林 森

(廣東和立土木工程有限公司 廣州市 510000)

濱海環(huán)境下公路橋梁改擴(kuò)建受限因素多，特別是海域線的影響，使得橋梁改擴(kuò)建難度較大。由于濱海環(huán)境下許多地方舊橋并未受海域線影響，為了節(jié)約造價，路基填海的現(xiàn)場較普遍，但今年環(huán)保越來越受重視，海域線就成為公路橋梁改擴(kuò)建一個重要的限制因素了，主要從濱海環(huán)境下舊橋加固和新橋擴(kuò)建兩個方案進(jìn)行闡述。

1 舊橋概況

舊鹽洲大橋位于惠州市惠東縣黃埠鎮(zhèn)X211縣道上，橋梁中心樁號K0+460，該橋修建時間1992年2月，荷載等級汽車-20級、掛車-100。橋梁上部結(jié)構(gòu)為20×16m鋼筋混凝土簡支T梁橋，全長380m。該橋原橋?qū)?m，斜交角90°，下部結(jié)構(gòu)為雙柱式鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、雙柱墩，橋梁主要功能為跨海灣。橋梁現(xiàn)狀全景照片見圖1。

圖1 鹽洲大橋全景照片

原橋上雙向2%縱坡，無通航要求，梁底標(biāo)高不低于附件海水管底標(biāo)高3.6m，臺風(fēng)最大水位加浪高為3.4m。橋位區(qū)位于紅海灣的內(nèi)海(大洲灣)，東側(cè)有區(qū)域性的蓮花山斷裂帶及惠東北西向斷裂帶通過。橋位南岸為基巖裸露區(qū)，北岸為人工堆積而成的大洲島。第四系沉積層厚度3.9～8.3m，土層分布不對稱，南岸以淤泥、粘土為主，北岸則以砂層、亞粘土層為主?；讕r層風(fēng)化深度較大，南岸為全風(fēng)化-強(qiáng)風(fēng)化的炭質(zhì)泥巖，中部和北岸為強(qiáng)風(fēng)化的凝灰質(zhì)安山巖。

2 維修加固設(shè)計原則

(1)設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)不低于原橋設(shè)計荷載，加固后原則上應(yīng)達(dá)到公路-Ⅱ級。

(2)原則上農(nóng)村公路橋梁寬度不低于縣道8.5m、鄉(xiāng)道7.5m、村道6.5m，同時不小于原有橋梁寬度，但不符合標(biāo)準(zhǔn)的、超寬的重建橋梁采用現(xiàn)行公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)寬度。

(3)改造工程堅持因地制宜、就地取材、方便施工、經(jīng)濟(jì)適用的原則，開展設(shè)計。

(4)結(jié)合舊橋工程地質(zhì)水文等建設(shè)條件，充分分析舊橋下部及基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況，經(jīng)加固處治基礎(chǔ)、下部、上部結(jié)構(gòu)，加固方案安全經(jīng)濟(jì)，能利用盡量利用。方案設(shè)計中做好加固利用方案和拆除重建方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合舊橋基礎(chǔ)資料及橋況，綜合確定改造工程基礎(chǔ)方案，確定施工圖設(shè)計。根據(jù)施工鉆探資料，設(shè)計與施工單位動態(tài)調(diào)整基礎(chǔ)埋置深度、樁基礎(chǔ)終孔標(biāo)高，節(jié)省造價，確保工程質(zhì)量安全。

(5)做好環(huán)境保護(hù)措施，舊橋拆除的塊石、片石、舊混凝土等破碎的建筑廢料，應(yīng)綜合利用，可用作橋臺背回填填料、橋頭防護(hù)工程等。

(6)橋梁及橋頭接順工程質(zhì)量，應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程的要求。

3 橋梁主要病害及加固思路

3.1 橋面系病害

3.1.1橋面鋪裝

該橋采用水泥混凝土橋面鋪裝層，橋面全寬8m，雙向二車道，有較多重車通行。

(1)主要病害

2跨橋面存在2條縱向裂縫，縫寬0.4～3mm；3個墩頂橋面存在通長橫向裂縫，縫寬3mm;5個墩頂橋面存在破損、空洞，部分有瀝青修補；2道橡膠板式伸縮縫存在老化、輕微下陷現(xiàn)象。

(2)加固措施

橋面寬按照縣道標(biāo)準(zhǔn)加寬至8.5m，采用兩側(cè)各加寬0.25m，更換橋面系。

3.1.2伸縮縫

(1)主要病害

該橋在6#、12#墩臺頂各設(shè)置1道伸縮縫，本次檢查發(fā)現(xiàn)墩頂伸縮縫橡膠止水帶老化，伸縮縫輕微下陷。

(2)加固措施

上部結(jié)構(gòu)換梁并更換伸縮縫。

3.1.3橋頭搭板和橋頭跳車

(1)主要病害

0#、20#橋頭搭板均存在輕微下沉現(xiàn)象。

(2)加固措施

更換橋頭搭板。

3.1.4防撞墻、護(hù)欄

(1)主要病害

部分防撞墻頂部鋼護(hù)欄缺失。

(2)加固措施

更換防撞護(hù)欄。

3.2 上部結(jié)構(gòu)病害

3.2.1上部構(gòu)件

該橋上部結(jié)構(gòu)采用20×16m普通鋼筋混凝土T梁，每跨各設(shè)5片梁，全橋共100片梁，梁間各有5道橫隔板，全橋共400道橫隔板。

(1)主要病害

17#、19#、20#孔T梁跨中范圍存在密集豎向裂縫，裂縫最大寬度為0.2mm，裂縫總長為500m；74榀T梁的底板、腹板或者翼板存在鋼筋銹脹、混凝土剝落的現(xiàn)象，鋼筋局部裸露，表面膨脹性銹層顯著，測得T梁鋼筋銹蝕電位評定標(biāo)度為3，鋼筋銹蝕活性大；2道橋面板存在縱裂；4道橋面板存在混凝土剝落、露筋現(xiàn)象。

(2)加固措施

拆除上部主梁和橋面系，上部更換為工字梁。

3.2.2支座

(1)主要病害

該橋采用矩形板式橡膠支座，板式橡膠支座主要存在剪切變形、被泥砂掩埋等現(xiàn)象。

圖2 T梁底箍筋外露、銹蝕，T梁底板及翼板底混凝土脫落、鋼筋外露、銹蝕

(2)加固措施

上部結(jié)構(gòu)換梁并更換支座。

3.3 下部結(jié)構(gòu)病害

3.3.1墩臺身、翼墻、耳墻

(1)主要病害

該橋下部結(jié)構(gòu)形式為雙柱式橋墩，雙柱式橋臺。多個立柱混凝土剝落露筋，鋼筋銹斷；基礎(chǔ)未檢；蓋梁混凝土剝落露筋嚴(yán)重；20#臺擋塊破損露筋，現(xiàn)場圖片見圖3。

圖3 立柱、蓋梁混凝土脫落，鋼筋外露，銹蝕嚴(yán)重

(2)加固措施

利用樁基礎(chǔ)，鑿除系梁以上立柱、蓋梁，并重建墩柱、蓋梁。

3.3.2錐坡、護(hù)坡

(1)主要病害

橋臺護(hù)坡、錐坡沖刷掏空，現(xiàn)場圖片見圖4。

圖4 橋臺錐坡塌陷橋臺耳墻掏空

(2)加固措施

錐坡沖刷修復(fù)處理。

4 橋梁各類病害原因分析及加固措施

4.1 病害原因

橋梁建設(shè)年代較早，材料強(qiáng)度較低，設(shè)計荷載低，且缺乏日常維修加固。根據(jù)橋梁病害檢測情況，對橋梁各類病害原因分析如下：

(1)17#、19#、20#孔T梁跨中豎裂密集0.2mm，部分鋼筋銹脹、混凝土剝落露筋，多個立柱混凝土剝落露筋，鋼筋銹斷；基礎(chǔ)未檢；蓋梁混凝土剝落露筋嚴(yán)重，20#臺擋塊破損露筋。

病害產(chǎn)生的原因：混凝土配合比不合理，未達(dá)到設(shè)計要求；施工質(zhì)量不高，振搗不充分；保護(hù)層厚度不足，導(dǎo)致鋼筋氧化銹蝕膨脹引起混凝土脹裂。

(2)橋臺護(hù)坡錐坡沖刷掏空，主要是由于常年沖刷所致。

4.2 加固措施

根據(jù)橋檢報告病害情況及結(jié)構(gòu)計算結(jié)果，鹽洲大橋維修加固措施主要如下：

(1)橋面寬按照縣道標(biāo)準(zhǔn)加寬至8.5m，采用兩側(cè)各加寬0.25m。

(2)結(jié)合病害嚴(yán)重，拆除上部主梁和橋面系、橋墩墩柱和蓋梁，利用樁基礎(chǔ)，重建墩柱和蓋梁，上部更換為工字梁，新建鋪裝和護(hù)欄、伸縮縫。

(3)錐坡沖刷批蕩處理，掏空混凝土填充處理[1]。

5 橋梁擴(kuò)建項目

5.1 新橋擴(kuò)建方案概況

項目位于惠州市惠東縣紅海灣的內(nèi)海灣(大洲灣)，屬于海洋環(huán)境下橋梁，起點與現(xiàn)有道路接順，終點接入鹽洲島南岸的縣道X211。本項目改建工程起始里程為K0+000，終點里程為K0+532.145，路線全長0.582km(含起點臨時鋪筑漸變段50m)，橋梁全長458.4m，采用三級公路標(biāo)準(zhǔn)，雙車道路基寬度8.5m[2]。

主要控制點：舊鹽洲大橋、縣道X211及戰(zhàn)備碼頭。

受限于舊橋橋位、X211線舊路、戰(zhàn)備碼頭、海域線、終點被交路等因素，同時根據(jù)會議紀(jì)要，在原鹽洲大橋靠內(nèi)海側(cè)旁設(shè)置新橋，新橋采用與舊橋同寬同高同橋型的方案建設(shè)，最終與原橋行車雙向四車道通行。

5.2 工程的主要技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)本項目的性質(zhì)、沿線地形地貌、地質(zhì)、舊橋竣工圖文件，本項目推薦采用設(shè)計速度30km/h，按三級公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，路基寬度8.5m，行車道寬2×3.5m，土路2×0.75m，橋涵寬10m。

5.3 項目重難點分析

(1)項目屬于海洋環(huán)境下橋梁，建設(shè)地點周邊基本處于海域線范圍，許多陸地實際處于海域范圍，限制建設(shè)條件多。

(2)由于舊橋建設(shè)的時候還未設(shè)置海域范圍，這樣可能導(dǎo)致新舊橋洪水頻率不一致形成的新舊橋高差，這樣不僅不美觀，而且兩側(cè)道路銜接存在問題。

(3)兩側(cè)接線條件較差，兩側(cè)地形均較低，和大橋百年一遇洪水位的標(biāo)高差別較大，若兩側(cè)采用百年一遇洪水位的標(biāo)高將導(dǎo)致兩側(cè)居民無法很好地使用橋梁，且美觀性較差。

(4)小樁號橋頭為戰(zhàn)備碼頭，限制擴(kuò)建方案。

(5)舊橋兩側(cè)道路指標(biāo)低，速度差較大。

(6)大樁號橋頭東側(cè)為一規(guī)劃開發(fā)區(qū)域的入口，預(yù)計大型車的交通量的增速會較大，應(yīng)考慮大型車左轉(zhuǎn)行駛的問題。

5.4 總體設(shè)計及解決思路

5.4.1第一類受限因素

起點X211線形指標(biāo)差，新建項目指標(biāo)高，容易產(chǎn)生較大的速度差；戰(zhàn)備碼頭用地不可占用，也不能影響戰(zhàn)備碼頭的碼頭功能；一側(cè)水泥路須接上，滿足交通轉(zhuǎn)換要求。

解決方案：由于本項目主體工程為鹽洲大橋改建工程，考慮起點縣道X211線形較差(急彎)、路面寬度窄(最窄約5m寬)，綜合考慮避讓魚塘當(dāng)?shù)刂匾?jīng)濟(jì)來源物和拆遷房屋，采用本項目順接主要道路的方案。近期采用鋪寬起點路面，改善起點行車條件，可通過道路標(biāo)線圓順過渡，同時舊路上交安標(biāo)志牌不完善后續(xù)對其進(jìn)行完善。最重要的是該方案可以為未來預(yù)留擴(kuò)寬接線條件，為今后擴(kuò)建成為雙向四車道道路，奠定了基礎(chǔ)。一側(cè)水泥路為支路，設(shè)置平交口接上本項目，具體方案見圖5。

圖5 起點方案圖

5.4.2第二類受限因素

地方縣交通部門指出鹽洲鎮(zhèn)往平海鎮(zhèn)方向的左轉(zhuǎn)交通量預(yù)計會增長較快，且大客車比例較高；海域范圍限制。

解決方案：由于地方提出鹽洲鎮(zhèn)往平海鎮(zhèn)方向的左轉(zhuǎn)交通量預(yù)計會增長較快，根據(jù)與縣交通部門的溝通結(jié)果，通過在終點設(shè)置平交來實現(xiàn)多個方向的交通轉(zhuǎn)換。受限于海域范圍、投資規(guī)?？刂?、避讓鐵塔等多個因素的影響，終點平交僅能采用簡易連接方式，并采用信號控制交通。平交方案可以很好地適應(yīng)近期交通量較小的三條道路的交通轉(zhuǎn)換需求，若后續(xù)交通量增加較快，建議交通行政主管部門可根據(jù)交通量情況，適時對平交進(jìn)行相應(yīng)改造處理，具體方案見圖6。

圖6 終點方案圖

5.4.3第三類受限因素

由于海域線的影響，海域線范圍內(nèi)部分引橋橋梁無法滿足規(guī)范的洪水位要求。

解決方案：由于海域線的影響，海域線范圍內(nèi)路基須改成橋梁形式，同時根據(jù)規(guī)范[3]要求:“沿河縱向高架橋和橋頭引道的設(shè)計洪水頻率應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第5.0.2條路基設(shè)計洪水頻率的規(guī)定”，本項目為三級公路，路基設(shè)計洪水頻率為1/25，而鹽洲大橋設(shè)計洪水頻率為1/100，差異較大，所以該部分路基雖以“橋梁”形式存在，是實際承擔(dān)功能為路基過渡功能(需要從鹽洲大橋設(shè)計洪水頻率1/100過渡到兩岸陸地地面)，故其按滿足路基設(shè)計洪水頻率為1/25標(biāo)高控制設(shè)計。

6 終點平交設(shè)計

由于地方對提出鹽洲鎮(zhèn)往平海鎮(zhèn)方向的左轉(zhuǎn)交通今后會增長較大，根據(jù)與縣交通主管部門的溝通結(jié)果，在終點設(shè)置平交來實現(xiàn)多個方向的交通轉(zhuǎn)換，同時縣交通主管部門提出鹽洲鎮(zhèn)往平海鎮(zhèn)方向左轉(zhuǎn)大客車遠(yuǎn)期交通流會較大，故擴(kuò)寬了一個車道使得大客車左轉(zhuǎn)更順暢，滿足地方遠(yuǎn)期發(fā)展要求。受限于海域范圍、投資規(guī)?？刂?、避讓鐵塔等影響，終點平交僅能采用簡易連接方式，并采用信號控制交通。平交方案可以很好地適應(yīng)近期交通量較小的三條道路的交通轉(zhuǎn)換需求，若后續(xù)交通量增加較大，建議交通主管部門可根據(jù)交通量情況，適時對平交進(jìn)行相應(yīng)改造。

7 總結(jié)

通過工程實例的擴(kuò)建方案設(shè)計分析，對其進(jìn)行共性總結(jié)分析，以供今后進(jìn)行濱海環(huán)境下公路橋梁改擴(kuò)建方案時參考：

(1)舊橋擴(kuò)建應(yīng)根據(jù)實際情況，由于舊橋兩側(cè)橋頭均存在多條道路連接的情況，采用順接主路方向或者采用平交方式連接。

(2)海域線的存在，使得舊橋和新橋的橋長差異較大，存在一個連接過渡的問題，如何處理該問題，會影響今后道路的使用功能。

(3)海域線的存在，會使得原先可以采用路基的路段變成橋梁，這樣就引申到橋梁能否滿足規(guī)范的洪水頻率要求的問題，我們應(yīng)該根據(jù)實際出發(fā)，從基本概念入手，該段橋梁其實是以橋梁方式存在的路基，可按路基洪水頻率控制，但應(yīng)做好防沖刷等措施，保障橋梁安全。

(4)舊橋前后一般道路線形可能會比橋梁段差，因為這種跨海橋一般多采用直線，所以容易造成速度差，如何控速也是需要注意的問題，本項目結(jié)合實際，為今后擴(kuò)建預(yù)留了空間，是一種值得推廣的擴(kuò)建思路。