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1、岩土工程师考试知识点辅导：专业知识2公路旧桥加固与管理前言公路旧桥具有荷载等级低、使用年限长的特点.从技术资料分析，大多数桥梁是三不知：不知基底 地质；不知基础深度；不知隐蔽部分的尺寸。从桥梁技术状况分析，由于河床屡遭洪水冲刷，河床底 部加深，桥梁墩台基础外露、冲空，产生不均匀沉降,导致桥台、拱圈产生附加应力而出现开裂，有的甚至出现开合现象；有的桥梁由于桥台较高，受行车及台后土压力的作用，桥台出现开裂、凸肚等病害；桥面混凝土铺装层由于使用时间长加之重车作用，导致开裂、剥落等病害。按桥梁技术状况来评定大多属三类桥梁.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：交通量不
2、断增大；重型车辆增加及超载现象严重；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。自1984年以来，我单 位3次完成超限运输旧桥加固及大中型危桥的维修 加固工作，在公路旧桥加固和管理方面取得一些经 验，本文按桥梁的组成部分介绍桥梁的加固方法。1塞缝灌浆塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、 环氧树脂(砂)浆，通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内，起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍，产生裂缝的原因很多，也很复杂。结构物一旦出现
3、裂缝，其受力截面 发生应力重分布，也就意味着受力有效截面变小，结构应力增大，承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料 把结构的裂缝填满，使力的作用、传递尽可能恢复到 原状态。 塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝，灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等，具体采用哪一种，应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝，由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂，采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物，因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小，易灌满，粘结性好；环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。塞缝灌浆的通常做法是：先用1：1水泥砂浆勾 缝，勾缝时须预留直径约68mm
4、的灌浆孔，孔距视裂缝宽度而定，缝宽处孔距为o6一I。o m，缝小处孔距为0406m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小，用环氧树脂勾缝，凡大于o2mm的裂缝都要留孔灌浆，孔距一般为o25一o30m，灌浆方法与灌水泥浆大致相同。 我们采用灌水泥(砂)浆的方法加固了三那线上的长虹桥(一孔112254m石拱桥)的主拱圈、腹拱上的裂缝以及30余座(道)桥涵裂缝；采用灌环氧树脂(砂)浆加固了三那线的锁龙寺桥(全长632m的 钢筋混凝土双悬臂梁桥)，新邱线上的江边大桥(钢筋混凝土现浇T梁桥)，屏八线的白河桥(钢筋混凝土T梁桥)等。在公路旧桥加固中，塞缝灌浆是综合处治的方法之一，用得比
5、较普遍，通过试载及使用观 察，效果较好。2上部结构改建在调查研究旧桥的基础上，经过技术、经济比较，采用充分利用原桥进行拼宽，利用桥台将拱式结 构改为板式结构的加固方法，使其满足超限运输要求。21 拼宽原桥对验算不能满足超限运输要求的旧桥，经技术经济比较后，按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁，以确保超限运输安全。如三那线K186十325处的龙亩沟桥为一孔石拱桥。右边部分于1940年修建，净跨92m，宽6.4m；左边部分于1966年拼宽修建，净跨80m，宽2.5m。经验算左边部分能够满足超重车通行，加固方案为在左边紧靠1966年修建的石拱桥拼宽 3.4m，使其共同受力，供超限车辆通过。设计应考虑
6、与原桥协调，则拼宽部分的桥台高 度、跨径、矢跨比等均与1966年拼宽的石拱桥相同，荷载按超重车考虑。22 利用原桥台改拱式结构为板式结构对于小跨径石拱桥，由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降，致使拱圈开裂，降低承载能力，可采用此办法。如三那线K206十398处瓦窑桥，为一孔5m，矢 跨比为l4的石拱桥，拱圈厚0.4m，拱上填土高度 为0.2m，由于基础发生不均匀沉降，致使拱顶关门石下落l cm，两端头子石开裂。在确定加固方案时，考虑到拱上填土较薄，不能满足拱上加板的要求，因此采取拆除桥面铺装、石拱圈，并将原桥台起拱线以上部分的填土、侧墙拆除，然后加高桥台至设计标高，按超限
7、荷载设计钢筋混凝土预制板的加固方法。如果拱上填土高度能满足加钢筋混凝土板的要求， 可不拆除石拱圈，钢筋混凝土预制板的板底距拱顶的净距要求不小于5cm。我们采用此方法加固了14 道石拱涵。采用以上两种方法加固的桥涵，通过试载及重车通行，经观察加固效果较好。3旧桥下部结构加固桥台特别是高度较大的桥台，受行车荷载和土 压力作用，常见病害有桥台开裂、凸肚，翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小，水流不大的石拱桥，我们采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。如三那线K139十723处，建于1940年的8m 石拱桥，桥台高672m。由于桥台太高，且位于长 距离的高路堤纵坡上(桥面纵坡达55)，在行车和土压力的
8、共同作用下，使两岸桥台和靠那发岸拱脚开裂，三岔口岸桥台条石多处开裂，且下部明显凸肚。经分析比较，确定采用钢筋混凝土框架加固桥台：(1)沿横桥方向对在岸桥台各设置4个钢筋混凝土立柱，联接4排钢筋混凝土横系梁紧靠桥台；(2)顺桥向则对应于立柱设4排支撑梁，并将所有立柱 伸入拱矢高13处。设计的基本假设：鉴于原桥当时尚在维持正常 的交通运输，台背填土破坏棱体引起的主动土压力由原桥台承担，框架结构仅承受在破坏棱体范围内布置超重车所引起的主动土压力。我们用此方法又加固了4座(道)石拱桥(涵)。在后来的应用中，取消了钢筋混凝土立柱，仅在桥台上凿出牛腿的位置，将横系梁、支撑梁、牛腿一起现浇成平面支撑框架，这
9、 不仅减少了工作量，而且施工方便。 采用这种方法加固的桥涵，经多次实地观察，使用效果良好。4旧桥基础加固桥梁基础特别是天然地基上的浅基础，由于埋置深度较浅，易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道，导致桥台基础冲空，引道被毁。桥梁地基局部软弱，致使桥台发生不均匀沉降，引起桥台开裂等。针对以上病害，我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌，上游河床设置丁坝，打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。41 防治桥台基础冲刷对于跨径较小的桥梁，由于河水改道，洪水直接 冲刷桥台基础，导致基础冲空甚至掉脚，可采取在桥跨范围内满铺15号片石混凝土的方法进行加固，铺砌厚度为30 cm，铺砌两端设置截水墙，截水墙的深度为1
10、m，宽度为06m。采用该法共加固桥涵8座。对于桥梁上游河床变迁、水流改道，洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道，导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁，采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物，将河水导入主河道。如那南线K44十9622处的金水河桥，为一孔21m钢筋混凝土梁桥，由于上游河床变迁，造成那发岸桥台基础冲空、引道被毁，经实地调查和分析，采取在上游河段那发岸侧设置两道丁坝：第一道丁 坝采用漫水丁坝，并按正挑布置；第二道丁坝为不漫水丁坝，并按下挑30度布置，丁坝的长度采用河宽的25。由于该桥上游河段较宽，且南棵岸地质为岩石，因此，采用丁坝方案是适宜的。42 扩大基础加固法位于三那线K153十790处的栏板桥为一孔5m石拱桥，建于1940年，桥宽60m，1978年用钢筋混 凝土梁板在左、右两侧各拼宽30m，拼宽的30m 中，一半作为行车道，另一半作为人行道。该桥三岔口岸左半部分桥台开裂，裂缝为上宽下窄，经分析此病 害系地基软弱所至，经调查，此处原是深水塘，为减小基底应力，采用扩大基础进行加固，具体做法：(1)挖除桥台前的淤泥，深度与原基础高度相同；(2)在基底打入4m长的木桩，木桩按梅花型布置；(3)在木桩顶铺垫25cm厚的碎石；(4)浇筑20号混凝土基础，新旧基础间采用锚固钢筋联系，使其共同受力。
