平?jīng)龌疖囌緵芎哟髽蚓S修加固或改建方案比選

路小龍 徐慶超

(1.平?jīng)鍪修r村公路建管處，甘肅 平?jīng)?744000; 2.長安大學，陜西西安 710064)

1 工程背景

平?jīng)鰶芎哟髽蛭挥谄經(jīng)鍪袇^(qū)，連接平?jīng)龀菂^(qū)與平?jīng)龌疖囌尽Ｔ摌虿捎娩摻罨炷羷偧芄?，凈?0 m，矢跨比1/8，大橋全長277.824 m、寬16 m。橋面采用預制微彎板，現(xiàn)澆混凝土填平層及橋面鋪裝層的組合結構形式(見圖1)。設計荷載:汽—20，掛—100;橋面寬度:2.0 m(人行道)+12.0 m(機動車道)+2.0 m(人行道)=16.0 m。

圖1 平?jīng)鰶芎哟髽?/p>

由于管理、養(yǎng)護不到位，結構出現(xiàn)多種病害，平?jīng)鍪薪煌ň治袑I(yè)單位，于2009年8月16日～9月10日對平?jīng)鰶芎哟髽蜻M行了檢驗、評定。

2 橋梁檢測與分析

經(jīng)檢測結果顯示:本橋橋面系破損嚴重，伸縮縫、排水系統(tǒng)已不能正常工作。微彎板、主拱頂?shù)戎匾芰嫾霈F(xiàn)了超出規(guī)范容許寬度的裂縫，5號墩樁基破損嚴重。按《公路養(yǎng)護技術規(guī)范》全橋總體技術狀況等級為四級，需大修或改建。靜動載試驗也表明該橋豎向剛度不足，結構狀態(tài)評定為較差。橋梁已經(jīng)不能滿足設計荷載等級要求，更不具備超載能力。

1)橋梁檢測病害。a.橋面縱向線形平順度較差，起伏較大;實測斷面橫坡(0.6%～1.4%)與設計值(1.5%)出現(xiàn)較大偏差;b.拱肋實測線形與設計拱肋線形都有不同程度的偏差，各孔拱肋均出現(xiàn)下?lián)?c.橋面凹凸不平，積水，破損嚴重;d.人行道板出現(xiàn)沿橋縱向的貫穿裂縫;欄桿立柱混凝土剝落、露筋、外傾;e.伸縮縫錨固端混凝土已經(jīng)破裂，伸縮縫中間被砂石和塵土填滿，失去伸縮作用;f.個別泄水孔堵塞，泄水孔滲漏嚴重;g.微彎板均出現(xiàn)較多裂縫;h.拱肋跨中均出現(xiàn)橫向貫穿裂縫，并且裂縫寬度大多都達到裂縫限制;i.橋墩樁基礎沖刷相當嚴重，出現(xiàn)大面積露筋。

2)病害主要成因分析。a.本橋原設計在正常施工和正常養(yǎng)護、維修條件下滿足汽—20和掛車—100的通行要求，但結構的安全儲備并不高。b.剛架拱橋拱肋、微彎板及現(xiàn)澆填平層逐步形成，原設計無加強連接措施，調查中也了解到本橋填平層分兩次澆筑形成，外觀調查中發(fā)現(xiàn)存在著拱肋與橋面結構不能共同受力的問題。c.涇河大橋歷年來交通任務繁重、重車通行較多，且附近有水泥攪拌場，超載車輛的增多，使橋梁長期處于超負荷運營狀態(tài)，對橋梁的承載能力和安全性帶來較大的影響。d.橋墩樁基施工時未將樁頂含有泥砂和松散層的段落鑿除，在掏砂亂掘、水流沖刷影響下，混凝土的保護層剝落，漏筋。e.運營中，各類交通事故的發(fā)生，損壞了橋面系結構，對受力構件的安全造成間接影響。

3)檢測結論。根據(jù)JTJ 073-96公路養(yǎng)護技術規(guī)范采用考慮橋梁各部件權重的綜合評定方法，根據(jù)評定算式計算出的Dr=38，技術狀況評定等級為四類。即該橋需要進行大修或改建。

鑒于大橋目前的交通需求，初步選擇對結構進行加固，要求該橋加固后按達到公路—Ⅰ級要求。加固設計評審會議上，與會領導和專家同意本橋的檢驗、評定結果。但鑒于本橋加固費用較高，加固材料、施工質量較難控制，加固效果也存在一定的不確定性等原因，提出增加重建方案或下部利用的方案，與加固方案進行比較。

3 方案比較

3.1 方案一——對舊橋進行加固提載

1)設計要點。

a.對主拱進行粘貼鋼板加固;更換微彎板及現(xiàn)澆層;增大拱肋橫系梁尺寸;對裂縫進行分類封閉。b.破損樁采用鋼管混凝土外套箍進行加固;壓漿加固制動墩地基;對掏空的地基部分取土回填并夯實。c.更換橋面構造。

2)方案小結。

a.加固工藝、工序復雜，工期長，對施工隊伍素質要求高，避免對大橋產生二次損傷。b.加固質量難以保證，處理后承載力評定困難，使用壽命無法量化;后期養(yǎng)護困難。

3.2 方案二——更換上部結構、利用基礎

1)結構設計。

為與既有基礎匹配，上部結構采用(3×32.2+2×33.31+3×32.2)m的非標準跨預應力混凝土連續(xù)箱梁，梁高1.7 m，全橋長277.82 m，分為兩聯(lián)設置。

2)方案小結。

a.系鑒于本方案利用原橋下部基礎，應避免因拆除上部結構而對基礎產生二次損傷，需對舊橋相關構件進行逐步鑿除，拆除工藝復雜，周期長。b.對墩身頂面進行鑿毛和植筋，以便于新老混凝土面的結合和新增墩身鋼筋的連接。

3.3 方案三——選址重建16 m寬新橋

1)結構設計。

方案擬定選址修建新橋，上部結構采用9×30 m預應力混凝土連續(xù)箱梁，梁高1.6 m。全橋長277.0 m，分為兩聯(lián)設置。橋面寬度:2.25 m(人行道+欄桿)+2×6 m(雙向雙車道)+2.25 m(人行道+欄桿)=16.5 m，由5片小箱梁(邊梁1.65 m寬，中梁2.4 m寬)通過75 cm濕接縫連接而成，欄桿外挑。

2)方案小結。

a.脫離了舊橋的約束，施工方便，可保結構安全、可靠。b.需新增連接線、征地拆遷，造價較高。

3.4 方案四——對舊橋進行簡單加固、新建12 m寬復線橋

1)方案構思。

舊橋雖然出現(xiàn)了較為嚴重的病害，理論計算及荷載實驗證明，若在某種程度上降級使用該橋，并加強養(yǎng)護，仍具有一定的利用價值。為了避免方案一、二可能產生的后期隱患，又想繼續(xù)發(fā)揮舊橋的利用價值，對舊橋病害嚴重的部位進行粘貼鋼板、裂縫封閉等處治，供小車及行人通行;在舊橋一側新建12 m寬復線橋供重車通行。

2)新橋結構設計。

為了不破壞舊橋的美觀造型，復線橋孔徑布設與舊橋保持一致。上部結構采用(3×32.2+2×33.31+3×32.2)m 預應力混凝土連續(xù)箱梁，梁高1.7 m。全橋長268.1 m，分為兩聯(lián)設置。

四種方案涵蓋了該橋所有處治的可能性，在施工的難易程度上、質量保證、后期維護、造價、外觀造型、工期等諸多方面各方案利弊不一。

4 舊橋簡單加固——最終方案

1)加固方案設計。a.鑒于拱肋跨中均出現(xiàn)橫向貫穿裂縫，先對裂縫進行封閉，然后在拱頂下緣全寬粘貼12 mm厚鋼板，長5 m。b.對裂縫寬度大于0.3 mm的裂縫，沿裂縫鑿一條“V”形深槽，直至未破裂面，然后在槽內嵌補甲基丙稀酸脂類化學補強劑(甲凝)進行修補。c.本橋5號墩墩身破損嚴重，采用鋼管混凝土外套箍進行加固，鋼管直徑2 500 mm，壁厚10 mm，管內灌裝C40混凝土;對橋墩基礎嚴重掏空的地基部分應就地取土回填，并分層夯實。d.更換橋面2 cm瀝青磨耗層，更換人行道和欄桿。

2)方案小結。a.本方案是在綜合考慮前三種方案優(yōu)缺點之后提出的，通過修建復線橋實現(xiàn)對重車、小車及行人的分流，降低舊橋的荷載等級，使其在承載能力范圍內繼續(xù)服役，其美觀的造型也得以保留;b.舊橋的利用，相比方案三可以減小所需的橋面寬度，原連接線也可部分利用，降低了經(jīng)濟成本。

此方案大小車分流增加交通轉換、降低通行速度、減少了交通量，需增設交通輔助設施來實現(xiàn)大小車的順利分流、減小因車輛交織帶來的不利影響。

5 結語

通過對平?jīng)鍪袥芎哟髽虿『z測，對發(fā)生的病害原因進行探討分析并得出結構的實際狀況，進而提出可行的加固方案，并詳細比較各方案，得出最終合理方案。加固方案的探討過程為舊橋加固維修的方案制定、決策提供了借鑒作用。

［1］顧安邦，孫國柱.拱橋(下冊)［M］.北京:人民交通出版社，1997:242-280.

［2］JTG/T J23-2008，公路橋梁加固施工技術規(guī)范［S］.

［3］宋一凡.公路橋梁荷載試驗結構評定［M］.北京:人民交通出版社，2002.

［4］JTG D62-2004，公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范［S］.