1．前言

    歲月無(wú)情，任何一座“新”建的橋梁經(jīng)過(guò)若干年大自然的侵蝕和使用，終將成為一座“舊”橋。所以，舊橋加固、維修將是一個(gè)永久性的技術(shù)課題，舊橋的加固利用和改造已成為橋梁工程建設中既古老、又年輕的新興學(xué)科；實(shí)踐證明，舊橋的檢測、評定與加固是一項既綜合繁雜，又在不斷發(fā)展創(chuàng )新、逐步完善的技術(shù)，也是當今國際土木工程界所共同關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，亦是橋梁建設可持續發(fā)展的一個(gè)重要組成部分和關(guān)鍵技術(shù)之一。

    舊橋加固改造技術(shù)，是針對正在使用的舊橋進(jìn)行檢測、評定、維修、加固或改造等技術(shù)對策的總稱(chēng)。國內、外的實(shí)踐均以證明，舊橋加固、維修工作是一項技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的舉措。但由于舊橋加固的過(guò)程中常存在原始資料和圖紙不全的客觀(guān)原因；舊橋加固設計的規程尚在制訂；舊橋加固設計的制約因素和技術(shù)風(fēng)險遠比設計新橋要大得多。

    而且，舊橋加固是一項繁雜的系統工作，工程量往往不大，但涉及面廣，并關(guān)聯(lián)到諸多隱蔽工程。病害原因、加固方法常常因橋、因地而異，且施工工藝多具特殊性和復雜性。上述情況是舊橋加固工作的特點(diǎn)，應引起我們的重視。同時(shí)，實(shí)踐也證明，盡管每座舊橋的情況各不相同，具有各自不同的特點(diǎn)，但舊橋加固也同其他任何事情一樣，有其內在的規律，也存在一定的共性。我們應遵循橋梁加固、改造工作的共性，結合具體橋梁的特殊性，在實(shí)踐中發(fā)揮積極性和創(chuàng )造性，不斷進(jìn)取和探索，采用最先進(jìn)的技術(shù)和材料，在舊橋檢測、評定、加固和改造工作中，創(chuàng )造和總結出多種多樣的、切實(shí)可行的技術(shù)和方法。

    1．1 舊橋加固工作內容

    具體到對某座舊橋進(jìn)行加固和改造時(shí)，既要針對其病害特點(diǎn)和環(huán)境條件等，采取相應的、有效的、甚至極具創(chuàng )造性的具體措施，同時(shí)也應遵循一定的工作步驟來(lái)開(kāi)展工作。這些工作包括：

    ①日常養護發(fā)現橋梁存在較為嚴重的結構病害后決定進(jìn)行加固的決策過(guò)程；

    ②對橋梁進(jìn)行結構檢查、檢測和評定；

    ③加固設計和編制工程預算；

    ④加固施工和加固后的鑒定、驗收；

    ⑤加固前、后必要時(shí)進(jìn)行動(dòng)、靜載試驗等等。

    1．2 關(guān)鍵的三項工作

    上述舊橋加固的工作內容當中，以下三項是關(guān)鍵性：

    ①檢測、評定是舊橋加固工作的“前提”：目的——了解“病情”，診斷“病狀”；要求——檢查要全面、仔細，病害分析要準確。

    ②加固設計是舊橋加固工作的“基礎”：加固方法要合理，針對性強；靈活應用各種技術(shù)方法，創(chuàng )造性地開(kāi)出“處方”。

    ③施工質(zhì)量是舊橋加固工作的“關(guān)鍵”：加固施工好比外科醫生給病人“做手術(shù)”，“成敗”在此一舉。

    下面通過(guò)實(shí)例，分別論述這三項工作的重要性、創(chuàng )造性和靈活性。

    2．舊橋加固的前提工作：檢測與評定

    2．1 制定檢測方案

    在開(kāi)展此項工作前，首先應明確我們工作的目的是什么：①病害橋梁的維修利用；或②加固改造，提高荷載等級；或③需要通過(guò)超重車(chē)輛等。然后，根據不同的目的來(lái)制訂檢測方案，并指導開(kāi)展具體的檢測工作。橋梁檢測工作的好壞、資料是否齊全，關(guān)鍵在于事前準備工作是否充分、周全。一座橋梁的構件極為繁雜，為避免現場(chǎng)檢測時(shí)有所缺漏，致使檢測資料不完整，需要再次至現場(chǎng)補測，不僅影響工作進(jìn)度，還要增加經(jīng)費。因此，檢測前制定詳細、周全的檢測方案，是確保檢測任務(wù)順利、完整地完成的先決條件。

    2．2 檢測工作的實(shí)施

    要全面、徹底、仔細地檢測一座橋梁，橋下必要的支架是不可缺少的。實(shí)踐證明，檢測支架是確保檢測質(zhì)量和檢測人員安全的重要環(huán)節。在安全、可靠、適用的前提下，可因地制宜地解決好檢測支架問(wèn)題。經(jīng)濟條件許可的專(zhuān)業(yè)檢測機構亦可購買(mǎi)橋檢車(chē)。（實(shí)例：略）

    2．3 檢測結果分析與評定

    首先要保證檢測和收集的資料要齊全、完整。實(shí)踐證明，資料的可靠性和實(shí)用性取決于其完整性。

    在病害產(chǎn)生原因分析時(shí)，一定要全面客觀(guān)和依據充分，病害的根源一定要找準和分析透徹，從而確保加固補強措施能夠起到實(shí)效。

    2．4 實(shí)例：江西省香屯大橋的檢測、評定

    2．4.1 大橋簡(jiǎn)況

    香屯大橋位于江西省樂(lè )平至德興公路上，跨越樂(lè )安河，1969年8月竣工。大橋設計荷載原為汽－13，拖－60，橋面凈寬為凈－7＋2×0.25m。上部構造為5孔45m的雙曲拱，矢跨比1/6，橫向6肋5波。下部構造為重力式實(shí)體橋墩和加后座的U型橋臺。

    在距大橋20余公里處，建有德興銅礦，該橋成為銅礦與樂(lè )平、銅礦與香屯火車(chē)站聯(lián)系的必經(jīng)之路，隨著(zhù)銅礦生產(chǎn)規模擴大，因而通過(guò)大橋的交通量日益俱增。據交通量觀(guān)測站記錄，交通量以每年6%的速度增長(cháng)，最高峰達2247輛/晝夜。過(guò)橋車(chē)輛總數中約有60%屬銅礦車(chē)輛，其車(chē)輛噸位一般較大，有的車(chē)長(cháng)達20m，裝有36個(gè)輪胎，觀(guān)察人員估計總重超過(guò)500KN，這種車(chē)輛平均每周要通過(guò)大橋4～6次。此外，外省大型集裝箱重車(chē)過(guò)橋也有所增加。

    2．4.2 香屯大橋主要病害狀況

    （1）主拱圈裂縫

    ①主拱圈中波縱向裂縫。大橋橫向中心線(xiàn)正處于第3拱波波頂處，檢查時(shí)發(fā)現各孔中波波頂均存在縱向裂縫，一般自拱頂開(kāi)始至L/4附近為止，但第5孔則兩拱腳之間均存在，裂縫寬度最大約0.4mm。

    ②肋、波連接處裂縫。在各孔拱波與拱肋連接處，大部分都有裂縫，有的較細、有的十分明顯，且有不少水泥砂漿脫落現象，也有不少處發(fā)生滲水現象。

    ③拱肋裂縫。各孔拱肋均有橫向裂縫，而以第1、5孔比較集中，有不少是U形裂縫，這些裂縫多發(fā)生在拱頂前后10m左右范圍內。

    ④橫系梁裂縫。為數較少但除第1、4孔外均有發(fā)現。

    （2）主拱圈軸線(xiàn)下沉

    主拱軸線(xiàn)普遍下沉，拱頂下沉5～18cm，L/4點(diǎn)下沉0～9cm，而且上下游下沉量也不一致。采集者退散

    （3）橋面變形及破碎

    橋面縱向變形已呈波浪形，但峰頂和波底之差雖不很大，但橋面破碎現象甚為嚴重，且集中在3、4、5孔及兩臺后座上，在墩頂附近伸縮縫處裂縫尤為發(fā)育，以致破碎露筋。

    2．4.3 病害原因分析

    據調查，1979年返修橋面時(shí)，拱圈上的裂縫并不太多，此后重車(chē)日益增加，病害則日見(jiàn)嚴重，特別是銅礦運礦石重車(chē)經(jīng)大橋去樂(lè )平及爾后經(jīng)大橋去火車(chē)站，回來(lái)則為空車(chē)，在大橋上經(jīng)常會(huì )車(chē)。隨著(zhù)交通量的增加，橋上會(huì )車(chē)日見(jiàn)頻繁，重車(chē)則多在一側車(chē)道上行駛，這種經(jīng)常性的重車(chē)偏載要對橋中心線(xiàn)附近拱圈進(jìn)行反復交替的剪切，而該處拱圈僅有26cm厚，且基本上沒(méi)有鋼筋、系梁斷面僅15 cm×18cm，抗剪作用甚微，因而每孔主拱圈均產(chǎn)生中波上的縱向裂縫。由于空腹段強大的立墻可起橫向聯(lián)系的作用，而實(shí)腹段拱圈距活載又近，故此裂縫多般在兩L/4點(diǎn)之間。分道行駛的拱橋，一般要求采取構造措施來(lái)抵抗錯動(dòng)剪力，大橋構造在這方面也是不足的。1979年新修的混凝土橋面雖已加鋼筋，但是分離式的構造，無(wú)助于抵抗縱移錯剪。幸運的是本橋立墻剛度較大，縱移作用對本橋影響尚屬次要。

    在肋與板、波整體性受到一定程度的破壞，而橫向整體性又不能很好地保證，重車(chē)荷載有增無(wú)減地繼續作用，勢必使拱圈在許多局部呈現單個(gè)或少數構件受力集中現象，全斷面受力甚不均勻。如在實(shí)腹段中波縱向縫已經(jīng)形成時(shí)，單側重車(chē)荷載則主要地由拱圈的兩個(gè)半單元承受，而在肋波裂縫嚴重處，拱肋便可能因應力超限而開(kāi)裂。

    3．舊橋加固的基礎工作：加固設計

    3．1 加固方案的選擇

    舊橋的病害原因找準后，接下來(lái)就是選擇加固方案。國內外已有很多成熟的舊橋加固技術(shù)和方法，但要針對某座橋的具體特點(diǎn)加以綜合考慮，要重點(diǎn)考慮技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性和體現創(chuàng )造性。一種病害可能采用多種方法都能處理，如何選擇最優(yōu)的方案，這是切實(shí)加固好一座橋梁的最基礎工作。（實(shí)例：略）

    3．2 加固設計

    加固方案確定后，就是進(jìn)行細部設計。要強調是：由于舊橋加固施工的特殊性，設計人員應將施工方法、工藝流程或施工順序闡述清楚，并應有相應的技術(shù)要求和衡量工程質(zhì)量的指標。

    3．3 實(shí)例：江西的走馬崗大橋加固提載與拓寬設計

    3．3.1 大橋概況

    走馬崗大橋位于江西省修（水）武（寧）公路，該橋建成于1974年。大橋全長(cháng)105.7m，上部構造為2跨40米等截面懸鏈線(xiàn)空腹式鋼筋混凝土雙曲拱及兩岸各一孔凈跨徑4m的半圓弧拱副孔（設置在橋臺上）。橋面凈空為：凈－7＋2×0.35m欄桿。根據同年代類(lèi)似橋梁推定該橋原設計荷載為：汽車(chē)－13級，拖車(chē)－60；通航等級為不通航。雙曲主拱的凈矢跨比為fo/Lo＝1/10，拱軸系數（推算）為m＝2.514。

    上部構造：每跨主拱圈由4肋3波及2個(gè)懸半波組成，拱肋中距為185cm，主拱圈全寬7.4m。主拱圈截面由基肋、拱波和現澆混凝土填平層組成；其中拱肋寬為25cm、高50cm。每跨拱肋各按等弧長(cháng)設置11道橫隔板聯(lián)接。每跨各設8個(gè)腹拱，腹拱跨徑為250cm左右。

    下部構造：橋臺為明挖擴大基礎配U型橋臺與重力式橋墩

    3．3.2 加固拓寬設計要點(diǎn)

    通過(guò)將空腹式雙曲拱橋的拱式腹拱及拱頂實(shí)腹段等拱上建筑拆除后，重建為連續板式拱式建筑，從而達到減輕恒載、調整主拱圈受力狀態(tài)，以及改善橋梁荷載橫向分布性能，提高橋梁承載能力之目的；并在利用和加高腹拱墩的同時(shí)，將墩帽外懸加長(cháng)，達到拓寬橋面的目的。

    4．舊橋加固的關(guān)鍵工作：加固施工

    4．1 選擇施工單位

    由于舊橋加固施工不同于建新橋，工程量雖不大，但工序較繁雜，且涉及到諸多隱蔽工程，施工工藝多具特殊性和復雜性，因此應選擇具有相應資質(zhì)與類(lèi)似加固工程施工經(jīng)驗的施工單位進(jìn)行施工，并聘請具有舊橋加固工程施工經(jīng)驗的工程師進(jìn)行監理。這是保證加固目的實(shí)現的關(guān)鍵，再好的加固方案和設計，也要通過(guò)施工單位去做出來(lái)。加固施工質(zhì)量不好，不僅起不到加固補強作用，甚至對原有橋梁結構造成新的傷害。

    4．2 設計單位要切實(shí)配合

    設計人員通過(guò)對橋梁的檢測和分析，已了解了橋梁的病害和產(chǎn)生原因，也針對性地提出處治措施，并繪制了加固設計圖，但最終還是要通過(guò)施工單位的加固施工去體現其意圖和達到加固補強的目的。因此，設計人員要切實(shí)配合好施工全過(guò)程，尤其是施工前的技術(shù)交底，要詳細講解，以求施工人員明白設計意圖和工程質(zhì)量要求。同時(shí)，要充分調動(dòng)施工人員的積極性和創(chuàng )造性，從而補充和完善加固設計的不足。最終目的就是共同搞好加固施工，使加固設計意圖和目的完全達到。（實(shí)例：略）

    5．結束語(yǔ)

    舊橋加固技術(shù)是一門(mén)新興的學(xué)科，也是始終在完善、補充、發(fā)展的學(xué)科，隨著(zhù)橋型的改變、新材料、新工藝、新技術(shù)的出現，新的、更好的加固方法就會(huì )出現和得到應用。所以，舊橋加固是一項非常有意義、有前途、有成效的工作，也可以充分體現技術(shù)人員個(gè)性化：一個(gè)病害可以用很多種方法處理，誰(shuí)優(yōu)?個(gè)人選擇。好壞，實(shí)踐檢驗。

    最后提點(diǎn)建議：多收集資料，積累經(jīng)驗，多加交流，共同進(jìn)步與發(fā)展。但要做到：認真工作，慎重決策，精心設計，創(chuàng )造性開(kāi)展工作。