1、PAGE 1PAGE 122第六章 橋梁附屬構筑物的維修加固第一節 橋面鋪裝層的維修整治一、橋面鋪裝層的作用及其重要性 橋面鋪裝層的作用主要是保護橋梁上部結構行車道板不受車輪(或履帶)的直接磨耗；使橋面有一平坦的行駛面，以保證車輛平順、舒適而安全的行駛條件；防止上部結構遭受雨水、冰雪的侵蝕。 然而在實踐中，人們對如何保證橋面鋪裝層的作用及保持其使用狀況的完好卻往往重視不夠。有的橋梁經多年運營后橋面鋪裝出現坑洼、破裂等病害，使車輛行駛中產生嚴重的跳動。這不僅影響舒適的行車條件，而且增加了車輛的動力作用，影響到橋梁主體結構從而使之損壞，有的因雨水的侵蝕而導致結構中鋼筋的銹蝕等，這些都直接關系到橋梁

2、結構物的承載強力及使用壽命盡管短期內影響似乎不很明顯，但隨著時間的發展，這些不良影響將日益明顯地反映出來，這在工程實踐中是有教訓的。二、橋面鋪裝層的使用性能與損傷 無論何種橋面鋪裝層均應符合其使用性能，所謂橋面鋪裝的使用性能，是指維持其維持機能的能力，也即它究競以多大程度表現出所應起作用的一個術語。對橋面鋪裝層使用性能如何進行評價，國外一般分為兩種：一種是橋面鋪裝以多大程度完成了使車輛安全舒適行駛這一目的，并評價它是如何變化著的；另一種則是根據其上的交通安全情況評價。 橋面鋪裝層的使用性能問題，在國外已提到相當的高度來認識。這主要是由于國外公路汽車運輸的發展、重車及高速行駛對橋面鋪裝層的要求，

3、尤其是如何保證車輛舒適行駛及交通安全這些都為橋面鋪裝層的使用性能提出了更高的要求。在我國，盡管當前車流密度、車速等與橋面鋪裝層功能的矛盾還不象國外那樣突出，但是隨著公路交通運輸的發展，也必然會提出更高的要求。合理而科學地評價橋面鋪裝層的使用性能是作常重要的。在美國，AASHTO(美國各州公路工作者協會)在公路試驗基礎上提出了以服務指數這一具體數值作為評價的標準。此服務指數能夠從客觀的測定值中求得，例如瀝青混凝土鋪裝層，測定計算出車輪通過位置的凹凸、裂縫、車轍深度等。采用這種定量的評價方法顯然是有其優越性的。然而如何采取更為簡單而明確的關系式，仍然是值得研究的。因此，即使在美國，各州亦在此基礎上

4、分別進行修正或采取獨自的評價方法。 目前總的趨向是隨著高速公路和高架公路的增多，對橋面鋪裝層的關心愈益加深、其結果是一方面采用更高級的橋面鋪裝層，另一方面是重視對橋面鋪裝層的維修整治。 橋面鋪裝的損傷與使用性能的關系大致有以下幾種； (一)由于易于打滑、凹凸較厲害等原因，容易引起交通事故； (二)由于凹凸等引起的沖擊、振動，使橋面板等結構物的耐久性降低； (三)由于汽車行駛位置一般都比較固定，其結果是使該部分形成車轍、搓板、磨耗等現象； (四)在伸縮縫附近特別容易產生高低差，這不僅容易造成橋面鋪裝層本身的損壞，而且會促使伸縮縫裝置的破壞。三、橋面鋪裝層損傷類型、產生原因及其對使用性能的影響 (

5、一)高低差 橋面鋪裝層的高低差主要表現在與結構物連接部位的高低差。這種現象大多是由于橋跨結構與橋臺填土或臺后填土部位的不均勻沉陷、臺后回填土夯實不夠、結構物接頭不平等引起的。對于瀝青混凝土鋪裝層還可能由于瀝青穩定性不夠及接頭部位瀝青混合料碾壓不夠等原因所致。高低差將影響行車的舒適性，發生噪音，促使接頭部位鋪裝層、伸縮縫及結構物的破壞。 (二)變形 鋪裝層的變形一般表現為沿行車方向出現的凹凸不平、橫橋向車轍等，對瀝青混凝土鋪裝還可能出現表面鼓包、車轍引起的橫向波及泛油引起的不平。這種變形常由橋面板不平、過大的交通量、重車行駛、瀝青混合料穩定性差等引起。縱向的凹凸不平則可能是由于經常性的制動與起動

6、所導致的。 鋪裝層變形將使行車安全及穩定程度下降，行車條件惡化，并可能導致橋面積水、降低抗滑力等。 (三)磨損與破裂(裂縫) 鋪裝層的磨損一般表現為由于車輛行駛使鋪裝層表面細骨料慢慢地脫離，表面呈現鋸齒式的粗糙狀態，或鋪裝層表面被車輪磨細，形成平滑狀態，即通常所說的磨光。這種磨損一般是由于過大的交通量所致。對于瀝青混凝土鋪裝，則還可能是由于瀝青混合料碾壓不夠、瀝青含量偏少、瀝青混合料過熱等原因所致。鋪裝層的磨損指使行車舒適性與車輛行駛的安全性下降。 橋面鋪裝層的破裂(裂縫)又可分為細微的初期裂縫、橫橋向與縱橋向的線狀裂縫及格子狀裂縫。初期裂縫主要是由于橋面板開裂、橋梁振動、撓度和應力的傳布所引

7、起，對瀝青混凝土鋪裝還可能是由于混合料質量不好、瀝青老化等原因所致。初期裂縫有可能向線狀和格子狀裂縫發展，并由于滲水而影響結構物的耐久性。線狀裂縫通常是因為結構物撓度過大、橋梁振動而產生的局部應力集中所引起，這種裂縫盡管早期的危害并不明顯，但由于雨水等的浸透，將會使破壞范圍進一步擴大而影響結構物的耐久性。格子狀裂縫的產生原因及危害與線狀裂縫相仿。四、橋面鋪裝層的維修整治 橋面鋪裝層的修補視其損傷程度不同而采取不同的方法。鑒于水泥混凝土鋪裝除采用徹底翻修重做鋪裝外，通常也采用瀝青進行修補，所以此處僅介紹瀝青混凝土鋪裝的修補方法。 (一)應急修補 對于小面積范圍的裂縫、坑槽，一般即采用瀝青混合料填

8、埋，用以修補的瀝青混合料均采用加熱拌和。 修補時先切除損傷部位及周圍的不良部分，取出離散物認真清掃，先鋪瀝青粘結層，再鋪加熱瀝青混合料，經碾壓后再在表面撒布石屑或砂。 (二)表面處治修補 此法系在原鋪裝層表面鋪撒焦油形成薄封層，然后再根據鋪裝層的損傷情況作不同的處理。例如，當原鋪裝層因瀝青過多而引起泛油時，則可在封層上撒布粗砂和小砂石等，并壓人進行處治，一般做成厚度為23cm的磨耗層等。當原鋪裝層出現裂縫時，則可在鋪裝開始發生裂縫、老化現象明顯的地方，采用瀝青乳液噴霧封面和瀝青砂封面，填充小裂縫、表面空隙和坑洼等處。 (三)翻修法 對于損傷嚴重的鋪裝層則需采用翻修法進行整治，即重新鋪筑橋面鋪裝

9、層或視損傷程度僅翻修面層。第二節 橋面板的維修與加固一、概述 (一)橋面板的作用 公路橋梁橋面行車道板，起著直接承受作用于橋面鋪裝上的荷載，并傳遞分配荷載的作用。 橋面板與鋪裝層、伸縮縫一起，都直接承受汽車車輪荷載的作用，應力集中顯著。加上行車道板計算路徑較小，所受應力變化與沖擊影響也較大。因此，可以說橋面板是公路橋的主要構件中承受荷載和應力最大的構件之一。 近年來，隨著過橋車輛的日趨大型化、重型化以及交通量的迅速增長，車輛對橋梁構件的沖擊力增加，應力超過的頻率、疲勞的影響都越來越大。這樣，就使得橋面板處于極其嚴酷的使用狀態，因此，鋼筋混凝土橋面板破壞的情況時有發生。 (二)橋面板產生破壞的影

10、響 鋼筋混凝土橋面板出現破壞的形式，一般和其他混凝土構件相同，有裂縫、磨耗、剝離、露筋、銹蝕，嚴重的還會出現碎裂、脫落、洞穴等。 橋面板出現破壞的原因是多方面的，主要還是設計不當，施工質量不良以及使用中遭到外界荷載的影響等。 橋面板出現碎裂、脫落等破壞現象厲，將直接影響車輛的過橋通行，危及交通安全。因此，必須采取各種維修和加固措施，對其進行維修與加固。 二、橋面板的修補措施 橋面板出現表面碎裂、脫落或洞穴現象后，必須采取局部修復的方法進行維修。修復時，拐破損部分全部鑿除，再澆筑新鮮混凝土，并注意加強養護。 在上述情況下，如橋梁負荷能力允許時，也可采用加鋪一層28cm厚的瀝青混凝土的方改進行修補

11、。 橋面板的碎裂和其它損壞特別顯著、混凝土質量或施工狀況特別不良，且無適用的修補方法或無法期待修補效果時，就必須采取重新澆筑新的混凝土橋面板等措施。 根據損壞產生原因的不同，橋面板損壞的修補措施如表62所列。p200三、橋面補強層加固法 (一)橋面補強層加固的常用方法 在舊有混凝土或鋼筋混凝土橋面板上，重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補強后，這種方法稱為橋面板補強層加固法。此法既能修補已出現裂縫、剝落等損壞的橋面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗彎能力，改善鉸結梁板的荷載橫向分布，從而提高橋梁的荷栽能力。 采用橋面補強層加固施工比較方便，可與一般修筑橋面混凝土鋪裝層一樣進行。這種加固法

12、對雙車道或橋面拓寬的梁板可以兩邊分開先后施工，對交通影響不大。同時，還可結合道路路面維修養護工作一起進行，有利因素較多。 橋面補強層加固的常用方法有：采用鋼筋網與混凝土、鋼筋網與膨脹混凝土、鋼纖維混凝土等。國內采用最多的是鋼筋混凝土補強層加固。 (二)橋面補強層加固法的設計計算 橋面補強層加固設計計算的前提是，補強層能與舊橋面(梁面)結合良好；能成為一個牢固的整體橋規規定：當水泥混凝土鋪裝層與板能共同受力時(鋪裝層與板能整體受力的條件下)，板的計算厚度可計人扣除磨耗層(不少于2cm)后的水泥混凝土鋪裝層的厚度。可見，計入補強層厚度后的構件強度計算與通常鋼筋混凝土梁一樣。四、橋面補強層加固法的施

13、工(一)施工操作程序 橋面補強層加固法施工程序一般可如圖 (二)施工措施橋面補強層加固法能否達到預期效果，關鍵取決于新舊混凝土能否牢固地形成一個整體。因此，為確保新舊結構共同受力的可靠性和耐久性，需要從施工工藝上采取措施，一般可采用的措施有:1對舊橋面進行鑿毛處理。并使表面組糙，成齒狀形箍筋外露。2對結合面進行處理，如采取清掃、干燥等措施。3為使新舊混凝土有更好的粘性，在鑿毛后的混凝土面上可涂抹一層膠結劑，例如1：0.4鋁粉水泥漿、1：1鋁粉水泥砂漿、環氧膠液等。4加設新舊混凝土之間的連系鋼筋。可在舊混凝土層上設置鋼筋錨，也可把補強層鋼筋網與底層鋼筋焊接。5采用干硬性混凝土或鋼纖維混凝土澆注補

14、強層，以減少新澆混凝土的收縮從而減少新舊混凝土之間產生的差動收縮力，提高補強效果。6補強層混凝土澆筑后，應加強養護，避免使補強層過早受力，故可采取在橋面上架設臨時浮橋的方法。第三節 橋面伸縮縫的維修整治 由于伸縮縫裝置設置在梁端上相對比較薄弱的部位，加之伸縮縫裝置的性能及連結件等不盡完善，因此在車輪荷載反復作用下，伸縮經極易發生損傷。 以往對橋面伸縮縫裝置，僅僅要求它能保證梁端或橋端的變形、保證車輛行駛性能、裝置本身的堅固耐用及易于更換等。但隨著城市立交橋及高架公路的發展，則進一步要求伸縮縫在車輛通過時不發生噪聲、完全不漏水等。 日本曾做過統計，在城市高速公路上，1974年度伸縮縫裝置的維修費

15、用超過公路管理費的15，東京高速公路公團在1970年到1974年期間在總數為4218個的伸縮縫中更換了541個，重新安裝和填充防噪聲材料等加以改善的有147個，這就表明實際上16的伸縮縫裝置存在各種病害。因此他們提出，伸縮縫裝置不應被認為是第二位的構件，而應作為橋梁的主體結構，從設計到施工都必須認真地對待，對于養護管理則應及時進行修補、改善與更換。一、伸縮縫裝置的缺陷形式及產生的原因 伸縮縫裝置的缺陷形式隨其構造形式及其材料的不同而異。例如，橡膠伸縮縫的缺陷大致有橡膠件的破損、橡膠的剝離、錨固件損壞、伸縮縫裝置下陷、鼓出及螺栓孔填充料被拉離等。鋼制梳形板伸縮縫則可能出現伸縮接頭的活動異常、錨固

16、件損傷、表面梳形板焊接部位損傷等。盡管各種形式伸縮縫缺陷有共相異之處，但也有其共同處。例如，在伸縮縫兩側的后鋪筑鋪裝層凹凸不平，先期鋪裝與后期鋪裝表面不平，后鋪筑材料的剝離、龜裂、上浮與下陷、橋面板端部的被損等。 造成伸縮縫缺陷的原因是多方面的，設計中對橋面板端部剛度考慮不周、伸縮縫裝置本身剛度不夠、錨固體強度不足、過大的伸縮縫間距或伸縮量計算(或估計)錯誤等都會導致伸縮縫損傷；施工時橋面板澆筑不良、設置的伸縮縫間距值有誤、預制時構件長度的偏差、伸縮縫裝置安裝不妥等也是產生缺陷的原因。此外，車輪荷載的反復作用、按縫內側橋面不平等也會促使伸縮縫損壞。 伸縮縫的損傷將引起行車條件惡化、交通事故增多

17、、產生噪聲與漏水現象等后果，嚴重的還會導致橋梁主體結構的損壞。因此，必須對橋面伸縮縫進行經常性的維修整治，以保證橋梁的正常使用。二、伸縮縫的維修整治橋面伸縮縫的整治工作要視其損壞情況而采取不同措施，有時僅需更換跨縫材料(如橡膠伸縮縫的橡膠條、鋼板滑動支座的鋼板等)，有時則需更換整個伸縮縫裝置(包括跨縫材料及錨固件等)，一般情況下在更換或修補伸縮縫裝置時，位于伸縮縫兩側的后澆筑鋪裝層(又稱后鋪筑材料)均應進行更換。由于后鋪筑鋪裝層需要有一定的養生時間，這將直接影響恢復交通所需的時間長短，因此，選擇合適的后鋪筑材料及施工方法就顯得十分重要。 日本在整治伸縮縫時采用樹脂混凝土、噴射水泥漿、超早強水泥

18、、早強水泥或普通水泥。這些材料的養生期較短，我國多采用樹脂混凝土，強度達到20MPa所需的4個小時左右。在伸縮縫整治中還有幾個問題應引起重視； (一)對于橋面鋪裝層上容易產生車轍的凹凸不平處，要特別注意鋪筑后鋪筑材料時不應產生高低差； (二)在鑿除原有混凝土鋪裝時，不要損傷伸縮縫兩側橋面板混凝土及鋼筋；(三)當原伸縮縫裝置的錨固鋼筋等損壞、松動或無錨固鋼筋需增設時，應先鑿出錨孔或槽口后再安設鋼筋等錨固件。第四節 橋梁支座的維修加固一、支座的作用與型式(一)支座的作用 支座是橋梁上、下部結構的連接點。其作用是將上部結構的荷載(包括恒載和活我)順適、安全地傳遞到轎梁墩臺上去，同時要保證上部結構在支

19、座處能自由變形(轉動或移動)，以便使結構的實際受力情況與計算簡圖相符合。因此，對橋梁支座要正確設置，并經常注意保養維修，對其損壞部分要進行修補加固。 (二)支座的型式 橋梁支座按其作用分固定支座和活動支座兩種。固定支座用來固定橋梁結構在墩臺上的位置，它只能轉動而不能移動。活動支座則可保證在溫度變化，混凝土收縮和豎向荷載作用下結構能自由轉動和自由移動。簡支梁橋每一路是由一個固定支座和一個活動支班組成；連續梁橋則多由一個固定支座和若干個活動支座所組成。 根據橋跨結構的大小，當前我國在鋼筋混凝土梁式橋中所采用的支座型式有墊層支座、切線式支座(也稱弧形支座)、擺柱式支座、橡膠支座和滑動盆式橡膠支座等。

20、二、支座的損壞(一)支座本身的損壞各種型式支座本身的損壞情況不同，分別有 1油毛氈支座已損壞(如破裂、擰落、酥爛等)從而失去作用。 2弧形鋼板支座滑動面、滾動面生銹，從而不能自由轉動。 3擺柱式支座的混凝土擺柱脫皮露筋或出現其他異常現象。 4支座的滑動面不平整、軸承有裂紋、切口，滾軸偏移和下降。 5支座螺母松動或螺栓脫落。 6鋼輥軸式支座輥軸(或搖軸)的實際縱向位移偏大或發生橫向位移。 7橡膠支座出現橡膠老化、變質現象，梁喪失自由伸縮能力。(二)支座座板的損壞 支座座板的損壞形式有：1支座座板翹起、扭曲、斷裂。2座板貼角焊縫開裂，3填允砂槳裂縫。4支座座扳混凝土壓壞、剝離、掉角三、支座的維修加固工作 橋梁支座在其遭受損壞、作用不能充分發揮時，將會使橋梁上、下部結構受到不利的影響，也容易對結構物造成重大障礙，因此，必須經常注意進行養護維修，發生損壞時要及時地制定維修加固計劃，給予修補。支座的維修加固，由于工期要求較短，又是在施工較為因難的部位，應充分研究所采用的維修加固措施及所采用的材料機具設備等，以便能夠迅速可靠地進行修補。(一)支座的養護工作 橋梁支座必須經常養護，根據公路養護技