江西省公路舊橋加固技術研究與實踐
發布時間：2010-01-14 共4頁
一、問題的提出
隨著時間的推移，任何公路橋梁都將成為舊橋，都會因各種原因不同程度地存在缺陷、病害需要維修、加固和改造。江西省大部分二十世紀六、七十年代修建的、設計荷載標準較低的公路橋梁仍在服役，截止2000年底，江西的危橋有427座， 13849延米， 舊危橋改造任務十分繁重，全部推倒重來的思想既不現實，也不科學，更不應該。因此，我省在八十年代初，在不斷提升技術等級的公路改造、改建過程中，即開始公路舊橋加固改造技術的研究與實踐。先后針對不同橋型、不同的加固技術和方法，完成了多項舊橋加固改造方面的科研項目，取得了顯著的經濟效益和社會效果，其中兩項獲江西省科學技術進步獎。由于舊橋檢測、評定與加固技術是一項既綜合復雜又在不斷發展和更新的技術，也是公路工程技術人員共同關心的熱點問題。所以，下面簡要介紹江西省在公路舊橋加固技術的一些研究成果和實橋情況。
二、主要開展的科研項目介紹
1、我省于1983年完成“提高小型梁板橋承載能力的研究”，為定性地衡量改建前后橋梁剛度及承載能力提高程度，提出了“剛度提高度”和“承載能力提高度”兩個指標，以及計算方法。兩者反映的是全橋狀況，前者指全橋剛度提高了的倍數，后者指全橋承載能力提高了的倍數。該項成果多次被外省引用。
2、1988年～1991年完成的“錨噴砼加固雙曲拱橋的研究”，使一座五孔跨徑45米的雙曲拱橋由原設計荷載：汽－13，拖－60，提高到汽－超20，掛－120，并安全通過總重134噸的超重車。該項成果，經交通部科技情報所檢索查新證實，在當時屬全國采用錨噴砼加固橋梁中，跨徑最大、提高橋梁荷載等級最多。
3、1994年成功完成全國首座梁底側采用體外預應力直索加固提載梁式橋的研究，并同時采用錨噴技術，解決了體外預應力索銹蝕和受溫度變化失效的技術難題。
4、1996年完成了“帶掛孔普通鋼筋砼雙懸臂梁橋加固研究”課題，成功地應用鋼纖維砼解決了橋面負彎矩區砼開裂、致使鋼筋銹蝕的問題。
5、成功完成懸臂式拓寬梁式橋和拱式橋橋面的研究，使凈－7的橋面拓寬至凈－9+2×1.5米人行道，總寬12.5米。
6、成功完成碳纖維布加固梁式橋的研究，并通過加固前后鑒定性靜載試驗證實了提高抗彎能力的加固效果。
7、先后成功應用粘貼鋼板、粘貼鋼筋、外包砼和套拱法等加固橋梁上部結構；以及多種方法加固橋梁下部結構。
三、典型橋梁的加固方案介紹
1、德興香屯大橋（錨噴法、雙曲拱橋）
1.1 大橋設計簡況
香屯大橋是通往德興銅礦公路上的一座大橋，1969年8月竣工通車。
大橋設計荷載為汽—13，拖—60，橋面凈寬為凈-7+2×0.25m.上部構造為5孔45m（矢跨比1/6）的雙曲拱，橫向6肋5波。下部構造為重力式實體橋墩和加后座的U型橋臺。除德興臺奠基于密實卵石層以外，其余墩臺均建于千枚巖基巖上。
1.2 香屯大橋病害狀況
（1）主拱圈裂縫
①主拱圈中波縱向裂縫，檢查時發現各孔中波波頂均存在縱向裂縫。
②肋、波連接處裂縫。各孔拱波與拱肋連接處大部分均發生裂縫。
③拱肋裂縫。各孔拱肋均有橫向裂縫，有不少是U形裂縫，這些裂縫多發生在拱頂前后10m左右范圍內。
④橫系梁裂縫。為數較少但除第1、4孔外均有發現。
（2）主拱圈軸線下降
主拱軸線普遍下降，拱頂下降5～18cm，L/4點下降0～9cm，而且上下水下降值很不一致。
（3）橋面變形及破碎
橋面縱向變形已呈波浪形，但高差尚不很大。而橋面破碎現象甚為嚴重，且集中在3、4、5孔及兩臺后座上，在墩頂附近伸縮縫處裂縫尤其發達，以致破碎露筋。
（4）腹拱、立墻病害
腹拱及立墻均為漿砌片石材料，由于防水層質量差，許多腹孔及立墻上均有滲水痕跡，以致發現不少因長年流水侵溶懸掛著的“石筍”。腹拱圈及立墻上也發現有裂縫。
（5）橋臺后座變形嚴重
兩橋臺后座擋墻與橋臺連接處沉降縫均增大至8～10cm（設計為2cm），且從外部可見內部填料中的空洞。在橫向、后座兩擋墻均偏出橋臺外緣5～8cm.后座上橋面沉陷多次，修補時發現其填料在上層2m左右為煤渣，車輛通過時，煤渣則由沉降縫處外泄，因而其上路面不能穩定。
⑤墩臺身裂縫
各橋墩上均存在豎向裂縫，反映了施工時混凝土澆筑及水泥、骨料質量的一定問題，但裂縫多般為早期出現的許多裂縫，因年代較久，沿縫出現白色晶體析出物。
漿砌片石橋臺上亦發現不少豎向、斜向裂縫，但較細微。
1.3 香屯大橋加固設計要點
通過對該橋進行檢查及分析的情況來看，尚未發現墩臺基礎出現病害的反映，即使是置于非巖石基底上的德興岸橋臺亦未發現位移的跡象，所以大橋的加固主要針對上部構造和橋臺后座。
1.3.1 主拱圈加固
原橫系梁尺寸偏小，橫向聯系差，屬薄弱構件，針對這一病害，將原橫系梁由116×15×18cm加大截面尺寸至116×15×50cm，把拱頂部分三根橫系梁改為橫隔板116×30×84cm，以加強橫向整體性，使全拱寬共同受力。除端系梁外，其它橫系梁原定用噴錨技術施工，后改為預制安裝。
由于主拱圈受力大，裂縫多，采用拱肋及拱波部分外包鋼筋網并噴射25#厚6cm砼加固拱圈截面，以提高各孔的整體剛度和承載力，為使拱腳應力減小，在每跨拱腳至第二腹孔的拱圈頂現澆30#鋼筋砼， 厚10cm，其設計圖如下：
1.3.2 橋面
原橋面缺乏穩定而堅實的基層，整體性差，有必要將原橋面徹底清除，并挖除部分砂礫墊層（如是非砂礫填料，必須挖除，換上砂礫填料，夯實），再加鋪水泥穩定砂礫基層，厚15cm，其上澆筑20cm厚鋼筋砼橋面。
1.3.3 橋臺后座加固
將橋臺后座上路面除去，改成30#鋼筋砼單向簡支預制板，厚35cm，支承于兩側墻上。用Φ24mm的錨固鋼筋使之與側墻相接，其上鋪裝15cm厚30#砼橋面，鋼筋砼板與后座填料間留有空隙，以使活載壓力直接作用在側墻上，從而減去了活載引起的對側墻的土壓力，并增加側墻抗剪能力和基底摩阻力。
1.4 加固后承載能力評定
（1）在汽—超20主要組合荷載，掛—120附加組合荷載和特掛—150附加組合荷載作用下，預測各測點應力，變形和裂縫寬度均滿足規范規定的容許限值，因此本橋能承受汽—超20，掛—120和特掛—150.
（2）本橋采用噴錨混凝土補強提高舊橋承載能力達到預期效果。
（3）本橋噴錨混凝土補強層與舊橋共同作用是不完全的。由于噴錨混凝土中存在空穴，結合粘結強度不高等原因，共同作用程度僅達65.6%.建議今后采用“濕噴法”進行錨噴施工，提高新舊砼共同作用程度，使噴錨混凝土層與舊橋起到完全的整體作用，提高加固效果。
（4）由于老橋收縮、徐變已基本完成，所以噴錨混凝土不承受原橋及自身恒載，在工作階段僅承受活載，故噴錨混凝土強度不控制。
