旧桥病害防治与加固技术
2010-11-18
随着我国交通运输事业的快速发展,各级公路及桥梁承担着日益繁重的交通荷载及流量。因为建桥时设计施工的局限、运营后管理的滞后、公路等级不断的改造等各种原因，目前，为数众多的桥梁都存在着不同程度的缺陷和病害，处于不良状态，因此，近年来，养护部门加大了对桥梁的管理力度，要求建立各种桥梁档案，成立专门桥梁工程师，对桥梁实行动态管理，对病害桥梁进行加固，维修或改建。我段管养桥梁大都为梁板式桥，结合近几年维修经验，谈谈梁板式桥病害防治及加固方法。
一、桥梁砼裂缝
砼裂缝是最常见的病害，产生裂缝的原因很多：材料自身质量不好，自由收缩受到约束，养护不当，表面失水，或由于外力震动，支承变位等都可引起。结构产生裂缝，意味着结构应力增大，承载能力降低，因此，要有针对性的采取防治措施，控制裂缝的发生,特别是有害裂缝的出现。例如，要严格选用砼原材料，使用水化热较低、安定性较好的水泥，级配好、质地坚硬的粗集料，颗粒级配好、含泥量少的细集料，采用减水剂降低用水量，减少收缩，并严格控制灰比、水泥用量，确保砼配比，要严格控制施工工艺，确保模板工程、配筋、砼浇注等每一道工序都严格遵守操作规程。而结构物一旦出现了裂缝，我们常采用灌浆法进行修补。灌浆分为水泥砂浆、环氧树脂砂浆，水泥砂浆一般用于石砌墩、台裂缝，环氧树脂砂浆一般用于钢筋砼结构物，且多用于桥面裂缝。灌注砂浆一般采用空压式方法进行，通过喷浆机按一定压力将砂浆灌入结构物缝隙中，起到封闭、提高强度的作用。当裂缝大于0.2㎜时要留孔灌浆，孔距一般为0.25-0.30m。当裂缝大于0.4-0.5㎜时，应将裂缝凿开，刷净缝内粉尘，然后立模填补砂浆。在公路旧桥加固中，灌浆法是最普遍的修补方法，既经济又快捷，而且效果好。
二、基础的加固
对刚性实体式基础，当承载力不够时，可采用在基础周围加打基桩浇注砼承台，扩大基底承载面积。当基础受水流冲刷或基底下有软卧层时，可先挖除软弱部分至原基础，在桩式基础周围补加钻孔桩，再打承台，以此提高基础承载力，或在桩围堰内填加片石，做成三级挑坎或海漫式防护，以此来增强基础稳定性。
三、墩台的加固、维修
由于基础埋深不足或基础沉陷造成墩台开裂，通缝，可采用钢筋砼围带或钢箍进行加固。柱式墩台若折断，在基础承载力许可时，可立模浇注砼，加大断面尺寸，墩台出现空洞时，可开凿通眼，用压浆机压注水泥砂浆或环氧树脂进行修补加固。对桥台出现的开裂、凸肚、位移、翼墙外崩、转动等病害，我们针对不同的原因，采取不同的加固方法：对桥台尺寸不足，难以承受行车荷载和台背土压力时，可将台背填土换成分层干砌片石或者建撑壁进行加固。对台背填土因冻土或砌筑不良造成的鼓肚，可挖除冻土，换填矿渣、砂砾等，并封闭表面使之不透水，或凿除鼓肚部分，重新砌筑。对桥台位移或转动，可在桥台两侧加厚翼墙，与原墙牢固结合为一整体，增加桥台横断面尺寸和自重，抵抗水平推力。梁式桥U型桥台非常普遍，其典型病害往往是：台身开裂、台后路面下沉，可综合应用修补裂缝、修复侧墙、设置圈梁及台顶盖板等方法进行加固处理，实践证明，非常有效。
四、主梁加固增强方法
加固增强的方法很多，如用锚喷或现浇砼方法增加T梁受拉区钢筋及加大梁身断面、用钢板粘贴加固增强或用体外预应力加固增强等。当梁的强度、刚度、稳定性、抗裂性能不足时，常常采用增大构件截面、增大配筋的加固方法，通过提高梁的有效高度和抗弯强度，来提高桥梁的承载力。但其缺点是钢筋增加较多，费用较高。当交通量增加，主梁出现承载力不足时，梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝，采用粘结剂及锚栓，将钢板粘贴锚固在砼结构的受拉缘或薄弱部位，以钢板代替增设的补强钢筋，达到提高梁的承载力的目的。此法工艺简单，施工质量易控制，但存在钢板不易与梁身紧密结合且因外露需经常养护的弊端。体外预应力加固可使梁的裂缝减少或闭合，钢筋用量少且施工简便，但存在预应力钢材防锈蚀和加强养护的问题，通过实践可知，采用钢板、预应力补强后，再配合锚喷砼将其覆盖，既解决了预应力钢材防锈蚀问题，又可避免其直接受大气温度影响，喷射砼后还可增加梁身抗剪能力，方法行之有效。另外，在基础承载力允许的情况下，在梁顶加铺钢筋砼层或增设纵梁，都可通过改善桥梁荷载分布， 而达到提高桥梁承载力的目的。
五、桥面铺装层的加固施工
桥面铺装层易出现的病害有：铺装层呈网状裂缝，不平整，常泛油，伸缩缝附近凸凹不平等等。产生病害的原因很多：交通量过大和渠化交通，沥青用量过多，级配不良，低温季节施工，铺装层厚度不够，行车作用导致矿料下挤，沥青上泛、车辆制动、启动、超载等作用导致而成。另外，铺装层因受反复拉应力影响，在桥面板加劲部件顶部产生开裂，导致铺装上层出现早期破坏，所以上层选材要求具有良好的变形能力以抵抗疲劳开裂，需采用性能更加优良的复合改性沥青。研究表明，在铺装层中使用增强纤维沥青砼具有较好的效果，既能增强铺装层沥青砼的柔韧性，改善铺装层的受力状态，又能防止桥面铺装层出现开裂，脱落等现象。
