形粘贴双层碳纤维布（300g）的方式，对墩柱进行加固。在盖梁上粘贴钢板（1m），对其进行加固，提高盖梁的抗拉能力。对盖梁存在破损的地方进行修补处理。此外对防撞栏杆和中央隔离带进行更换。
2.3砼T梁的设计安装。对于钢筋砼T梁的安装应由总工程师亲自负责，确保其安装的全过程能够受到严格的监督，保证钢筋砼T梁的质量符合设计的标准。此外监理工程师也要对安装全过程进行监督，保证预制构件质量合格。安装T粱支座时要注意支座粘接牢固，经检查质量合格后，才能进行钢筋砼T梁的安装。钢筋砼T梁在吊装前，须检查其尺寸、外观质量，查看其质量合格证，杜绝问题T梁进入现场。并由技术负责人做好质量交底工作。吊装时由2台吊车吊装，T梁在被吊起约20厘米时停止，并将拖车撤走。当其距离地面高度约为50cm时，应进行下落试吊，并检查绳扣、和支腿等情况，确保没有发生异常后才能进行后续的安装。吊车由专人负责指挥，将T梁吊至安装位置进行安装。同时，技术人员必须在安装过程中跟踪校正，确保T梁脱钩前应符合质量。
3桥梁加固设计的特点分析
桥梁加固的目的是提高桥梁的安全性，主要体现在桥梁结构的承载能力、抗剪性和稳定性等指标。对桥梁加固的部位和技术主要有以下几点：首先对薄弱部位采用通过加大构件的截面尺寸，增设预应力钢筋和更换原构件等措施提高承载力；其次有的桥粱本身设计不够完善或需要大幅提高其承载力，这就得改变桥梁的原有受力结构，可通过增加附属结构等措施来改变桥梁的受力状况，提高桥梁的承载能力；最后是对桥墩、桥台桥梁特定部位的加固或改造。从以上几点着手，收集老旧或破损检测的数据，结合桥梁的原设计技术参数，分析整理，从而设计出适合需加固桥梁的加固方案。
桥梁加固改造施工中的一个重要特点是桥梁加固施工中应尽量避免对原桥梁承重结构的进行改动，注意保持施工过程中桥体的整体稳定性。因此施工前合理安排好施工顺序，制定完善的施工组织设计，以便在不影响正常交通的前提下进行加固。尽量减小对正常交通造成的干扰。对加固改造方案中的新构件的应用则要提高其安全系数，对采用混凝土加固的部分，应充分考虑到新老结构间结合部位处理，使新浇筑混凝土与原有混凝土能很好的结合在一起。
4结束语
我国交通事业发展的同时也带来了桥梁老旧、失修等问题，需要对桥梁加固设计和施工。桥梁的加固方法有很多种，在实际的路桥施工中，应考察好现场情况，将设计、经济、施工等多方面的因素进行综合考虑，选用适合的加固技术和加固方案。以后还会不断推出桥梁加固的新技术，完善现有的桥梁加固技术。
