浅谈公路老桥加固技术与应用

【摘要】结合浙江省上虞市公路旧桥加固修建工程项目，探讨加固技术和应用。 

【关健词】公路桥梁,加固技术,施工要点,旧桥加固,桥梁加固

1 概述：

 近年来，随着国民经济的发展，交通框架拉大，道路建设 改造繁忙，投资猛进，对一些可以利用的老桥有所忽视。特别 是70年代初建造的公路桥梁，随着时间推进，交通量及超荷 载的增大，普遍存在足够的安全度和交通量的要求。危桥接 连产生，对县乡公路的老桥改造资金有限，未能得到及时解 决，只采取限速限载，对交通造成较被动的局面。对此交通部 门从1990年开始邀请上海同济大学及有关部门的技术专家 进行多次调查探讨，决定对钢筋混凝土桁架拱桥进行加固修 建。先后对浙江上虞市县道公路上的皇甫桥、新建桥、跃进 桥、长山桥等桁架拱桥进行加固修建。采用新工艺加固使其 荷载能达到提高一个等级的效果，至今仍能正常使用。

 2 介绍东皇甫桥桥梁加固的技术状况和措施 

该桥建于1978年，是一座净跨为30m的钢筋混凝土桁架拱桥。桥面净宽为6．3+2×0．25m。主体结构由四片钢筋混 凝土桁架拱片组成。桥面为微弯板结构。设计荷载为汽一10 级。为了能定量了解该桥的现有承载能力及桥梁加固设计的经济 可靠性，特委托上海城建学院工程测试中心进行该桥加固检 修的测设工作。于1990年8月开始测设，1991年6月展开加 固施工，1991年10月10日恢复正常使用。按设计要求，桥梁加固检修后经测定使用证明除了保证结构整体性外，其承载能力 已达汽一15、挂一80的荷载等级，目前实际超载使用仍完 好。当时总投资为12．4万元。 

2．1 桥梁加固前的技术状况 

2．1．1 技术状况测定 

2．1．1．1 裂缝检查 a．实腹段竖直裂缝间距为30cm～40em，宽度超过 0．2mm。个别达0．5mm。该区段裂缝长度多数已达肋肩部位。 b．肋板结合问裂缝拱片与微弯板结合在交界处，在实腹 段有桥向裂缝，局部结合面砂浆剥落，肋板结合面已局部脱 开，整体作用程度严重下降。 c．实腹段混凝土接头裂缝碳化深度已超过保护层厚度， 防腐能力很低，因此下缘受拉钢筋严重锈蚀，膨胀，使钢筋局 部裸露。同时，接头混凝土内箍筋极少，这极易造成裸露钢筋 在压力作用下发生屈曲，失稳。接头是全桥承载能力控制部 位之一，是桥梁安全与否的关键。 d．空腹段，腹杆二端裂缝及上弦杆混凝土接头裂缝。四 拱片的情况都有产生，裂缝宽度超过0．2ram，以中问二拱片 最为严重。 e．微弯板内沿拱桥向含钢率较低。破损裂缝的板块占 25％。 f．桥面有纵向裂缝，整体刚性损坏。 g．桥台由于地基不均匀沉降。台背有上开口裂缝，造成 负弯距开裂。 

2．1．1．2 变形检查 a．两端伸缩缝张开值为8．5cm和9cm，此规定分别增大 了6．5era和7．Oem。 b．拱脚水平变位较大，约为跨径的1／1 000。 C．拱片混凝土程度实测评定为25级，接头混凝土为20 级，按一般设计要求，接头混凝土标号应比预制件要高级。而 实际反之。

 2．1．1．3 跨中挠度测定 用单车总重为152KN的试验汽车荷载(相当于汽一lo 级加重车)，在跨中其横向为中载，此时中肋拱顶挠度仅 5mm，由此可预测一辆加重车横向偏南0．5m时，边拱片顶部 挠度为7．2mm，为L／4 167，若两辆并列汽车横向偏载作用在 拱顶载面上，则边拱片顶挠度也仅为7．24ram，为L／4 144，因 此活载挠度均小于“桥规”规定L／800，从竖向刚度方面还是 满足使用要求的。 

2．1．1．4 横向晃动明显，由试验荷载行驶时，实测左右 晃动为4ram一3mm，前后晃动2．5mm～lmm。

 2．1．1．5 活载实测应力 活载应力是设计活载通过各测点实测应变影响线和荷载 横向分布系数按位置布置，并考虑冲击系数求得。现将一辆 汽一10级的最不利应力列于表1，并与恒载拱脚水平位移产 生的应力相迭加，即得相应的总应力，最后与容许应力相比即 可评定承载能力。 

2．1．1．6 总应力 由表1可知，拱顶载面在一辆试验荷载作用下，基础下缘 应力为172．4Mpa，已超过容许应力值，而其余均能满足，所以 本桥在实腹段已超负荷工作，安全度极小。 为此从该桥测定混凝土强度、裂缝、晃动，特别是因拱脚水 平位移造成承载能力降低的状况，结论是危桥，必须及时桥梁加固。 

2．2桥梁加固修建的措施 该桥的桥梁加固修建设计和施工，主要针对桥梁加固前检测中发 现的薄弱环节来处理的。 

2．2．1 对主拱肋片中，空腹段下弦杆加大载面积，提高强度。 

2．2．2 增加一些横隔板以改善整桥的横向联系。

 2．2．3 对几处受损严重裂缝超限的接头以及主筋断裂的 那个接头均采用环氧树脂粘贴10mm厚钢板，并用螺栓桥梁加固。 2．2．4 更换原来已破损或裂缝严重的微弯板，重新浇筑 桥面。 

2．2．5 L型桥台顶板采用钢板桥梁加固，桥台和主拱肋之间增 加传力钢筋和横向挡块，有效地解决了原桥左右晃动的问题。 

2．2．6 桥梁加固前采取限载限速，经验定限载5T，限速5公 里／小时，实行施工交通管理。

 3 桥梁加固修建后的承载能力评定 

3．1 桥梁加固后通过检测内力组合计算，从表2可知，被测的 各控制截面内力Mj和Nj均分别小于截面抵抗内力Mp和 Np。活载作用下跨中最大挠度也小于规范规定的L／800， 此可知桥梁加固后东皇桥已达到汽一15，挂一80的荷载。

3．2 经荷载试验，对桥梁加固钢板和原结构共同作用效果进 行检测和分析。在原结构主拉钢筋已断裂的那个接头上布置 了BJl、BJ2、BJ3、BJ4四个测点的应变影响线，对应某一载位 时，这四个测点应变影响线值之间的关系将描述桥梁加固后新老 材料共同作用的效果。表3数据分析了某一个载位时的情况， 根据钢筋混凝土弹性工作状态的平载面假定，分别对五组数 据作线性相关分析，其各自的线性关系数见表3所列。由平均 相关系数可知，新老结构材料共同作用系数为95％。 

3．3 由于桥梁加固修建，部分自重增加了原桥的恒载内力，经 计算小于30％，在改建后一年多的现场检查观察，未见受力 裂缝产生，经10多年超载使用，因自重增加，目前发现桥台有 新位移1．3cm，出现一些客观范围内的裂缝位移是必然可能 的，总体讲使用状况良好，达到桥梁加固设计的目标。 

4 主要施工工艺介绍 

为不影响施工安全质量及保障交通畅通。施工过程中除 实行限载限速，加强现场交通管理外，对整个施工过程 合理安 排工艺流程及采取认真、严格的管理方法是很必要的。 

4．1 桥梁加固施工工艺流程 施工工艺流程见图1 

4．2 桥面交通 宽度：半桥z宽容许单向行驶。 荷载：载重2T以下的客、货车。 速度：车速不超过5km／h。 

4．3 环氧砂浆粘贴钢板工艺 

4，3．2 桥梁加固粘贴工艺： a．混凝土表面用湿式磨光机打磨直至微露粗骨料。 b．用无油棉丝或脱脂棉沾丙酮清洗混凝土表面两遍。 c．钢板表面用砂轮打磨去除污锈，同b表面清洗。 d．用制环氧砂浆，每次拌和的数量必须在30分钟内用 尽。若太稠，可用丙酮稀释，注意拌和和器皿，宜选用干燥大 口的玻璃盆或塑料盆。 e．用铲刀沾环氧砂浆密贴地涂抹于粘贴表面，注意厚度 要均匀，3ram～5mm即可。 f．将钢板的粘贴面与混凝土的粘贴面粘合、压紧、固化 24小时。 

4．4 主拱肋外包混凝土施工工艺 

4．4．1 新旧混凝土结合面凿毛。 

4．4．2 箍筋孑L制孔和箍筋设置。 

4．4．3 主筋焊接。 

4．4．4 主拱肋接头疏松混凝土清除。 

4．4．5 主拱肋截面外包细粒混凝土浇筑(尽可能采用无 收缩水泥拌制)。 

4．5 材料规格 

4．5．1 钢筋型号：I级钢和II级钢，强度分别不低于R。= 240 MPa和340Mpa。 

4．5．2 板材型号：A3钢强度不低于R。=240 Mpa，可焊， 机械性能好。 

4．5．3 混凝土：标号不低于30号。尽可能采用无收缩水 泥，添加早强剂。 

4．5．4 水泥：水泥标号不低于525号，必须在5。E以上的 干燥环境中施工。 对此桥梁加固修建，注意施工工艺管理要严格，投 工大，操作要精细、认真，对各道工序不得马虎，以免影 响工程质量。 

5 结语 

通过对上虞市内县道公路上的皇甫桥、新建桥、跃进桥、 长山桥等类桥进行桥梁加固修理。a．使荷载比原老桥设计标准提 高一个等级(汽一15、挂一80)；b．施工工期较短(每座桥施工 3个月时间)；c．工程投资可节省2／5左右，缓解资金短缺的 问题；d．解决了施工修建与交通畅通的矛盾，同时也培养了 一支能实施新工艺桥梁加固旧桥的队伍。笔者通过亲自参与该项 目，并经10多年使用实践证明：采用旧桥利用桥梁加固修建是交 通建设管理的一条成功之路，对近期公路改造达到一定的社会经济效益。

欢迎来电咨询,咨询热线:027-83839779,手机:18627871158(同微信)