危橋加固改造技術應用探討
引言
近年來，由于我國經濟的快速發(fā)展，改革開放前期修建的各等級道路超過規(guī)劃通車數(shù)量的現(xiàn)象時常發(fā)生，加之超載等不利情況，很多橋梁出現(xiàn)了不同程度的病害。但由于受資金的限制，部分橋梁無法實施整體重建，因此，危橋加固與改造成為橋梁施工領域的一個重要課題。
郴州地區(qū)XO91線山背橋地處平原微丘區(qū)，跨小型河道，橋梁始建于20世紀8O年代初，全長68m，橋寬8m。其構造為2×15m跨石拱橋+1×20 m跨T梁，擴大基礎，重力式U形橋臺。自該橋建成投入使用后，由于屢次遭罕見洪水沖刷，過水斷面現(xiàn)已嚴重不足，兩岸橋臺及導流附屬設施破壞嚴重，一側河岸橋臺已被徹底掏空，錐坡完全損毀，危及行車安全，已無法正常使用。針對橋梁病害的實際情況，有關部門組織專家對該橋進行了考察和鑒定，將該橋定為5類危橋。在分析橋梁病害產生原因的基礎上，提出了改造加固措施。
1 主要病害
(1)一側河岸橋臺被洪水淘空，基礎沉降嚴重，開裂明顯。
(2)橋面及欄桿損毀嚴重。
(3)部分橋墩存在沖刷現(xiàn)象。
(4)兩岸八字墻均被沖毀。
(5)拱橋橋面開裂嚴重，拱圈及側墻存在裂縫。
鑒于該橋已無法滿足使用要求，必須進行加固改造，同時為了加大橋梁的泄水能力，從根本上解決洪水季節(jié)沖刷的威脅，主管部門在征求各方面意見后，決定對該橋梁實施加固改造。
2 加固改造的主要思路
原T梁跨破壞嚴重，已無法加以利用，擬新建2跨16m預應力空心板梁替代。拱橋部分則根據具體情況，對提出的兩種方法進行分析。
2．1 利用舊橋臺在舊拱橋上加板(梁)
有些石拱橋由于填土太高或拱圈已經開裂，拱圈已不具備使用價值，而橋臺仍完好可以使用。因此，可采取拆除拱上側墻和填土，然后加高橋臺，在裸拱上搭架澆注鋼筋混凝土板(梁)，
從而形成拱上有板(梁)。湖南省有部分地區(qū)的小型拱橋采用這種方法進行改造，效果良好。
2．2 錨噴加固石拱橋
針對部分石拱橋的橋臺、拱圈開裂，而又受地形、排水或工期的限制不能搭架的情況，除對裂縫進行壓漿處理外，可采用與隧道的初期支護類似的辦法，在橋臺的前墻、拱圈上設置錨桿、掛鋼筋網，然后再噴射混凝土。
(1)對裂縫進行壓漿加固。對于較寬的裂縫，采用水泥砂漿封閉裂縫表面，每隔50cm預留壓漿孔，待封閉砂漿形成強度后，用水灰比0.8、壓力0.4～0.6MPa的水泥漿在壓孔處進行壓漿，壓漿管貫穿整個構造物，壓漿時鄰孔為排氣孔，當排氣孔冒漿后即對壓漿孔和排氣孔進行堵塞，然后再對下一個孔壓漿；對于較細的裂縫，可不予封閉，但仍應壓漿。
(2)襯砌混凝土，以提高承載力和整體性。在前墻與拱圈間加襯一層鋼筋混凝土，襯砌采用C30混凝土現(xiàn)澆，厚50cm，縱橫向分別布設Φ16 mm、Φ12mm鋼筋。根據拱的受力情況，將拱頂至下緣的部分受拉筋分批彎起，過渡為拱腳上緣的受拉筋；橋臺前墻的鋼筋雙面布置，并在拱圈和前墻上設置Φ12mm、間距60cm的錨桿，以保證新舊構造物之間的可靠連接。
根據現(xiàn)場情況和所具備的條件，擬結合上述兩種方法共同確定改造方案，即對拱橋采取基礎包片石加固、膠結材料封閉拱圈、側墻及墩臺裂縫、拱圈空洞壓漿、新增水泥穩(wěn)定碎石調平層，并據此進行加固改造的設計。
3 加固改造設計要點
(1)拆除原T梁、郴州岸橋臺及拱梁結合墩處的臺帽，拆除橋面系及防撞欄桿，保留兩跨拱橋。
(2)對沖刷嚴重的墩臺基礎進行外包片石混凝土加固，并向圍堰內拋填片石后壓漿，兩岸橋臺兩側均設置導流堤。
(3)新建2跨16m空心板、空心板橋臺和拱梁結合墩處的臺帽，空心板及新建橋臺、橋墩的縱向中軸線必須與拱橋縱向中軸線吻合。
(4)新制作C4O橋面板和C30防撞欄桿，拱橋部分加鋪15cm厚、摻4%水泥穩(wěn)定碎石調平層，并增設橋臺搭板。
(5)采用環(huán)氧樹脂封閉拱圈、拱上側墻及墩臺裂縫，并對兩跨拱橋拱圈采用M7.5砂漿抹面，對空洞處壓漿。
(6)新建基礎基底標高應根據實際地質情況進行調整，要求樁基深入基巖≮3m，并保證樁尖以下4m完整基巖。
4 施工要點
(1)應嚴格遵循JTJ 041-2000《公路橋涵施工技術規(guī)范》的有關規(guī)定，并采取全封閉施工。
(2)橋梁相關部分結構的拆除、加固施工、澆注順序及澆注過程，應嚴格按照施工流程圖進行。
(3)在拆除拱腔填料等的過程中，嚴禁大體積拆除物砸落在主拱圈上，避免危及結構安全。拆除拱上填料時須同時對稱進行，且應分層、分條均勻地循環(huán)拆除，每次拆除填料厚度須≯15cm，且不得觸動橋梁護拱。
(4)橋梁拆除前，應對主拱圈和橋臺進行全面的質量檢查；在拆除及換填施工過程中，應嚴格按施工流程圖進行，并用儀器觀測主拱圈撓度和橋臺變位情況，若出現(xiàn)異常情況，即主拱圈撓度＞1cm、橋臺沉降＞1cm或出現(xiàn)裂縫，應停止施工報設計單位研究，下達改進方案后方可施工。
(5)基礎加固施工應遵循的步驟：①先修筑圍堰外圍，要求基底嵌巖1.2 m以上；②抽干圍堰與橋梁基礎之間的余水，清除淤泥和雜物；③在圍堰與橋梁基礎之間預埋壓漿管并拋填片石，
但不得擾動原有橋基礎；④封閉圍堰頂部，待片石混凝土達到設計強度的80%后，在確保整體密實的前提下，向圍堰內部壓注水泥砂漿。
(6)用環(huán)氧樹脂修補裂縫應遵循的步驟：①先用鋼絲刷清除圬工或混凝土表面的松散層及灰渣，再用壓縮空氣吹干凈縫內污物；②在裂縫處設置注漿嘴，間距30cm；③用封口膠封閉裂縫表層；④在確認封縫密封不漏的情況下，用專用注膠器具將調配好的環(huán)氧樹脂通過注漿嘴注入裂縫，灌漿壓力為0.2MPa，當最后的出漿口出膠且出膠速率穩(wěn)定后，再保持10min左右即可停止；⑤
拆除管路，防止流膠，一般常溫下固化2～3d即可；⑥檢驗注漿效果，對不密實的縫補注。
(7)植筋時應遵循的原則：①根據工程設計要求，在圬工或混凝土的相應位置鉆孔。②先用硬毛刷清理孔壁，再用干凈無油的壓縮空氣吹出灰塵，如此反復進行，次數(shù)≮3次，必要時可用干凈的棉布沾少量丙酮或乙醇擦拭孔壁。③對鋼筋表面進行除銹處理，并用丙酮或乙醇擦拭。④打開植筋膠封蓋，確認出膠口無堵塞，換上并擰緊混膠嘴，裝入施膠槍，扣動膠槍把手，將最初流出的膠液舍棄，直至流出的膠液色澤均勻一致方可施膠。⑤向植筋孔內注膠時，每個孔的注膠量應略大于其理論需膠量。需注意必須從孔底向孔口填膠，以保證孔內空氣排出、注膠飽滿。當孔深>20cm時，應在混膠嘴上加配適當長度的延長管。⑥將鋼筋旋轉插入至孔底，保證孔口溢膠，防止漏膠。膠層飽滿與否，將直接影響錨固力的大小。⑦凝膠后，于室溫下固化1～3d，在固化過程中應避免擾動。⑧外觀檢查注膠是否飽滿、固化是否正常。對重要部位的植筋需進行現(xiàn)場抗拔試驗，以檢驗其錨固力是否滿足設計要求。檢驗合格后，方可進行下一道工序的施工，如澆注新的混凝土。⑨整支膠在擠膠過程中應盡量保持均勻、連續(xù)，避免中間停頓。冬季施工時，為便于擠膠，可先將膠管置于4O℃左右的溫水或暖房中預熱。
(8)嚴格控制橋面標高，新澆的行車道板標高不能超過現(xiàn)有橋墩面標高；縱坡應保持與原橋面縱坡一致。
(9)行車道板澆注完成后，待達到一定強度時應及時切縫，切縫位置必須準確。
(10)預應力管道定位要準確、固定牢靠，保證澆注混凝土時不變形。預應力的張拉在空心板混凝土強度達到設計強度的90%時方可進行，采取應力和應變(延伸量)雙控，張拉工序為：0→初張拉10%σ
k張拉100%σ
k，持荷5min→錨固。
(11)預制空心板邊板時，應注意預埋防撞欄桿連接鋼筋及泄水管等構件；預制橋頭空心板時，應注意預埋伸縮縫錨固鋼筋。
(12)澆注鉸縫混凝土前，必須清除結合面上的浮漿，并用水沖洗干凈后，方可澆注縫內混凝土及水泥砂漿，鉸縫混凝土及砂漿必須振搗密實。
(13)為使橋面鋪裝與預制空心板結合為整體，空心板頂面必須拉毛，并用水沖洗干凈后，方可澆注橋面混凝土。
(14)橋面鋪裝層中的鋼筋保護層厚度必須符合要求，并加強保護層的養(yǎng)護。
(15)施工防撞欄桿前，必須先澆注空心板間鉸縫，邊板與次邊板中的預埋鉸縫錨固鋼筋須焊接。
5 結語
工程實踐證明，危(舊)橋的改造加固必須以現(xiàn)場調研情況為基礎，參照橋梁的設計和施工資料，結合自然環(huán)境，準確分析橋梁病害的成因，制定科學合理的改造加固措施，力求做到技術上可行、經濟上合理。該橋實施加固改造后，橋梁病害得到了有效控制，資金投入控制及實際運營效果達到了預期目的，說明所采取的技術措施是可行的。
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