主干線(xiàn)公路舊橋加固改造方案研究

 引言
公路舊橋加固改造使用技術(shù)，是對(duì)正在使用的舊橋?qū)嵤z測(cè)、評(píng)估、維修、加固抑或改造等技術(shù)措施之總稱(chēng)。公路舊橋加固屬于一種比較繁雜的系統(tǒng)工作，盡管其工程量不大，可牽涉面卻非常廣，并且涉及到各種隱蔽工程。公路舊橋病害原因、加固方法往往因橋、因地而不盡相同，并且施工工藝大都具備特殊與復(fù)雜性。[1]因此，遵循舊橋加固改造之共性，分析舊橋之特殊性，運(yùn)用科學(xué)、實(shí)用的技術(shù)與施工材料，在公路舊橋檢測(cè)、加固與改造工作中，實(shí)踐總結(jié)出更多切實(shí)可行的技術(shù)與手段，具有重要的意義。
1 公路舊橋加固檢測(cè)與評(píng)定
具體可從如下兩個(gè)方面加以分析：
1.1 制定公路舊橋加固檢測(cè)方案 公路舊橋檢測(cè)的目的在于借助對(duì)舊橋的技術(shù)情況、病害實(shí)施全面、細(xì)致的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，查明病害抑或潛在病害的性質(zhì)、存在位置、嚴(yán)重情況及發(fā)展趨勢(shì)，弄清楚導(dǎo)致病害的因素，從而準(zhǔn)確評(píng)估舊橋質(zhì)量及其承受能力，為舊橋加固與改造設(shè)計(jì)準(zhǔn)備具體技術(shù)資料。[2]在開(kāi)展公路舊橋檢測(cè)工作之前，第一時(shí)間要明晰舊橋加固檢測(cè)工作的目的，主要有三個(gè)方面，即：①病害舊橋的維修利用；②病害舊橋的加固改造，提升荷載等級(jí)；③要求通過(guò)超重車(chē)輛等。
依據(jù)不同的目的來(lái)選擇檢測(cè)方案，一般橋梁檢測(cè)包括砼無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和橋梁荷載試驗(yàn)兩個(gè)部分，其中砼無(wú)損檢測(cè)包括混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法、混凝土缺陷檢測(cè)方法、混凝土其他性能檢測(cè)方法等。而橋梁的荷載試驗(yàn)可依據(jù)荷載種類(lèi)及作用分為靜、動(dòng)載試驗(yàn)。同時(shí)指導(dǎo)展開(kāi)具體的舊橋檢測(cè)工作。舊橋檢測(cè)工作做的如何、資料是否齊全，重點(diǎn)在于事先的準(zhǔn)備工作是否充分、周全。舊橋的構(gòu)件一般極其繁雜，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)記錄一定要做到認(rèn)真仔細(xì)，防止出現(xiàn)漏檢現(xiàn)象，以避免檢測(cè)資料的不完善。
1.2 公路舊橋檢測(cè)結(jié)果分析與評(píng)定 實(shí)踐表明，評(píng)定公路舊橋檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)準(zhǔn)確取決于檢測(cè)資料是否完整。因此保證檢測(cè)與收集的資料全面、完整是必要的。在分析病害成因時(shí)，一定要根據(jù)充足、具體客觀，舊橋病害的根源必須找準(zhǔn)與分析深入，進(jìn)而保證加固補(bǔ)強(qiáng)舉措可以發(fā)揮實(shí)際作用。
2 公路舊橋加固改造的主要渠道與措施
對(duì)主干線(xiàn)公路舊橋的加固維修，第一項(xiàng)任務(wù)是判斷與鑒定原橋當(dāng)前的承載力狀況，而后是依據(jù)加固方案對(duì)加固后的承載力實(shí)施計(jì)算與分析，具體主要采納如下幾種
路徑：
2.1 公路舊橋上部結(jié)構(gòu)加固 公路舊橋上部結(jié)構(gòu)加固方法主要包括如下幾個(gè)方面：
①橋面補(bǔ)強(qiáng)層：在舊橋橋梁頂上增加鋪設(shè)鋼筋混凝土層，往往先鑿掉舊橋面，促使其同原來(lái)主梁構(gòu)成一體，實(shí)現(xiàn)增加主梁有效高度與抗彎截面的強(qiáng)度、改進(jìn)舊橋橋梁荷載橫向分散能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升舊橋橋梁的承受能力。
②增大斷面：增大斷面增強(qiáng)了原有結(jié)構(gòu)的承受能力，但是也能因此而增大了自重，自重增大產(chǎn)生的內(nèi)力增量能夠部分抵消了結(jié)構(gòu)承受能力的提升。[3]除此之外，增大斷面還需要注意一個(gè)問(wèn)題，也就是新增結(jié)構(gòu)面積同原來(lái)結(jié)構(gòu)的界面可否能夠較好的結(jié)合，保障新老兩部分面積可否能較好的協(xié)同受力。
③錨噴混凝土：利用高速?lài)娚錂C(jī)械，把新混凝土混合料不斷地噴灑到已錨固好鋼筋網(wǎng)受?chē)娢恢?，凝結(jié)硬化而構(gòu)成鋼筋混凝土，進(jìn)而增大橋梁的承載力斷面與補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)之整體性，促使其可承受愈加大的外荷載作用。
④粘貼高強(qiáng)度受力材料：在混凝土表層粘貼高強(qiáng)度的受力材料，適應(yīng)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，過(guò)去的辦法是在混凝土表層粘貼鋼板?？稍诂F(xiàn)實(shí)工作中，因?yàn)殇摪迕娣e大、剛度強(qiáng)、適型性低，不容易同原結(jié)構(gòu)密切粘貼，加之鋼板自重大，不容易操作，制約了其應(yīng)用。多年來(lái)期待有種實(shí)用的高強(qiáng)材料，不僅需要其強(qiáng)度與彈性模量大而重量輕便，同時(shí)又具備較好的柔性，防止上述缺點(diǎn)并且極易操作。例如碳纖維布以高性能結(jié)構(gòu)加固材料于其他一些國(guó)家土木工程及水工工程方面已得以廣泛運(yùn)用，近年來(lái)我國(guó)引入此種技術(shù)，廣泛進(jìn)行試驗(yàn)研究和應(yīng)用工作。碳纖維布加固技術(shù)即借助碳素纖維布以及專(zhuān)用結(jié)構(gòu)膠針對(duì)建筑構(gòu)件實(shí)施加固的過(guò)程，此技術(shù)運(yùn)用的碳素纖維布強(qiáng)度可達(dá)普通二級(jí)鋼強(qiáng)度的十五倍左右。其擁有強(qiáng)度高、重量輕、經(jīng)久性能好抗腐蝕強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛使用在梁、柱鋼筋上“生根”，添加埋件等用混凝土、石塊、磚砌體為基體的隱蔽工程；廣泛運(yùn)用在混凝土內(nèi)留置圈梁鋼筋、砌體錨固筋等方面。
⑤增設(shè)縱梁：墩臺(tái)地基安全性能強(qiáng)，同時(shí)有充分承載能力的狀況下，能夠?qū)嵤┰鎏沓休d力強(qiáng)與剛度大的新縱梁，使得新、舊梁互為連接，一同受力。
⑥改變結(jié)構(gòu)：譬如簡(jiǎn)支梁變?yōu)檫B續(xù)梁、撐架、剛架，懸臂梁變?yōu)檫B續(xù)梁等，能夠讓控制彎矩降低。此種加固、改造方法是借助改變橋梁結(jié)構(gòu)承載力體系，實(shí)現(xiàn)提升橋梁承載能力的效果。
⑦體外預(yù)應(yīng)力：施加與荷載效應(yīng)相悖之外力，譬如采納體外預(yù)應(yīng)力。針對(duì)鋼筋混凝土抑或預(yù)應(yīng)力混凝土梁（板），采納對(duì)受拉區(qū)施加體外預(yù)應(yīng)力加固，能夠抵消一些自重應(yīng)力，達(dá)到卸載的功能，進(jìn)而可一定程度地增強(qiáng)鋼筋混凝土抑或預(yù)應(yīng)力混凝土梁（板）的承載力。
⑧內(nèi)力調(diào)節(jié)：在外荷載無(wú)變化狀況下，借助結(jié)構(gòu)措施讓任一受力單元（譬如任何一塊板或梁）之分布內(nèi)力縮小。譬如增加橫向聯(lián)系而減小橫向分配系數(shù)，以減低荷載分布內(nèi)力。
⑨拱圈增設(shè)套拱：拱型橋梁的主拱圈是等截面的磚、石抑或混凝土等實(shí)體板拱，并且下部構(gòu)造沒(méi)有病害，橋下凈空和泄流范圍容許部分減小時(shí)，能夠在原主拱圈腹部增添一層新拱圈，也就是緊靠原拱圈底面上，澆筑抑或錨噴混凝土新拱圈，外形上則如同在原拱圈下套制了另一個(gè)新拱圈。
2.2 舊橋下部結(jié)構(gòu)加固 公路舊橋下部結(jié)構(gòu)加固主要包括如下幾個(gè)方面：
①擴(kuò)大基礎(chǔ)：適用于橋梁基礎(chǔ)承載力不足抑或埋進(jìn)部分深度不夠。采取擴(kuò)大基礎(chǔ)實(shí)施加固的具體方法：挖除橋臺(tái)前淤泥部分，深度掌握在同原基礎(chǔ)高度一致；在基底按梅花型設(shè)置打樁，鋪墊碎石，澆筑砼基礎(chǔ)，新橋基礎(chǔ)同舊橋基礎(chǔ)之間采取錨固鋼筋結(jié)合，使之一同受力。
②增補(bǔ)樁基：防治橋臺(tái)基礎(chǔ)沖刷：適用于墩臺(tái)樁基礎(chǔ)深度不夠，抑或因?yàn)樗鳑_刷導(dǎo)致樁基礎(chǔ)產(chǎn)生傾斜的狀況。針對(duì)跨徑不大的橋梁，因?yàn)楹铀牡?，洪水直沖威脅到橋臺(tái)基礎(chǔ)，造成基礎(chǔ)沖空及至掉腳，可采用在橋跨空間內(nèi)滿(mǎn)鋪片石砼的措施實(shí)施加固，針對(duì)橋梁上游河床改變、河流變道，洪水直沖橋臺(tái)基礎(chǔ)與橋臺(tái)引道，造成橋臺(tái)基礎(chǔ)沖空、引道受損的橋梁，實(shí)施在橋梁上游適宜地方設(shè)定丁壩等調(diào)冶構(gòu)造物，把河水引入主河道。
③鋼筋砼框架加固橋臺(tái)：適用于墩臺(tái)開(kāi)裂損壞產(chǎn)生貫通裂縫的狀況。針對(duì)目前正在使用的公路主干線(xiàn)舊橋，其臺(tái)背填土破壞棱體導(dǎo)致的主動(dòng)土壓力靠原有橋臺(tái)承擔(dān)，框架結(jié)構(gòu)只承擔(dān)損壞棱體范圍內(nèi)安排超重車(chē)導(dǎo)致的主動(dòng)土壓力。在以后的運(yùn)用當(dāng)中，取締了鋼筋砼立柱，只在橋臺(tái)上開(kāi)鑿出牛腿的方位，把橫系、支撐二梁以及牛腿一同成為平面支撐框架，不但減輕了工作量，且施工簡(jiǎn)便。
④橋臺(tái)新建輔助擋土墻：適合于橋臺(tái)背墻因水平力太大，引發(fā)橋臺(tái)傾斜的狀況。
⑤墩臺(tái)拓寬：適合于借助原橋基礎(chǔ)，接近墩臺(tái)蓋梁伸出懸臂加寬用于施工加寬的上邊那部分。
3 公路舊橋加固改造的施工
具體應(yīng)注重如下三個(gè)方面的工作：
3.1 選擇具備相應(yīng)資質(zhì)的施工單位 因?yàn)榕f橋加固施工有別于建筑新橋，工程量盡管不是很大，可工序卻很繁雜，并且牽涉到許多隱蔽的工程，其施工工藝較多具有特殊和復(fù)雜性，所以要選擇具備相應(yīng)資質(zhì)和類(lèi)似加固工程施工經(jīng)驗(yàn)的施工單位進(jìn)行施工，同時(shí)要聘請(qǐng)有舊橋加固改造工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)理工程師，以達(dá)到加固方案的預(yù)期
目的。
3.2 設(shè)計(jì)單位應(yīng)與施工單位密切配合 設(shè)計(jì)人員利用對(duì)公路舊橋橋梁的檢測(cè)與分析，針對(duì)舊橋橋梁的病害與產(chǎn)生因素，[4]與施工單位緊密配合，有針對(duì)性地提出處理措施，同時(shí)編繪出加固設(shè)計(jì)圖。
3.3 建設(shè)施工單位應(yīng)強(qiáng)化管理 建設(shè)單位強(qiáng)化管理主要借助監(jiān)理工作進(jìn)行，建設(shè)單位同監(jiān)理單位屬于委托與被委托之間的關(guān)系，依托監(jiān)理委托合同，確立和表明監(jiān)理工程師代表業(yè)主一方利益展開(kāi)工作，建設(shè)單位應(yīng)維護(hù)監(jiān)理工程師的權(quán)威，支持監(jiān)理依法有效展開(kāi)質(zhì)量監(jiān)理工作，積極為監(jiān)理工作的展開(kāi)營(yíng)造條件，并且還要強(qiáng)化對(duì)監(jiān)理可否依據(jù)監(jiān)理合同規(guī)定實(shí)施監(jiān)理的督查。以保障舊橋加固改造工程的質(zhì)量。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，公路舊橋的加固改造技術(shù)是剛剛興起的一項(xiàng)新技術(shù)，為了更好地指導(dǎo)公路舊橋加固技術(shù)的運(yùn)用，需指出一系列完整實(shí)用的公路舊橋檢測(cè)、評(píng)估與加固一整套的技術(shù)規(guī)范，為我國(guó)公路舊橋加固改造創(chuàng)造技術(shù)支持，保障舊橋改造工作有效合理，促使舊橋加固改造實(shí)現(xiàn)“有法可依”。實(shí)踐證明，選擇合適的加固改造技術(shù)，對(duì)保持與提升舊橋的承重以及通行能力，延續(xù)舊橋利用壽命以適應(yīng)當(dāng)前交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展需求是至關(guān)重要的。