高速公路桥梁维修加固技术指南

高速公路桥梁维修加固技术指南内容摘要：

坏或使伸缩缝宽度减小，其功能受损； 3）当滑移量过大时，梁端与前墙紧贴，严重时导致前墙破坏或梁局部破碎 、压屈。 （ 3） 基础结构的异常应力和开裂 由于受力不均，往往会产生局部异常应力，并导致横向或竖向裂缝。 在特殊外荷载的作用下，还会是基础结构物因出现异常应力而产生局部损坏。 受海潮影响河流中的基础，长期遭受海浪的冲刷和侵蚀，容易使基础呈层状或出现空洞、剥离、疏松，并导致钢筋锈蚀。 基础的 病害 维修 处置 （ 1） 保持墩台表面整洁，及时清 除墩台表面的青苔、杂草、灌木和污秽。 （ 2） 对发生灰缝锐落的圬工砌体，应清涂缝内杂物，重新用水泥砂浆勾缝。 （ 3） 墩、台身圬工砌体表面风化剥落或损坏时，损坏深度在 3m 以内的，可用水泥砂浆抹面修补，砂浆强度等级般不应低于 M5。 当损坏面积较大且深度超过 3cm 时，不得用砂浆修补，而须采用挂网喷浆或浇注混凝土的方法加固。 （ 4） 圬工 砌体 镶面部分严重风化和损坏时，应用石料或混凝上预制块补砌、更换， 新旧 部分要结合牢同，色泽质地应与原砌体基本一致。 （ 5） 墩台身圬工砌体的砌块如出现裂缝，应拆除后重新 砌 筑。 13 （ 6） 墩、台表 面发生侵蚀剥落、蜂窝麻面、裂缝、露筋等病害时，应采用水泥砂浆修补。 因受行车震动影响，不易用水泥砂浆补牢的，应考虑采用环氧树脂或 其它 聚合物混凝土进行修补。 （ 7） 若基础冲刷过深或基底局部掏空，应立即抛填块石片石、铅丝石笼等进行维护。 （ 8） 桥下河床铺砌出现局部破坏时应及时维修，若砌块损坏，可补砌或采用混凝土修补。 （ 9） 对设置的防撞、导航、警示等附属设施应经常检查、维护、保持良好状态。 基础 加 固 方法及适用范围 （ 1） 当地基 承 载力 不足 时 ， 采用 下列措施进行加固： 1）重力式基础的加固 在刚性实体基础 周围浇筑混凝土扩大基础，一般应修筑围堰，抽干水后开挖基坑，再浇筑混凝土，新旧基础 （ 承台 ） 之间可埋置连接钢筋，并将旧基础表面刷洗干净、凿毛，使 新旧 混凝土连成整体。 当梁式桥 的 桥台基础承载能力不足时，可在台前增加桩基及柱并浇筑新盖梁、增设支座，这时梁的支点发生变化，应根据结构受力变化对主梁进行验算及加固。 对于拱桥基础，可在桥台两侧加设钢筋混凝土实体耳墙，与原桥台用钢销连接，增大桥台基础面积，提高桥台承载力。 当桥下净空允许时，可在台前加建新的扩大基础及台身，将主拱改建为变截面拱支承到新基础及台身上， 新旧 基础 之间用钢筋或钢销进行连接，有条件 14 时可在台前新基础下增加短桩，以提高承载力。 2）桩基础的加固 加桩，可用钻孔桩或打入桩增设基桩，并扩大原承台。 对单排架桩式桥墩采用加 桩 加固时， 如原 有桩 距 较 大 （ 4－ 5 倍桩径 ） ，可 在桩间插桩 ，如 原有桩距较小，但通航净空有富 余 时， 可 在原排架两侧增加新桩，变为 三 排式墩 桩。 对 钻 孔 灌 注 桩 桩身损坏，露筋、缩颈等病 害，可 采 用灌（压） 浆或扩大桩径的方法进行维修加 固。 3） 人 工 地基加 固 对墩台 基础 以 下 的地层，采用注浆、旋喷 注 浆或深层搅拌等方法，将各种浆液及加固 剂 注 入 或搅拌 于土 层，通过浆液凝固 使原 来 松 散 的 土 固结，成为 具有 足够强度和防渗性能的整 体， 所采用的材料应 通过试验确定。 （ 2）墩台基础防护加固 墩台基础局部被冲空时，可分情况采取下列加固措施： 1）水深 3m 以下，可筑围堰将水抽干，以砌石或混凝土填补冲空部分，并修整或加筑护坡。 2）水 深 3m 以 上 ，可在 基础 四周打板桩或做其 它 围堰，灌注水下混凝 土。 也可用编织袋装 干 硬 性混凝土 ， 通 过潜水作业将袋装混凝土分 层 填塞冲空部分，填 塞 范围比 基础 边缘宽 以上。 3）当基础 置于风化宕层 上，基础 外缘已被冲空时，应 先 清除岩层严 重 风化部分再用 混凝土填 补 ， 对 基础周围 的风化岩层还 应用 水泥砂浆进行封闭。 4）当河 床不稳定 ，基础 埋 置较浅，冲刷范围较大时 .可采用平面防护加固， 15 范围要 覆盖全部 冲 刷 坑。 方法如 下： ① 打 梅花桩，桩间 用 块、片 石砌 平 卡 紧 ； ② 用 块、片石防护或 用 水泥 混 凝 土 板、水泥混凝 土 预制块防护 ； ③ 用 铁 丝 笼、竹笼等柔性结构防护。 5） 墩台周围河床冲刷严重，危及 基础 安全时 ， 除采用上述方法进行防护加固外 ， 应在洪水期过 后 采取 必需的调 治构 造 物 防 护 措施或对河床采取防冲刷处理，以防 被 再次 冲坏。 （ 3） 桥台滑 移 、 倾斜的加固 桥台发生滑移和倾斜时，应分析原因，根据不 同情况 采用 下 列加固方 法。 1） 梁式桥或陡拱因台背 土 压力过大，造成桥台向桥孔方向位移，可采取下列方法进行加固 ： ① 挖除台背填土 ， 改用轻质材料回填减轻台后 土 压力，以使桥台稳定、拱桥在换填材 料时 ，应维持 与 拱推 力 的平衡 ， 如在桥孔设临时拉杆或在后台设临时支撑。 ② 挖去台背填 土 ，加厚 台 身。 ③ 对于单跨的小跨径梁式桥，可在两桥台基础之 间 增设钢筋混凝 土 支 撑梁或浆砌片石支撑板，支撑顶 面 应不高 于河 床 ，埋 置式桥台可采用挡墙 、 支撑杆或挡块等进行加固。 2） 拱桥桥台产生向台后方向位移，可根据不同情况采用 下 列加固方法 ： ① 在 U形桥台两侧加厚翼墙 ，使其 与原桥台牢固结合，增大桥台断面和自重以抵 抗 水平位移 ， 若为 一 字 形 桥台，可增 设 翼墙变为 U 形桥台。 ② 当桥台的位 移 尚未稳定时 ， 可在台后增设小跨引桥和摩擦板，以制 止 桥 16 台继续位移。 ③ 当桥下净空许 可 时，可在墩台之间设置拉杆承受推力，限制水 平位移、对于多孔拱 桥要注意 各孔之 间 的推力平衡。 3） 拱桥在加固墩、台时，必须保持推力 平衡 ，注意安全。 （ 4）墩台基础 沉降的加固 若桥梁墩台发生 了 较明显的沉降、位移，除按本节前述的方法加固外 ， 还可采用下述方法使 上 部结构复 位。 1） 梁式桥 上 部结构状况基本完好，桥面没有损坏，下部地 基 较好时 可 对上部结构整体或单孔顶升，然 后 加设 垫 块、调整支座。 2） 梁式桥上部结构状况基本完好，但桥面损坏严重时 ， 凿除桥面及 主 梁之间的连接，将 主梁 逐一移位，加厚盖梁，重新安装 主 梁，并重新铺装桥面。 3） 拱桥桥台发生位移，使拱轴线变形较大， 承载能力不足时，可采用 顶 推方法调整拱轴线，恢复其承载能力。 墩台加固方法及适用范围 （ 1）由于活动支座失灵而造成墩台拉裂，应修复或更换支座，并按上述方法修补裂缝。 （ 2）墩台身发生纵向贯通裂缝时， 可 采用钢筋混凝土围带、粘贴钢板箍或加大墩台截面的方法进行加固。 （ 3）因基础不均匀下沉引起墩、台自下而上的裂缝时，应先加固基础，再采用灌缝或加箍的方法进行加固。 （ 4） U 形桥台的翼墙外倾时，可在横向钻孔加设钢拉杆，固定在翼墙外壁或钢筋混凝土 梁 柱上。 17 （ 5）当墩台损坏严重，如出现大面积开裂、破损、风 化、剥落时 ， 一般用钢筋混凝土 套 箍加固。 对结构基本完好， 但 承 载能力不足的圆 柱 形墩柱可用包裹碳纤维片材的方 法 加固。 （ 6） 钢筋混凝 土 墩台出现缺损，而墩台身处 于 常水位以下时，可根据不同情况采用 围 堰抽水或水下作业的方法进行修补。 支座的常见病害 及其维修 铸钢支座缺陷类型 （ 1） 铸钢支座缺陷类型包括钢组件出现钢支座固定螺栓松动，锈蚀、损伤、断裂，锚固件及定位件失效、上下座板变形、活动支座无法活动、位移超限、转角超限和支承垫石部位缺陷等。 （ 2） 支座上下错位过大，有倾倒脱落的危险钢部件损伤包 括铸钢件及锻钢件及锻钢件裂损、脱焊、锈蚀及支座钢件磨损和发生塑性变形。 （ 3） 支座锚固件及定位件失效包括销钉剪断、支座锚（螺）栓松动及剪断、牙板挤死与折断、辊轴连杆螺栓剪断等。 （ 4） 活动支座不活动、位移超限和转角超限等缺陷，通常由于设计不当造成，结果常引起锚栓剪断和摇轴或削扁辊轴倾斜度超差不能恢复等损伤。 （ 5） 支承垫石部位缺陷包括支承垫石不平、翻浆、积水和开裂等，应采取措施及时修补。 板式橡胶支座缺陷类型 （ 1） 板式橡胶支座性能劣化类型包括橡胶老化开裂、钢板外露、不均匀鼓凸与脱胶、脱空、剪 切超限和支座位置 转 动等。 18 （ 2） 开裂是指板式橡胶支座表面形成的龟裂裂纹。 一般板式橡胶支座经一定使用年限后，均会出现表面的龟裂裂纹，但裂纹宽度及深度均不大。 （ 3） 钢板外露是指由于橡胶龟裂或支座制作不佳 ， 使板式橡胶支座内部的钢板裸露。 （ 4） 不均匀鼓凸与脱变发生在橡胶与钢板粘结破坏时。 通常板式橡胶支座在荷载作用下，钢板之间的橡胶向外发生均匀的凸起 ， 属正常现象。 当橡胶与支座内加劲钢板粘结不良，在荷载作用下发生钢板与橡胶脱胶，引起不均匀的鼓凸。 （ 5） 脱空是指板式橡胶支座与桥梁底面及支承垫石顶面之间出现的缝隙大于相应边长的 25%。 通常板式橡胶支座使用时，应通过转动计算，使支座顶底面与桥梁全面积接触。 局部脱空一方面造成支座压应力增加，另一方面支座脱空部位与外界空气接触，容易产生橡胶老化。 （ 6） 剪切超限是指板式橡胶支座在最高及最低温度条件下的最大恒载剪切变形 tanα。 支座位置串动是由于支承垫石不平，造成支座局部承压，引起支座位置串动，严重时可能会造成个别支座脱落。 盆式橡胶支座缺陷类型 （ 1） 盆式橡胶支座缺陷类型扬钢件裂纹和变形、钢件脱焊、锈蚀、聚四氟乙烯滑板磨损、支座位移超限、支座转角超限和锚栓 剪断等。 （ 2） 钢件裂纹和变形是指盆式橡胶支座的钢件中出现肉眼可见的裂纹，以及支座钢板在荷载作用下发生翘曲。 （ 3） 钢件脱焊是指支座焊接件及不锈钢板与基层钢板之间的焊缝脱焊。 （ 4） 聚四氟乙烯板磨损是指盆式橡胶支座中由于聚四氟乙烯板和不锈钢滑板 19 之间平面滑动所产生的磨损。 磨损程度用测量聚四氟乙烯板的外露高度来表示。 （ 5） 支座位移超限是由于设计及安装不当造成支座聚四氟乙烯板滑出不锈钢板板面范围。 （ 6） 支座转角超限是由于设计及安装不当造成支座转角超过相应荷载作用下最大的预期设计转角。 支座转角应由盆式橡胶支座顶 、底板之间的最大和最小间隙求出。 其 它 类型支座的缺陷 其 它 类型支座的缺陷类型可参照上述支座来确定，例如球型支座的缺陷类型可以由钢件裂缝、位移及转角超限、聚四氟乙烯板的磨损、锈蚀及锚栓剪切等缺陷来评定。 桥梁支座的养护与更换 支座如有缺陷或产生故障不能正常工作时，应及时予以修整或更换。 （ 1） 支座的固定锚销剪断、滚动面不平整，轴承有裂纹或切口，辊轴大小不合适，混凝土摆柱出现严重开裂、歪斜，必须更换。 （ 2） 支座座板翘起、变形、断裂时应予更换，焊缝开裂应予整修。 （ 3） 板式橡胶。