浅谈山区公路桥梁维修加固与管理
2015-05-27
前言
首先，旧桥（早期修建的桥梁）结构形式单一、落后，荷载等级低，随着国民经济的发展和重点工程的建设，目前公路桥梁所承受的负荷有3个特点：① 交通量不断增大；②重型车辆增加及超载现象严重；③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与运输的矛盾之一。旧桥加固，提高旧桥的承载能力，确保交通运输的安全是目前和今后面临的任务。以承围公路为例，此条公路为1998年完工的，当时的大中桥上部结构主要为普通钢筋混凝土空心板，先简支后桥面连续结构，下部结构为柱式墩台，钻孔灌注桩基础，小桥为石砌墩台，装配式简支板，这些桥至2012年为止，部分桥梁的上部结构已经严重破坏，不能使用。对于这些桥，经过分析论证，主要原因为原简支结构，经过这些年重型车辆增加及超载现象严重，空心板间铰缝联结脱落，形成单板受力，导致空心板的破坏。这些桥在处理是更换了上部，采用结构连续加强了铰缝联结，利用原有下部，这样既解决了问题，又节约了资金。
一、桥梁基础在已使用过程中常见的病害及生产的原因
由于过桥车辆的日益重型化，实际上大部分活载强度已经超过设计规范规定的负荷要求，墩台的负荷强度在不断增加，经常受到重活荷载的作用；大气、雨水侵蚀、生活用水腐蚀、洪水冲刷等自然灾害因素影响，桥梁墩台基础在建成后经几年运营，会出现质量问题，然而墩台是基础，如不及时巡查、养护维修加固，会降低桥梁的运营能力，时有坍塌的的可能，因此下部构造的病害预防及适合处理方法是桥梁维修加固工程中的重中之重。
1.1基础的沉陷和不均匀沉降原因
由于地基的不密实而引起沉降，这对于任何一座桥梁都是难以避免的，在一定范围内属于正常现象，而超出一定范围则对桥梁产生影响，在软土地基上修建的桥梁基础，由于受到土基压实下沉和地下水位上升的影响，往往也会产生不均匀沉降。
应对措施
（1）扩大基础加固法：将桥梁基础扩大底面积的加固，成为扩大基础加固法。扩大基础底面积应由地基强度验算确定，当地基强度满足要求而仅表现为不匀称沉降变形时，底面积应主要由地基变形计算来选定。在刚性实体式基础周围加石 工或钢筋混凝土其施工顺序如下：
a 通常在加宽的打板桩围堰，若墩台基础土壤不好时，应做必要的加固；
b 挖去堰内土壤，直挖至必要的深度（应注意墩台的安全）
c 在堰内把水抽干，铺砌石块，或做混凝土基础；
d 新旧基础要注意牢固结合，施工时可加入联系钢筋或插入刚销，以使加固扩大基础和旧基础牢固的结合成为一个整体；注意原基础的材料必须与现浇注（砌块）混凝土材料一致，避免新的裂缝产生。
（2）增补桩基加固法：在桩（墩）式基础的周围补加钻孔或打入钢筋混凝土预制桩并扩大原承台，以便提高基础承载力、增加基础稳定性，盖梁可单独受力，也可连接在一起，使旧盖梁、旧桩和新盖梁、桩一起受力。
1.2墩台基础冲孔（掏空）原因
砂石河床上的桥梁，洪水时墩台周围的水流，由于受到墩台的阻挡，使水流发生了很大的变化不是按照原来水流方向直线刘夏，而是变为表面的小部分水流向上扩散，雍高水位；下面的大部分水流向下流动，直接冲刷河床砂石，使墩台周围局部冲深，待冲到一定深度水流无法在冲动砂石时，在稳定下来，若墩台基础不是埋置在这一冲刷深度下，则墩台被冲空。
1.3基础的滑移和倾斜原因
（1）基础由于经常受到洪水的冲刷而发生滑移。冲刷深度由河流的河床纵坡与河床堆积物成分等因素所决定
（2）由于河床浚挖，减少了桥台台前临时河面地基土层的侧向压力，从而是基础发生位移；
（3）桥台基础建于软土地基，当台北填土超过一定高度且基础构造处理不当时，作用于台背的水平力增大，将导致地基失稳，产生塑性流动，使桥台产生前移。当基础上下受力不均时，台身也随之产生不均匀的滑移，导致基础出现倾斜。
应对措施：
（1）支撑法加固
墩台因尺寸不足，难以承受台背土压力而往桥孔方向产生倾斜或滑移的埋式桥台，可采用修筑撑壁法进行加固。
对于孔小跨径桥台，为防止桥台滑移，可在两台之间加建水平支撑，如整垮浆砌片石撑板，或用钢筋混凝土支撑梁进行加固。
（2）增建挡土墙加固
对于因桥台台背土压力过大而引起的桥台倾斜，应设法减小台背后的土壤压力，可在台背加建一挡土墙，以增强挡土能力。
（3）减轻荷载法
筑于软土路基的桥台，常由于填土较高，而受到较大侧向土压力作用，这时，可更换台背填土，减少压力。
二、预防措施
2.1设计上的考虑
在设计上适当考虑桥面受力状况，布设一定数量的受力钢筋和构造钢筋。对于受力结构刚度较小、震动较大、面层拉应力较大的桥梁，建议采用柔性路面或其他强度和耐磨性更好的钢纤维混凝土等。在设计时应充分考虑预应力梁上拱度对铺装层混凝土厚度的影响，加密局部桥面钢筋网，以确保桥面铺装混凝土的强度及耐久性。
2.2桥面施工混凝土施工
桥面铺装混凝土强度应不低于主梁（板）的混凝土。混凝土应采用适当的配合比，采用合格的水泥、砂石料等原材料，严格按配合比施工。特殊季节如冬季施工或夏季高温作业，要采取适当的防护措施，保证砂石料的入模温度，并采取适当的养护措施。混凝土强度达不到规范要求时，不得不开放行车。
2.3严格施工程序
在灌注铺装层混凝土前应彻底清理梁（板）顶面，凿除松动砂石、浮浆，清除各种油渍，凿毛表层混凝土并清洗干净，保证新老混凝土粘结牢固。铺设接缝钢筋网或桥面钢筋网时应保证受力钢筋和构造钢筋的位置准确，符合设计要求。必要时可在桥面板中预埋连接钢筋。
2.4加强特殊位置的处理
在施工缝、伸缩缝、纵横缝等特殊位置，施工中应加以特殊处理。必须在横向连接钢板焊接完成后，方可进行桥面铺装工作，以免后焊钢板胀缩引起桥面混凝土发生裂缝。伸缩缝处的混凝土应达到平整，上下贯通，缝中应填塞有弹性、耐高温的材料。伸缩缝装置应保证上部结构自由伸缩，并能承受车辆荷载作用，安装时定位值应通过计算确定。防水层及其泄水管衔接处、伸缩缝、沉降缝必须处理好，不得漏水以致渗入结构主体。混凝土横缝应及时锯开，不得产生错缝。横缝间距一般为4-6m,受拉区要适当加密。纵缝宜根据桥面板结构、桥面宽度等因素决定，应避免开重车轮作用带位置。锯缝深度以不损伤钢筋网为度。各种缝隙应灌浆饱满平整。
三、 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时公路管理部门的一项主要任务。对于旧桥的超限运输管理工作具有工期短、要求高、工程量小、前期工作量大等特点，公路超限运输一般是为国家或省的重点建设工程服务，我们的经验是：
（1）对于经常过搭建的路段，桥梁进行重点检查和管理，手机原始档案材料，掌握其动态；
（2）在施工中注意抓重点、制约工程；
（3）重视加固工程中原始资料的收集和整理工作，今后的加固工程积累经验；
（4）充分调动基层单位的积极性，正确处理责、权、利的关系。认为公路旧桥的维修加固同样属于桥梁工程，不能重建轻养，旧桥的加固比新桥海南，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，应充分重视公路旧桥的管理工作，加大资金投入，使其保持良好的工作状态，确保公路运输的安全。
