城市桥梁维修加固施工技术研究

朱红军 孙建锋

苏交科集团股份有限公司

1 引言

城市桥梁主要是指城市范围之内跨越或连接城市道路，为行人或车辆提供通行服务的高架道路以及桥梁。随着社会经济的快速发展，我国城市交通发生了日新月异的变化，部分城市桥梁尤其是八十年代之前设计修建的桥梁荷载已无法适应社会快速发展的需要。强化对城市桥梁的日常管理，采取维修加固的方式增强桥梁承载能力，对保障城市交通安全具有非常重要的意义。

2 城市桥梁维修加固的意义

目前，我国高度重视城市交通建设工作，不断增大对高速公路、国道、省道等公路工程的投资力度，大量高质量公路工程逐步投入使用和运营，城市公路网络日趋优化和完善。部分城市桥梁由于建设年限较久，使用时间过长，加之修建时受施工技术和设计方案等因素的制约，其载重能力已无法适应目前车流量、人流量高速迅猛增长的步伐，很多城市桥梁出现了一些病害，处于“带病上岗”状态，如果不能及时对这部分城市桥梁进行维修加固，有可能会引发重大交通事故，给国家财产和人民群众生命安全造成严重损失。因此，城市桥梁养护管理人员要不断学习桥梁维修加固的新技术、新理论，深入研究不同程度、不同类型受损桥梁的维修加固技术，从而保障车辆、人员的安全通行和城市桥梁的“健康上岗”。

3 影响城市桥梁稳固性的因素

3.1 设计因素

部分城市桥梁修建年代较久，设计标准不高，造成运输需求与桥梁承载能力之间出现突出矛盾。一是设计荷载偏低。随着桥梁设计规范的逐步发展，城市桥梁的设计荷载从原来的汽车-8 级、汽车-13 级慢慢发展至城-A 级、城-B 级，并呈现出越来越大的发展趋势；二是通行能力太小。比如：桥梁纵断面线形、平面线形设计标准不高，桥面过窄，桥下或桥上通车净空不够等。

3.2 施工因素

部分城市桥梁存在施工前勘测不到位的问题，导致在施工过程中对基础深度、基底地质等情况的了解程度不够。另外，因多次被洪水冲刷，河床底部加深，桥梁墩台的基础部位冲空、外露，导致沉降不均匀，拱圈、桥台因附加应力而出现开裂现象，对桥梁的安全性造成了直接影响。

3.3 使用因素

随着社会经济的快速发展，城市交通需求迅猛增加，同时重型车辆数量不断增多，且存在车辆超载运输的现象，尤其是部分城市出入口的道路，频繁遭受过境重型、大型、超载货车的碾压，远远超过了桥梁设计使用的荷载，导致桥梁长期在超重荷载下运营。对于城市内的桥梁，尤其是早期修建的旧桥梁，不得不通过交通管制的方法来禁止超载运输车辆通行。

4 城市桥梁维修加固施工办法

4.1 塞缝灌浆

塞缝灌浆是指利用喷浆机将根据一定比例调制的环氧树脂（浆）砂、水泥(浆)砂在一定压力下灌入城市桥梁结构的缝隙中，从而起到防止钢筋锈蚀、填塞裂缝，增强城市桥梁整体结构强度的作用。也就是说，塞缝灌浆是往桥梁结构的裂缝中填满胶结构的材料，以尽可能地让力的传递、作用恢复至原有状态。当桥梁上下部结构出现裂缝后，通常采用塞缝灌浆的方式进行加固，灌浆的种类包括水泥砂浆、水泥浆、环氧树脂砂浆、环氧树脂浆等，具体使用哪一种灌浆，要结合城市桥梁的实际情况来确定。

4.2 结构加固

对于城市桥梁的桥台尤其是较高的桥台，因为承受行车荷载的压力，常出现桥台凸肚、桥台开裂、翼墙错位、翼墙开裂、翼墙外崩等多种病害。针对水流较小、跨径不大的石拱桥，可通过在桥跨内增设钢筋混凝土框架的方式进行加固。

4.3 基础加固

桥梁跨径不大时，因河水改道，桥台基础会受到洪水的直接冲刷，造成桥台基础出现掉脚或冲空等情况。针对这种情况可采取将15 号片石混凝土满铺在桥跨范围之内的方法实施加固，铺砌约30cm厚，并在铺砌两端增设宽0.6m、深1m的截水墙。针对因水流改道、桥梁上游河床变迁、洪水直接对桥台引道或桥台基础进行冲刷而造成引道被毁、桥台基础冲空的桥梁，可通过在桥梁上游适当位置增加丁坝等调治构造物的方式，把河水引进主河道。

4.4 铺装加固

桥面铺装层剥离或开裂对于不同类型的桥梁来说都是一种严重病害。就钢筋混凝土梁板桥而言，铺装层剥离或开裂会加剧钢筋锈蚀，导致桥梁横向整体性减弱；就石拱桥而言，因雨水渗入桥面，拱填料中的水含量增加，会导致拱圈产生渗水等现象。另外，桥面铺装层出现破损，还会导致桥面不平整，在车辆通过时，会造成桥梁振动，对桥梁产生极为不利的影响，并且还会使桥面铺装层的病害程度加重。可结合不同桥梁的具体情况，有针对性地开展加固作业：针对破损严重、使用年限较长的桥梁，可采取修复、拆除加固的方法；对于使用年限不长，病害不严重，同时混凝土的强度还符合有关设计要求的桥梁，可先对病害进行简单处置，然后在保证设计荷载标准不降低的情况下，通过加铺沥青碎石层的方式进行加固处理。

5 案例分析

合肥市在2017 年～2018 年开展了二环路畅通工程，该道路修建于20 世纪80 年代末期，如今是合肥市的城市主干道，发挥了分流市中心交通和城市交通集散的重要作用。该道路上有多处城市桥梁，由于修建时间较长，承载运营荷载较大，大部分都出现了不同程度的病害，需要进行维修加固。下面以合肥市合作化路桥为例，对城市桥梁维修加固情况进行简要介绍：

合作化路桥在东二环路上，为2类养护的城市桥梁。桥梁的上部结构属于钢筋混凝土铰接的T梁，下部是桩柱式的桥墩，整个桥梁的跨径是2m×20m，设计荷载是汽-20级。

对合作化路桥的检测结果是：（1）桥梁下部结构。局部盖梁钢筋裸露、混凝土锈胀；局部桥台护栏坍塌；局部桥台台帽渗水、开裂，裂缝宽度约为0.2mm～0.3mm。（2）上部结构。相邻T 梁间的横隔板断裂、错位、局部箍筋锈蚀、混凝土剥落、钢筋锈蚀；主梁间的横向联系较弱，混凝土剥落、铰缝损坏、钢筋锈蚀；（3）附属设施部分。伸缩缝中堵塞杂物并且漏水，桥头搭板出现损坏，栏杆锈蚀。

合作化路桥的桥梁整体属于合格状态，状况指数为BCI=72，被评定为C级，可在开展专项检测后进行小修、保养。根据检测的结果，制定了下面几项维修加固措施：（1）利用桥面浇筑混凝土、梁下设置钢管柱、增加横梁截面、在腹板和横隔板位置植筋等多项措施，有效加大主梁间的横向联系。（2）在主梁部分增加桥面板整体化层，提高梁高，增加桥梁整体刚度。（3）对伸缩缝、桥头搭板和栏杆进行全部更换。（4）对于盖梁和主梁发生损害的部位，利用环氧砂浆进行修补，对桥台和主梁的裂缝进行封闭处理。（5）对桥台护坡进行重新施工。

在浇筑桥面混凝土时，在桥面梁缝间开设灌注口，每块跨中腹板上部水平连接板上设置灌注口2个，同时设置灌注槽，确保混凝土能顺利下落。梁段横隔板没有横向预应力筋，可采用Φ400钢管桩，单根长度为13m。钢管桩的内径为388.4mm，外径为406.4mm，壁厚为9mm，断面积为112.3cm2。钢管桩入土深度为9.m，外露3.5m，钢管桩顶标高为83.5m。

6 结束语

总而言之，城市桥梁是我国交通运输体系的咽喉命脉，对提升城市整体形象、保障人民群众出行安全、促进经济快速发展等都具有重要作用，因此，深入研究并不断改进城市桥梁维修加固施工技术具有重要现实意义。在城市桥梁的日常养护管理过程中，要定期对桥梁状况进行勘测，结合城市桥梁的不同受损情况和受损部位，制定行之有效的维修和养护方案，延长城市桥梁的使用寿命，确保城市桥梁正常通行，维护人民群众的生命财产安全，促进国家现代化建设快速发展。