公路旧桥涵质量隐患的防治措施探析

杨连贵

摘要：阐述了公路旧桥涵质量隐患、病害的形成原因，提出了相应的防治措施。

关键词：公路；桥涵；承载力

随着交通运输业尤其是公路运输的发展，对桥梁的要求也越来越高。近年来，由于载重汽车的超重使得桥梁严重超标承受荷载，加之桥面系的构造缺陷，导致桥梁的挠度增大、桥面铺装损坏，形成单梁受力状态，从而降低了桥梁的承载能力。因此，对发生重大病害和不能满足运输要求的公路旧桥梁进行加固和更新，恢复原有桥梁的整体使用功能，提高荷载等级和通行能力是十分必要的。

1 公路旧桥涵常见的质量隐患及病害

1.1 天然基础常见的缺陷

（1）在软土地基上修建桥梁基础时，由于经常受土基下沉和地下水位升降的影响，往往会产生不均匀沉降。

（2）若基础埋置太浅，由于经常受到河水尤其是洪水的冲刷等影响造成掏空现象等，减少了桥台前地基土层的侧压力，从而使基础产生侧向滑移。

（3）桥台基础建造在软土地基上，当台背填土超过一定高度且基础构造处理不当时，会产生塑性流动而使桥台产生前移。

（4）拱桥基础处理不当，在受力过程中基础逐渐产生位移。

（5）由于盐碱地带和带有腐蚀性水的影响，使混凝土及砌体受到腐蚀而损害。

1.2 桩基础常见的缺陷

（1）早期设计的桩基常由于承载力不足而使基础下沉。

（2）钻、挖孔桩在施工过程中的失控，造成回淤过多，缩径、松散甚至断桩。

（3）打入桩在打桩过程中桩身收损、接桩部位错台等原因，造成其承载能力降低。

1.3 墩台构造的常见缺陷

（1）混凝土受水和大气的侵蚀而被腐蚀、疏松、剥落，钢筋外露、锈蚀，尤其是在水位浮动部位，这些现象更为严重。

（2）由于超载受力，帽梁处混凝土受拉区产生裂缝，使受压区破碎、剥落。

（3）由于伸缩缝漏水、污物堆积，造成墩台顶面混凝土的腐蚀。

（4）由于桩基在施工过程中发生位移，形成墩柱歪斜、桩柱间错位。

（5）受水平力的影响，墩柱产生水平环形裂缝，这种裂缝在桩柱式桥台中比较常见。

（6）圬工砌体墩台受大气的影响、水的侵蚀产生灰缝脱落、砌体风化等。

1.4 支座的损坏

（1）油毛毡支座破裂、酥烂，从而失去作用。

（2）橡胶支座出现橡胶老化、变质等现象，从而丧失其自由伸缩的能力。

（3）盆式橡胶支座的固定螺栓剪断、螺母松动等。

（4）支座座板翘起、扭曲、断裂、焊缝开裂。

（5）支座座板下梁垫混凝土压坏、剥离、掉角等。

1.5 梁、板的隐患及常见病害

（1）设计标准低，超标准承受车辆荷载，形成过多的裂缝。

（2）混凝土强度未达到设计要求，造成松散、剥落、钢筋裸露。

（3）桥面漏水、渗水使混凝土产生泛白、疏松、膨胀、剥落等现象，边梁外侧及翼板处极易发生。

（4）装配式梁的焊接处开焊，铰缝混凝土破坏，形成了单梁受力。

（5）外力的撞击造成混凝土剥落、钢筋损伤等。

1.6 桥面系的隐患及病害

（1）桥面沥青面层的拥包、松散、脱落。

（2）桥面混凝土铺装层的开裂、松散、剥落。

（3）伸缩缝与主体混凝土的连接不当造成的松动、脱落；焊接件的开焊、脱落。

（4）伸缩缝处的混凝土松散、破坏及伸缩缝橡胶损伤、老化、剥离。

（5）伸缩缝选型的不合理或损坏形成漏水。

（6）连续板伸缩缝的不规则裂缝，混凝土松散、脱落破坏。

（7）泄水孔堵塞或设计不当造成桥面积水，流水孔处边梁混凝土被腐蚀。

（8）栏杆松动、缺损、断裂、破坏、金属锈蚀等。

2 旧桥涵的加固利用

旧桥涵加固利用的前提必须具有经济上的合理性和技术上的可行性，同时便于施工和养护。

2.1 下部构造的处理方法

下部构造包括墩、台及基础等。病害的形式主要有基础不均匀沉陷、基础沉降量过大、基础的埋置深度过浅、砌体自身出现风化或砂浆强度不足等。对于基础出现不均匀沉降或沉降过大，可采用灌浆的方式处理。即在基础及其周围2--5米（视基础的宽度而定）钻孔，钻孔布置以矩形或梅花形为主，孔距l--1.5米为宜，深度应通过计算确定，以不小于上构的附加应力随深度降至5%时的深度为宜。灌浆的材料以水泥浆为主，并掺部分速凝剂，灌浆时压力要严格控制。通过灌浆可使孔隙减小，土体挤密，并通过水泥浆的粘结作用使整体性提高。同时，钻孔处的水泥柱亦可起到支撑作用，从而提高地基承载力。需要指出的是，灌浆的方法一般用于桥梁的加固，用于涵洞就不见得经济，应当进行比较，且对于粘土性质的地基，灌浆的效果不一定能达到要求。另外，当灌浆压力控制不当时，容易因土体不均匀变形造成构造物的破坏。因此，采用灌浆的方式要综合比较后确定。对于基础埋置深度过浅的情况，可采用隔水幕墙的方法，即可在基础四周用硅砌筑一道深度超过冲刷深度1.5米以上的幕墙进行防护，但要注意开挖时对原基础的影响。另一种方法就是用浆砌片石对桥位处的河床进行满辅式的防护，但前提是能满足泄洪要求。对于经过检查状况良好的下构，如果按照新的荷载等级验算的基底应力，比原来的基底应力要大，但增加值在100KPa之内，一般可以不予考虑加固基础。这是因为旧桥建成几十年后，土体沉降和固结大体完成，此时基底应力有所增加，不会造成不利影响。另外，还可以通过减轻上构部分的自重来达到减少基底应力的目的，如把实腹拱改为空腹拱或把拱上填料的厚度尽可能减薄等。对于基础完好，但部分砌体的砌筑质量较差的情况，在不影响整体结构的前提下，可考虑部分拆除然后重建的方式，若不宜拆除，也可考虑使用灌浆的方式处理。即先用水泥砂浆勾缝封闭裂缝，只留灌浆孔，然后灌水湿润，待砌体充分湿润后即可灌浆加固。

2.2 上部构造的处理方法

拱桥上部构造包括拱圈、腹拱墩、腹拱圈及桥面系，梁桥则为行车道板、桥面辅装等。对于拱桥，上构的病害多表现为拱顶下沉以及起拱线附近开裂。此时可以用硷加厚该部分的拱圈厚度，但需要重新计算截面几何特性，以保证拱轴线的位置，且加厚部分硷与拱圈的连接需要处理好，必要时可以预先埋设连接钢筋。在泄洪能力满足要求时，还可以考虑使用内衬的方式进行加固，即在拱圈底面辅筑一个新的拱圈（双曲拱可新做拱肋），通过单独或协同的方式受力。该方法的不足之处在于施工困难，且新砌部分的基础较难处理。此外，还可以结合前述的减轻上构自重的方式，减小拱圈的受力。对于梁桥，板梁上构的病害主要有露筋，跨中出现较为明显的竖向裂缝、支座附近出现45“的斜面裂缝等。对于这种情况，在确认基础及墩、台完好的前提下，可考虑拆除旧的行车道板。倘若上构结构良好，则可进行荷载试验，检测在设计荷载的情况下行车道板是否是弹性变形，并把荷载试验得到的变形与理论计算得到的变形进行比较。如果试验表明行车道板的承载力不足，则可考虑拆除上构后重建，或者用加厚桥面辅装的高度来增加承载力，此时要注意新旧硅的良好结合。

2.3 泄洪能力不足时的处理方法

对于泄洪能力不足的旧涵，可以在原涵附近增加一个新涵，来提高泄洪能力。或者把旧涵的进口做成抬高式的进口，把原来的无压力式涵洞变为压力涵，也可以提高泄洪能力，但要注意做好防水措施。对于可以加固利用桥梁，泄洪能力不足时也可考虑在桥位附近新建一个涵洞，起一种分洪作用，但这种方法一定要注意新建分洪涵洞的基础埋置深度、砌体强度及耐久性。

参考文献

[1] JTJ041-2000，公路桥涵施工规范[S].

[2] 邵旭东.桥梁工程[M].武汉：武汉理工大学出版社，2002.