周偉，趙曉斌，丁金堂，李偉

（重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶 400016）

0 引言

隨著城市發(fā)展的需要，對(duì)老舊設(shè)施改造及景觀提檔的需求日益增大。考慮到拆除重建將帶來經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等多方面的問題，以在原混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行加固后，增設(shè)長懸臂拓寬橋面的改造方式，提升老舊橋梁功能，這一方法已經(jīng)越來越普遍地運(yùn)用到實(shí)際項(xiàng)目中。本文以重慶市秀山縣西門橋?qū)嶋H案例出發(fā)，介紹了鋼筋混凝土老舊橋梁拓寬改造中的關(guān)鍵施工技術(shù)，這些技術(shù)達(dá)到了嚴(yán)控施工成本、盡量避免過多拆除破壞原結(jié)構(gòu)的效果，可供類似項(xiàng)目參考。

1 原秀山西門橋拓寬改造項(xiàng)目概述

西門橋位于重慶市秀山縣，跨越梅江河。該河為季節(jié)性河流，枯水季節(jié)最低水深約為2.5m，河床底為較完整砂巖。西門橋全長為61m，橋梁上部結(jié)構(gòu)為3跨17m+22m+22m簡支梁橋，建成于1996年，使用至今。

原西門橋橋梁結(jié)構(gòu)主梁采用鋼筋混凝土矩形梁，橋面全寬為6.2m，斷面布置為：1.4m（欄桿路緣人行道）+3.4m（行車道）+1.4m（欄桿路緣人行道），橋面厚度20cm，主梁間設(shè)置橫隔板，板厚18cm，每4m布置一片。橋梁下部墩、臺(tái)為重力式墩臺(tái)，基礎(chǔ)設(shè)置在河床基巖上。

該橋原設(shè)計(jì)荷載：設(shè)計(jì)荷載：汽車-15級(jí),人群荷載：3.0kN/m2。

加固改造后主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及荷載如下：

（1）設(shè)計(jì)荷載：橋面取消行車道車輛荷載，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)改造為廊橋，增加了一層木結(jié)構(gòu)建筑自重，人群3.0kN/m2；

（2） 斷面布置：3.75m(欄桿、人行道)+3.4m(人行道)+3.75m(欄桿、人行道)=10.9m；

（3）該橋加固改造后使用年限為30年。

西門橋加固前后橫截面對(duì)比示意圖見圖1。

圖1 西門橋加固前后橫截面對(duì)比示意圖（單位：mm）

2 橋梁拓寬改造施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 拓寬改造流程

由于該拓寬改造工程工期只有100d，按照此類型橋梁加固施工以往零散的施工經(jīng)驗(yàn)，常規(guī)的施工流程[1]為：搭設(shè)全橋支架→橋臺(tái)加固→拆除橋面鋪裝、人行道及欄桿→主梁病害處治→鉆鋼懸挑梁錨栓孔→按照鋼懸挑梁箱體內(nèi)側(cè)錨板→增加T梁底板→鋼懸挑梁工廠焊制→鋼懸挑梁安裝（若不合格返廠重制）→增大邊梁截面→橋梁頂升、支座修復(fù)與更換→橋面鋪裝→設(shè)置伸縮縫→養(yǎng)護(hù)。

按照該流程實(shí)施施工，每個(gè)節(jié)點(diǎn)施工完成且質(zhì)量必須合格后才能進(jìn)行下一道工序施工，各時(shí)間各工序間一旦出現(xiàn)問題，下一工序的工期隨之延后，施工成本額外增加。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，將全橋搭設(shè)腳手架改為第一跨搭設(shè)型鋼支架、其余跨搭設(shè)吊架，保證支架在洪水季不受影響；增加原主梁梁端及橫隔板進(jìn)行加固，用于橋梁頂升；增加橋面開洞，方便底板澆筑后也可進(jìn)行鋼懸挑梁錨固板施工；調(diào)整鋼懸挑梁預(yù)制安裝為現(xiàn)場(chǎng)拼裝焊接，保證安裝效果；調(diào)整落梁次數(shù)，節(jié)約更換支座工期；抗拉支座設(shè)置限位墊塊，保證抗拉支座有效工作。其他工序按照要求相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后施工流程如下：

2.2 拓寬改造施工要點(diǎn)

1）架、拆除橋面鋪裝、人行道及欄桿

由于該跨需要對(duì)橋臺(tái)一側(cè)進(jìn)行加固處理，采用吊架會(huì)增加原梁荷載，影響橋臺(tái)加固。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)走訪與資料調(diào)查，該季節(jié)有引發(fā)洪水的可能，如果搭設(shè)鋼管架會(huì)減少河面寬度，且該河流上游處于山谷地帶，洪水極易夾雜枯木等對(duì)鋼管架造成安全隱患，遂采用搭設(shè)型鋼支架作為更換支座及增加T梁底板平臺(tái)。

剔除橋面鋪裝層直至原主梁骨料，拆除人行道板及欄桿。

2）吊架、主梁病害處治、橋臺(tái)臺(tái)帽加固

在主梁翼緣板處按照吊架布置尺寸要求鑿除孔洞，便于吊架底模型鋼吊裝和底板混凝土澆筑。吊架下橫梁與橋面上橫梁之間通過精軋螺紋鋼桿件連接，并在精軋螺紋鋼套PVC管，便于拆除作業(yè)（圖2）。

利用搭設(shè)的支架平臺(tái)及吊架平臺(tái)對(duì)原主梁病害進(jìn)行修復(fù)[1]，利用支架平臺(tái)處理病害橋臺(tái)臺(tái)帽（圖3）。

圖2 吊架搭設(shè)

圖3 橋臺(tái)臺(tái)帽病害處置

3）梁端粘鋼加固、增設(shè)橋梁支座、第一次落梁

原橋梁未設(shè)置支座，按照設(shè)計(jì)要求需要在主梁支點(diǎn)處增設(shè)橡膠支座，新增邊梁處增設(shè)抗拉支座，增設(shè)支座前對(duì)原主梁梁端進(jìn)行粘鋼加固[1]。

按照設(shè)計(jì)要求更換支座需在主梁底板澆筑完成后進(jìn)行，但底板澆筑后橋梁上部結(jié)構(gòu)自重增加，且原主梁端部之間有橫隔板連接，更換支座的操作空間減小，不利于操作。根據(jù)此特殊情況，經(jīng)反復(fù)討論論證，對(duì)主梁間橫隔板進(jìn)行加固處理，加固完成后作為頂升主梁的支點(diǎn)，逐跨頂升主梁，更換支座。

主梁頂升采用4臺(tái)同步千斤頂分別布置于橫隔板下方，利用原墩、臺(tái)作為千斤頂支撐點(diǎn)和臨時(shí)支撐點(diǎn)，并用環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行找平，千斤頂上下端鋪墊20mm厚鋼板。在主梁兩側(cè)布設(shè)百分表，精確測(cè)量頂升高度并在梁體頂升過程中控制梁體姿態(tài)，頂升過程中專人負(fù)責(zé)記錄百分表讀數(shù)。試頂前先檢查千斤頂安裝是否垂直牢固；影響頂升的設(shè)施是否已全部拆除；頂升部分結(jié)構(gòu)與其他結(jié)構(gòu)連接是否已全部去除。

根據(jù)施工需要控制主梁頂升高度，頂升過程中分級(jí)頂升，嚴(yán)格控制高差，采用位移傳感器檢測(cè)梁體頂升位移情況。通過主梁兩側(cè)布設(shè)百分表監(jiān)測(cè)其轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，將梁體姿態(tài)控制在允許范圍內(nèi)。主梁臨時(shí)支撐采用不同厚度的鋼板組合支撐，每頂升一級(jí)，臨時(shí)支撐增加一塊鋼板。頂升到位后對(duì)主梁梁體進(jìn)行檢查，無異后將梁體由千斤頂轉(zhuǎn)落至臨時(shí)支撐上。

清理原臺(tái)帽上雜物，采用環(huán)氧樹脂混凝土修復(fù)原橋墩、臺(tái)支座墊石。在支座墊石上根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)出支座位置中心線，同時(shí)在橡膠支座上也標(biāo)出十字交叉線，將橡膠支座安放在墊石上，使支座的中心線與墩臺(tái)的設(shè)計(jì)位置中心線重合，保證支座準(zhǔn)確就位。原邊梁在增大截面后將增加抗拉支座，在原墩臺(tái)兩側(cè)邊梁底植入預(yù)埋鋼筋，將抗拉支座預(yù)埋件標(biāo)高調(diào)至普通支座同一標(biāo)高后固定至預(yù)埋鋼筋上，用環(huán)氧樹脂混凝土填實(shí)。

完成后進(jìn)行第一次落梁，第一次將主梁落至橡膠支座頂面后將梁體由千斤頂轉(zhuǎn)落至臨時(shí)支撐上，落梁過程中保證梁體兩端同步下落，防治落梁時(shí)產(chǎn)生水平位移。

4）主梁截面轉(zhuǎn)化加固[1-2]

剔除原主梁梁底主筋保護(hù)層，將新增底板橫向鋼筋焊接于原主梁主筋上，布置縱向主筋，并與橫向鋼筋點(diǎn)焊連接。通過調(diào)整支架頂托、吊架精軋螺紋鋼使底模與原主梁梁底緊密結(jié)合，并澆筑底板混凝土，使原T梁形成箱型整體（圖4、圖5）。

圖4 底板鋼筋安裝

圖5 底模校正

5）鋼懸挑梁

按照設(shè)計(jì)圖紙要求需預(yù)制焊接H型鋼三角形鋼挑梁，然后通過吊裝使鋼挑梁螺栓孔與邊梁側(cè)面及頂面螺栓孔精確對(duì)中后錨固（圖6）。

圖6 鋼挑梁

但原橋邊梁鋼筋密布，螺栓孔實(shí)際布置情況與設(shè)計(jì)出入較大，且單片鋼挑梁重量超過700kg，鋼挑梁螺栓孔與空心板側(cè)面及頂面螺栓孔對(duì)中困難，安裝后效果不滿足要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將設(shè)計(jì)要求的預(yù)制安裝改變?yōu)楝F(xiàn)場(chǎng)制作拼裝。

現(xiàn)場(chǎng)將鋼挑梁拆分為3個(gè)桿件（圖7），各桿件根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)尺寸下料。由于①號(hào)桿件需與邊梁螺栓孔精確對(duì)位錨固，首先采用透明塑料板將已施工完成的邊梁上的螺栓孔位置拓至①號(hào)桿件上，用小型鉆床鉆螺栓孔，鉆孔完成后將桿件錨固至邊梁上。其次將②號(hào)桿件吊裝至臨時(shí)支撐上，調(diào)整桿件位置，就位后與①號(hào)桿件進(jìn)行焊接。再次將③號(hào)桿件吊裝就位，并分別與①號(hào)桿件、②號(hào)桿件進(jìn)行焊接連接。為保證各鋼挑梁焊接質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)，檢查合格后采用環(huán)氧樹脂封閉①號(hào)桿件與邊梁處縫隙，并壓膠填實(shí)。鋼挑梁施工時(shí)兩側(cè)同時(shí)安裝，避免梁體扭轉(zhuǎn)受力。

圖7 鋼挑梁桿件示意圖

左右側(cè)鋼挑梁之間設(shè)有拉通連接鋼板，施工時(shí)為保證鋼板順直，通過調(diào)整臨時(shí)螺栓與墊片將鋼板緊固與橋面上，分別于左右側(cè)鋼挑梁②號(hào)桿件焊接。焊接完成后封閉連接鋼板縫隙，并壓膠填實(shí)。

6）邊梁抗拉支座、增大邊梁截面[1]

利用支架及吊架作為施工平臺(tái)，對(duì)原邊梁側(cè)面進(jìn)行鑿毛處理并植入抗剪鋼筋，布置邊梁側(cè)面縱向鋼筋，支立模板，澆筑混凝土。

澆筑前將抗拉支座上預(yù)埋板安裝到位，并采用型鋼墊塊對(duì)上下板之間進(jìn)行限位，確?？估ё诘诙温淞呵安皇芰?。

7）次落梁、拆除支架和吊架、設(shè)置橋梁伸縮縫

待新增邊梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%脫下底模，拆除抗拉支座限位型鋼墊塊進(jìn)行第二次落梁，落梁完成后檢查各支座受力情況。支座檢查合格后拆除千斤頂和臨時(shí)支撐鋼板等設(shè)備。

安裝鋼挑梁連接鋼板及底部鋼橫梁，對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行防腐涂裝，安裝完成后拆除支架及吊架。原T梁翼板開孔處采用鋼筋補(bǔ)強(qiáng)，與橋面鋪裝同時(shí)澆筑。

在橋臺(tái)兩側(cè)T梁端部植入伸縮縫鋼筋，安裝橋梁伸縮縫。

8）橋面鋪裝

在原主梁翼板上按照梅花形布置連接鋼筋，鋪設(shè)橋面系鋼筋，并按照設(shè)計(jì)圖紙?jiān)赥梁連接處布置橋面連續(xù)鋼筋，澆筑橋面混凝土。

3 結(jié)語

本文將截面轉(zhuǎn)換加固改造的理論研究與工程實(shí)踐相結(jié)合，以秀山西門橋?yàn)槔?，?duì)鋼筋混凝土老舊橋梁拓寬改造關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了解析；并通過現(xiàn)場(chǎng)合理的施工計(jì)劃安排及施工措施處理，最終確保了加固改造施工的順利進(jìn)行，使實(shí)際項(xiàng)目達(dá)到了預(yù)期效果[2]，為老舊橋梁拓寬改造積累了較大價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。