韓富強(qiáng)

（同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

1 當(dāng)前市政路橋存在的主要問(wèn)題

（1）裂縫。路橋裂縫問(wèn)題是目前較為普遍的情況之一。路橋在長(zhǎng)年累月的運(yùn)行中或多或少會(huì)產(chǎn)生裂縫。路橋產(chǎn)生裂縫后會(huì)導(dǎo)致整個(gè)表面均出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，可破壞其主體混凝土結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致橋梁整體結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)的變化。這不僅對(duì)路橋的安全性、穩(wěn)定性構(gòu)和正常運(yùn)行構(gòu)成一定威脅，同時(shí)還對(duì)過(guò)往車(chē)輛人群形成安全隱患。（2）混凝土中存在氣泡和毛細(xì)裂紋。這是混凝土澆筑過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，主要原因是混凝土攪拌不均勻，混凝土內(nèi)部殘留氣體，氣泡形成慢，造成毛細(xì)裂紋，氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)會(huì)通過(guò)這些細(xì)管滲入混凝土中。如不及時(shí)解決，會(huì)使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性不斷降低，影響公路橋梁的使用壽命。（3）剝蝕。橋梁主體結(jié)構(gòu)表面和其他部分長(zhǎng)期受到超載壓力、雨水侵蝕、汽車(chē)碰撞等的影響，表面混凝土容易腐蝕，出現(xiàn)脫落、蜂窩孔、橋梁主體露石等導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞。

針對(duì)這些問(wèn)題，必須采取一定的加固與改造措施，以保證公路橋梁運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

2 工程概況

某橋位于國(guó)道滬寧深（G318）的羅田縣，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，將現(xiàn)有的橋梁分為左右框架，左橋梁為2×12.2mmT型梁，右橋梁為2×13.0mm中空板。右側(cè)的空心平板橋向后加寬，并且狀況良好。腿的主要病害存在于左闊腿的工字梁和微彎板，具體表現(xiàn)：腿部甲板的多次損壞；人行道和欄桿的損壞；鋼筋的嚴(yán)重腐蝕；左寬度腿的第一個(gè)孔中的縱向接縫和微彎板縱向接縫；所有微通風(fēng)孔板均出現(xiàn)水平和垂直裂縫，且微型通風(fēng)孔板的許多主要肋骨都暴露在外，并發(fā)生嚴(yán)重腐蝕；基臺(tái)兩側(cè)的伸縮縫被擋住，左橋排水被擋住，腿部區(qū)域積水。針對(duì)現(xiàn)有橋梁存在的非常嚴(yán)重的安全隱患，在與甲方充分溝通后，通過(guò)上部結(jié)構(gòu)甲板系統(tǒng)和輔助結(jié)構(gòu)的更換、下部結(jié)構(gòu)的變形以及橋臺(tái)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的使用加固現(xiàn)有橋梁的左橋。由于基礎(chǔ)的承載力不佳，可以根據(jù)周?chē)牡刭|(zhì)條件和橋梁工地的工程經(jīng)驗(yàn)確定基臺(tái)的使用，因此建議在建造橋梁之前通過(guò)載荷測(cè)試確定基礎(chǔ)的支撐能力。老橋現(xiàn)狀如圖1所示。

3 加固前橋梁的主要病害

（1）上部結(jié)構(gòu)。左幅橋第一孔微彎板第二塊出現(xiàn)縱向通長(zhǎng)裂縫，全部微彎板均有縱向、橫向裂縫，微彎板懸臂部主筋大量外露，銹蝕嚴(yán)重，如圖2、圖3所示。

圖1 老橋現(xiàn)狀

圖2 微彎板出現(xiàn)縱向通長(zhǎng)裂縫

圖3 微彎板懸臂部分大量主筋外露

（2）附屬工程。橋梁多處損壞，部分人行道欄桿損壞，鋼筋嚴(yán)重銹蝕，橋臺(tái)兩側(cè)伸縮縫堵塞，泄水管堵塞，橋面積水，如圖4、圖5所示。

圖4 泄水管堵塞，橋面積水

圖5 伸縮縫堵塞，橋面破損

4 加固設(shè)計(jì)方案

經(jīng)分析，該橋主承重結(jié)構(gòu)主拱圈病害較輕，除局部拱波需進(jìn)行裂縫修補(bǔ)以外，其余均無(wú)結(jié)構(gòu)性加固要求。但是內(nèi)拱肋全斷面斷裂，橋基嚴(yán)重沖刷，影響橋梁正常運(yùn)行，需要對(duì)其進(jìn)行加固。（1）腹拱圈內(nèi)增加6道加筋加強(qiáng)板，以提高其自身剛度和抗彎能力。（2）可將舊橋面體系和拱腔柔性填充材料更換為硬質(zhì)填料，一般用20號(hào)小石子代替，增大拱形環(huán)的橫截面尺寸，不僅能提高拱形環(huán)的力學(xué)性能，而且能有效防止拱形橋的變形。（3）對(duì)于橋面的材料可以使用鋼筋混凝土整體板來(lái)達(dá)到加固的目的，同時(shí)還可以使拱圈受力均勻，改善橋梁橫向分布狀態(tài)。（4）腹拱圈加勁板、換填硬質(zhì)材料拱腔等均增加了上部恒載，增加了基礎(chǔ)和主拱環(huán)的載荷支撐，為了保持主體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，橋面板的設(shè)計(jì)高度比原始設(shè)計(jì)高度低14cm，從而減輕了拱的填充物重量。（5）對(duì)嚴(yán)重沖刷的4號(hào)、5號(hào)橋墩，根據(jù)基巖埋深較淺的特點(diǎn)，采用在迎水端設(shè)置一排防沖樁、在基礎(chǔ)和防沖樁之間拋填塊石、壓漿固結(jié)等措施，有效地將樁身前移到防沖樁上，保護(hù)墩基不受沖刷。（6）拱頂上立墻等構(gòu)件的局部裂縫用粘帖碳纖維布封堵，局部脫落用環(huán)氧膠泥修補(bǔ)。

5 加固改造施工要點(diǎn)

（1）支座更換。為了避免支架搭設(shè)，減少更換支架的費(fèi)用，縮短施工時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，采用了將千斤頂固定在主梁上，利用杠桿原理將主梁?jiǎn)芜吰鸬醴ǜ鼡Q支架。該順橋共有3跨，6條單邊，按1～6的順序排列，如圖6所示。建造時(shí)按1～6的順序?qū)芜叺跗饋?lái)。因各邊涉及6片梁，決定同時(shí)起吊，具體方法：①用鋼件整體吊裝6片梁；②在邊梁上各放1個(gè)千斤頂；③利用杠桿原理，2人同時(shí)操作2個(gè)千斤頂，將6片梁整體吊裝就位，以便拆卸橡膠支架。

圖6 橋跨編號(hào)示意圖

（2）橋墩加固改造。改造前橋墩采用柔性排樁形式，通過(guò)對(duì)橋墩承載力和樁頂位移的計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有橋墩基本能滿足改造后的需要，但樁頂水平位移較大，為了適應(yīng)荷載等級(jí)提高的需要，對(duì)橋墩樁柱進(jìn)行了加固設(shè)計(jì)，使其承載力和穩(wěn)定性得到明顯提高。①在墩柱縱向兩外側(cè)的樁柱上貼鋼板。②在距蓋梁底面6m、3m處分別設(shè)1道預(yù)應(yīng)力連梁，以改善樁柱的整體受力性能和穩(wěn)定性。③鋼板在連梁附近必須采用通長(zhǎng)布置方式，允許在連梁之間設(shè)置鋼板接頭。經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，改造后的墩臺(tái)抗推剛度比改造前有較大提高，有效降低了樁頂水平位移；對(duì)樁柱采用貼鋼板進(jìn)行加固，也提高了樁柱縱向抗彎性能。改進(jìn)后有效地改善了墩臺(tái)的整體受力性能，增加了墩臺(tái)的穩(wěn)定性，確保了橋梁的使用安全，并最大限度地節(jié)約了改進(jìn)后的費(fèi)用。

（3）加固4號(hào)、5號(hào)橋墩基礎(chǔ)。①搭建一個(gè)鉆機(jī)施工平臺(tái)。臺(tái)面可以采用輕鋼托架，承受水流沖擊，鋼托架可以固定在橋墩上。②采用地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。防沖樁直徑只有50cm，可以用GY-150地質(zhì)鉆機(jī)打孔，施工方便。③打孔后，下鋼筋籠，在水下灌注成樁。④在防沖樁與墩臺(tái)之間拋填塊石，直至覆蓋上游及左右兩端的地基。⑤塊石采用帷幕壓漿工藝止水壓漿，使樁基、塊石及橋墩基礎(chǔ)形成整體式結(jié)構(gòu)。

6 結(jié)論

路橋在城市建設(shè)和發(fā)展中起到了重要作用，可以促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為了解決在建造和使用路橋時(shí)影響路橋安全使用的問(wèn)題，文章結(jié)合工程實(shí)例提出了科學(xué)合理的橋梁加固和改造設(shè)計(jì)方案，并簡(jiǎn)要概述了設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為橋梁加固和重建提供了重要的參考。