（新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830001）

一、橋梁病害現(xiàn)狀

以某橋梁項目為例，該項目橋梁上部結(jié)構(gòu)為（25+2×32+25）m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，下部結(jié)構(gòu)為肋板式橋臺、三柱式墩鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。設(shè)計荷載為公路-I級，橋梁全寬15.5m，斜交角20°，橋梁全長120.08m，橋梁所在段落公路等級為匝道上跨高速公路。

地震過后，該橋主要病害表現(xiàn)為箱梁明顯滑移，梁體存在一定程度的扭轉(zhuǎn)。支座嚴(yán)重剪切破壞，擋塊、墊石碎裂。下部橋墩墩柱均出現(xiàn)不同程度傾斜，豎直度在12mm/m至64mm/m之間，橋墩均產(chǎn)生環(huán)向開裂，橋墩與系梁連接處均已碎裂，橋墩與地基連接處土基松散，局部產(chǎn)生裂隙。

二、橋梁病害處置方案

（一） 橋梁病害分析

鑒于目前該橋下部橋墩已傾斜失穩(wěn)，最大傾斜度為6.4cm/m，墩柱、系梁多處環(huán)向開裂，橋墩系梁連接處呈碎裂狀，橋墩與地基連接處土基松散，局部產(chǎn)生較大裂隙。由此初步判斷橋墩已嚴(yán)重?fù)p壞，樁基也存在斷樁病害的可能性，橋墩整體已不再具備利用可能。

橋臺受橋頭路基、錐坡的保護(hù)作用，埋置式橋臺與其成為一體，共同抵御地震的作用，病害較輕；從外觀判斷僅擋塊破損和背墻部分輕微開裂，支座均被破壞；橋臺整體框架結(jié)構(gòu)受損不大。

老橋只在橋臺處設(shè)置了外擋塊，上部結(jié)構(gòu)地震作用下箱梁產(chǎn)生明顯滑移，梁體最大位移為95cm。梁體端部下沉，下沉最大高度為9cm，梁體存在一定程度的扭轉(zhuǎn)。部分支座墊石碎裂，支座均出現(xiàn)剪切破壞，箱梁梁端局部混凝土破損等病害。

（二）橋梁病害處置方案對比分析

根據(jù)以上分析，該橋存在兩種處置方案。一種是加固利用上部主梁和橋臺，拆除損壞橋墩，新建橋墩及樁基，此為修復(fù)方案。另一種是拆除橋墩及主梁，利用橋臺，新建上部結(jié)構(gòu)和橋墩及基礎(chǔ)，此為新建方案。

1.利用上部主梁修復(fù)方案

上部現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)除橫向偏移外，表觀未見明顯的病害，考慮利用上部結(jié)構(gòu)的可能性。由于橋下凈空受限，新建橋墩需將主梁移出橋位，新建下部橋墩后再將主梁移回,如圖1所示。

圖1 臨時支撐橋墩與橋臺斷面圖

利用上部結(jié)構(gòu)包含搭設(shè)橋下臨時支撐和橋位鋼管樁支撐，移梁至橋外，新建下部結(jié)構(gòu)，移梁回原位，荷載試驗等步驟，施工精細(xì)化要求高，造價較新建略低，但無明顯優(yōu)勢。同時還存在3點(diǎn)潛在風(fēng)險：上部構(gòu)造可利用不確定性、主梁耐久性降低和上部結(jié)構(gòu)總重較大造成一定的施工安全風(fēng)險。

2.新建橋梁方案

新建橋梁方案為利用橋臺，拆除上、下部結(jié)構(gòu)，新建橋梁上部結(jié)構(gòu)及墩柱基礎(chǔ)。

（1）跨徑優(yōu)化布設(shè)

原橋橋跨為（25+32+32+25）m現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋，擬拆除老橋上部結(jié)構(gòu)、下部橋墩及系梁，利用老橋橋臺，在利用橋臺橋長不變的前提下優(yōu)化橋跨布置，通過調(diào)整橋跨避開了原有橋墩樁基位置，使新建橋墩及基礎(chǔ)不受老橋橋墩基礎(chǔ)影響，同時邊墩更加遠(yuǎn)離橋下主線路基邊坡，減小了施工對路基邊坡的影響。

鑒于橋位處于地震頻發(fā)區(qū)和老橋橋臺可利用的現(xiàn)狀，綜合考慮凈空限制、老橋樁位干擾、施工周期對高速封閉的影響及工程造價、美觀等因素，采用（22+35+35+22）m跨徑組合形式。

（2）上部結(jié)構(gòu)形式比選

上部結(jié)構(gòu)常用形式有：預(yù)制結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和鋼混結(jié)構(gòu)。鋼混結(jié)構(gòu)自重小，地震作用下抗震性能優(yōu)于簡支和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，但施工工藝復(fù)雜，對施工隊伍要求高，鋼混結(jié)構(gòu)造價較高，約是預(yù)制結(jié)構(gòu)的兩倍，后期養(yǎng)護(hù)成本較高?，F(xiàn)澆箱梁較預(yù)制結(jié)構(gòu)自重大，在地震作用下更為不利。

現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工需搭設(shè)支架，對橋下主線通車影響較大，施工周期更長，不利于高速公路早日搶通，造價略高于簡支結(jié)構(gòu)。預(yù)制結(jié)構(gòu)自重輕，抗震性能優(yōu)于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，同時施工簡單、工期最短、對橋下主線通行影響較小等特點(diǎn)，造價最低，預(yù)制結(jié)構(gòu)符合高速公路搶修保通的要求。

裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支結(jié)構(gòu)較連續(xù)結(jié)構(gòu)施工更為簡單，連續(xù)結(jié)構(gòu)后澆連續(xù)段施工較復(fù)雜且質(zhì)量較難保證。根據(jù)各地震后橋梁受損情況可知，簡支與連續(xù)結(jié)構(gòu)在地震中的表現(xiàn)無明顯優(yōu)劣。簡支結(jié)構(gòu)在震后可更快捷的進(jìn)行單跨獨(dú)立維修或更換，而連續(xù)結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)震后若受損需整聯(lián)修復(fù)或更換，地震多發(fā)地區(qū)多采用簡支結(jié)構(gòu)形式。

圖2 墩臺一般構(gòu)造圖（單位：cm）

經(jīng)過比選，此次設(shè)計上部結(jié)構(gòu)采用（22.04+35+35+22.04）m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土(后張)簡支箱梁（墩中心橋面連續(xù)）。原橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁上部結(jié)構(gòu)采用1.8m梁高，新建35m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土(后張)簡支箱梁梁高1.8m，22m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土(后張)簡支箱梁考慮到與老橋橋臺臺帽銜接問題和整體協(xié)調(diào)性，亦采用1.8m梁高。

（3）下部結(jié)構(gòu)

下部結(jié)構(gòu)橋墩采用蓋梁柱式墩，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)。中墩位于主線整體式路基中央分隔帶，受主線凈空限制，在避開老橋原有樁基位置影響的同時，考慮橋下凈空影響，橋墩蓋梁截面采用上寬下窄的T型截面，具體結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。

如果利用原有的老橋橋臺，則需要改造部分老橋橋臺。施工需先鑿除原有橋臺擋塊、墊石鋼筋混凝土，現(xiàn)澆新?lián)鯄K，增設(shè)內(nèi)擋塊提高橫向限位能力。

綜上所述，文中采用的處置方案為：上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為蓋梁柱式墩。新建橋梁為（22.04+35+35+22.04）m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土(后張)簡支箱梁（墩中心橋面連續(xù)），利用老橋橋臺部分改造。

三、結(jié)語

通過對震后橋梁病害分析及處置措施可知，在地震頻發(fā)、地震烈度較高地區(qū)，宜采用較為輕量化的上部結(jié)構(gòu)，預(yù)制結(jié)構(gòu)及簡支結(jié)構(gòu)在震后保通修復(fù)實施中有一定的優(yōu)勢，橋臺、橋墩宜增設(shè)內(nèi)擋塊增加對上部結(jié)構(gòu)的限位能力，以減小橋梁上、下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的橫向位移。