桥梁改造加固方案设计与应用

莫 飞

（黔南州交通设计院，贵州都匀 558000）

桥梁改造加固方案设计与应用

莫 飞

（黔南州交通设计院，贵州都匀 558000）

针对当前桥梁工程使用年限过长而存在的病害问题，文章以实际的工程案例，将其各部分结构的改造加固方案设计内容和应用方法进行了研究。

桥梁结构；加固方案设计；双曲拱桥

1　工程概况

绥阳县老鹰关桥位于绥阳县Y022520323的后槽至黎山公路K10+350处，其桥长为1×34 m的双曲拱桥且总长43.34 m。该桥梁工程的结构形式为双曲拱桥，是我国上世纪七八十年代大量兴建的桥梁。然而，随着使用年限的不断增加，其结构稳定性发生了变化。基于此，相关人员对其进行了工程检测，对桥梁各部分结构出现的问题进行了汇总。结果表明，该桥梁工程存在栏杆局部破损、拱上位置露筋以及混凝土老化的问题。在这种情况下，对其进行科学加固和改造是相关部门所要面对的问题。文章以这一桥梁工程的改造过程为例，其目的是为其他桥梁工程的加固改造设计提供一些理论依据。

2　桥梁工程各部分结构的加固方案设计与应用

2.1上部结构

桥梁工程的上部结构，顾名思义，即为该工程的最上面的结构。这一结构中的病害大多数是因其长期的承载负荷过大而造成的，比如车身自重过大、车流量过大等。对其进行加固方案设计，首先，要充分了解该桥梁工程的具体情况。其次，根据了解的结构，可在桥面上加设一层钢筋混凝土面层。在进行加固改造的过程中，要注意使其与原有桥梁的主梁融为一个整体。只有在这一条件下，才能使加设结构发挥出扩大抗压性能、提升主梁高度的作用。

2.2桥头引道结构

该工程中的桥头引道是连接公路与桥梁两端的重要路段之一。为使引道能够起到更好的连接作用，这就能够以针对性手段来解决工程检测结果中的异常问题。具体来说，工程检测结果中桥头衔接处的沉降问题，加固方案设计人员要制定出有效的填补施工，这是避免车辆在该桥梁工程上行驶时发生跳车现象的有效措施。此外，还应对经检测发现的受损护栏和挡墙结构，根据其损害程度进行更换和加固，这是保证桥头引道的结构性能稳定的措施之一。从工程的整体角度上分析加固存在病害的桥头引道，能够有效地促进整个桥梁工程的结构协调性和稳定性。

2.3桥面伸缩结构

桥梁工程的伸缩结构是针对桥梁结构热胀冷缩问题而设置的重要构件。由于桥梁使用年限的增多，削弱了伸缩缝的实际性能。在对其进行加固方案的设计时，要围绕桥梁工程伸缩结构发生病害的具体情况而定。具体的加固方案有：当病害的表现形式为软性填料的脱落松散时，在清理原伸缩缝隙中的存留物后再注入新的填缝料。当伸缩结构的损坏情况已经很难利用加固手段来提高其稳定性时，则须进行及时的更换。这两种桥梁结构的改造加固设计方案都能提高桥梁工程的稳定性。

2.4铺装层面结构

桥梁混凝土老化是结构病害容易出现的问题。因此，在对其进行改造加固的设计过程中，除了要注重病害问题的处理，还应制定出相关的养护维修方案。首先，具体的加固改造之前要将铺装层面结构上的垃圾、杂物以及其他废品清除干净。这是保证桥梁伸缩缝作用能够正常发挥，铺装层面结构的排水孔、泄水孔具备良好疏通效果的设计内容。此外，对于铺装层面结构中出现的洞穴、裂缝等病害，可对发生问题的部位进行局部处理的改造方案设计。

2.5桥墩主体结构

桥墩的主体结构是进行改造和加固方案设计过程中首先要考虑的，具体的加固设计方案内容有：裂缝。工程检测结果显示，该工程桥墩主体结构上存在2～3 mm的多处裂缝，这就给公路和铁路双层两用的桥梁工程正常使用埋下了巨大的安全隐患。针对这种情况，加固设计人员应将裂缝的处理作为进行改造工程的重点内容。设计方案时，应将桥墩结构分为上、中、下三层来进行逐一处理。对于主体结构上裂缝较大的，则选择根据桥墩的自身结构设计出钢筋混凝土的护套加固。对于钢筋混凝土护套的钢销，最好将其直径控制在10～20 cm之间，这是强化改造设计质量的有效措施之一。

如果该工程桥墩结构的地基结构出现问题，就会使桥墩发生整体下降的病害。在降低原有负荷承载能力的同时，还影响了整个桥梁工程的使用稳定性和耐久性。对这一病害进行改造和加固，只能通过控制下降程度来作为设计方案。在具体的改造工作进行前，需要对工程所处地区的地质情况进行充分了解，如该工程所在流域的水流量、冲刷力等，这是为改造加固设计方案提供方向指导的重要数据内容。此外，对于地基沉降不严重的病害，可通过设置砂桩法、结构注浆法等加固方案设计进行处理。对于桥墩结构的地基是软土的问题，可将冲振法、砂袋套管以及注浆法联合起来使用，以保证加固改造方案设计的有效性。

2.6拱上结构

双曲拱桥的拱上结构是支撑整个桥梁工程的重要结构内容。对拱上露筋问题进行加固改造设计，应采用外包混凝土的形式，来加大截面的机理质量。这是有效增大主拱圈刚度、强度以及稳定性和抗裂性有效方法。具体过程为：沿原双曲拱圈截面（C35钢筋混凝土）进行三面外包，从而达到满足桥梁结构的加固要求。

对于增大拱圈的截面尺寸改造，可以同时对腹孔圈进行内衬式的加固方式。具体来说，就是在腹孔圈及用C35混凝土的基础上，对原桥拱上的建筑和空腹段主拱圈顶部部位进行全方位的喷射、挂网。其中钢筋的网间距为10×10，混凝土喷射的厚度要控制在10 cm左右。针对改造加固方案设计施工难度大的问题，在利用外包混凝土进行加固的过程中，必须要满足以下施工要求：第一点，外包混凝土加固的法施工必须采取措施，保证模板的搭设、钢筋安置以及新混凝土的浇筑和振捣的质量达到设计要求。第二点，原有混凝土表面应冲洗干净，浇筑混凝土前，原混凝土表面以水泥砂浆等界面剂进行处理，以加强新、旧混凝土的结合。第三点，本改造加固设计方案采用是三面外包（空腹段为全包），这就意味着在具体的施工过程中，应将构件的棱角敲掉，同时还要把胡渣尘土去除干净。第四点，为了使新、旧混凝土尽快的结合为一体，可对原混凝土构件所存在的缺陷进行清理。在此过程中，不能忽略原构件的任何部位。同时，还要将构件的表面进行凿毛，要求打成沟槽或麻坑。对于沟槽的深度不应小于6 mm，其间距不应大于200 mm。

3　结束语

总而言之，对于老旧桥梁工程的改造和加固设计，要在工程检测的基础上进行。只有这样才能使改造的施工内容和方法具有针对性，才能使改造后的桥梁恢复其使用的稳定性。此外，对于拱上露筋的病害，在进行改造和加固的施工中，需要注意所采用的钢筋混凝土材料质量以及进行振捣的施工质量。这是保障改造加固方案设计有效性的前提，也是延长桥梁工程使用耐久性的关键因素。

［1］ 张泰星.桥梁改造加固方案设计与应用探析［J］.中国高新技术企业，2011，（18）：53-55.

［2］ 王慧云.桥梁改造加固方案设计与应用［J］.交通标准化，2011，（24）：90-92.

U445.1

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1008-3383（2016）10-0107-01

2016-04-18

莫飞（1979-），贵州思南人，高级工程师，从事公路桥梁勘察设计工作。