鳳冠橋拓寬改造技術

摘 要：本文介紹鳳冠橋拓寬改造設計與施工關鍵性環節：方案選擇、可行性驗算、總體設計、結構整體性工作設計（墩臺和橋面整體性工作設計）、墩基加固設計和重、難點施工控制（舊橋邊梁增設橫隔板、墩臺錨固、墩基注漿和舊墩斜交扭正），以及橋梁的檢測試驗情況，對于類似橋梁的處理具有指導作用。

關鍵詞：舊橋；改造；設計；施工；加固

中圖分類號：U445.72 文獻標志碼：A 文章編號：1671-7953(2009)02-0037-03

1 基本情況

鳳冠橋位于省道嶺文線K54+640處，為兩跨鋼筋混凝土簡支T梁橋，每孔跨徑17.3m，原橋始建于1966年，采用4片主梁與3根橫隔梁整體現澆而成，橋面寬度為凈6.5+2×0.25m安全帶，無設計和竣工資料，設計荷載等級估計為汽-13，拖-60。為適應現代交通發展需要，該橋在2000年路線改建提級之后兩年進行拓寬改建。

2 橋梁加寬方案

根據地形并考慮與路線的銜接，擬在上游對橋單邊加寬，加寬部分的跨徑、孔數、墩臺均根據舊橋設置，加寬組合寬度擬為凈12+2×1.5m人行道，按這一方案確定增加梁片數、截面型式和墩臺加寬寬度。本橋經橫斷面布置采用上游加寬3片T梁。

3 橋梁加寬驗算

由于原橋無歷史設計和竣工資料，故橋梁加寬方案的可行性要通過驗算來確定。先計算原橋在設計荷載（汽-13，拖-60）不利組合作用下的內力，再計算按照方案拓寬時在新設計荷載（汽-20，掛-100）不利組合作用下的內力，經二者內力對比，得到拓寬前后內力增加系數在0.826~1.279之間，結構安全，能夠滿足現行公路－Ⅱ荷載的要求，說明方案可行，故本工程應著力解決橋梁的整體性和防止橋梁不均勻沉降。

4 橋梁總體設計

橋梁截面尺寸見圖1。舊梁尺寸為實量，新梁尺寸參照《公路橋涵標準圖》編號JT/GQB 013-73［1］，標準跨徑為20m的T梁截面。由于實際舊梁跨徑為17.3m，且端隔板與梁端平齊，故對標準圖的梁長和隔板位置作了修正，并依據驗算結果對梁體鋼筋作了修正，而鋼筋規格不變。考慮施工困難，將標準圖中梁腹厚度由18cm增加到20cm，隔板厚度由14cm增加到16cm。

新舊橋梁高相差25cm采用在加寬墩帽上澆筑C20支承墊石來彌補，墊石布設Φ8@9雙層鋼筋網片與墩帽連接，并在墊石四角埋入4根Φ25的Ⅱ級鋼筋加強固定。

5 結構整體性工作設計

5.1 墩臺整體性設計

新舊墩臺整體性采用Φ25的Ⅱ級鋼筋作為錨筋聯接，長度100cm，新舊墩臺各錨入50cm，間距60~100cm（舊墩臺為片塊石砌體），梅花型布置。臺身接觸面澆筑100cm厚C20片石混凝土，墩身澆筑C20素混凝土，臺身與墩基澆筑C15片石混凝土［2-3］。舊臺帽鑿除長45cm混凝土，舊墩帽則鑿除半圓端混凝土，在距舊墩臺身外側30cm處垂直錨入3根Φ25長60cm的Ⅱ級鋼筋，在澆筑加寬墩臺帽時，該錨筋與墩臺帽鋼筋一并澆入形成整體。

5.2 橋面整體性工作設計

5.2.1 新舊梁連接設計

在舊橋上游邊梁外加設橫隔梁，自舊隔梁外延，用錨固螺栓連接，在隔板位置翼緣板和梁肋上錨入膨脹螺栓，新增隔板鋼筋與膨脹螺栓點焊固定澆筑隔板C35混凝土，增加的橫隔板與拓寬新梁橫隔板焊接形成整體［2-3］。

5.2.2 橋面連續、整體設計

將橋做成連續。新梁按連續構造進行設計，舊梁連續則采用鑿除墩頂兩梁端混凝土，露出主筋后焊接2根Φ25Ⅱ級鋼筋，并在鋪裝層上除鋪裝層鋼筋網外另在梁端接頭處加設2m長Φ12的Ⅱ級鋼筋網片加強，同時在新舊翼板接縫處采用同樣方案加強設計，提高該處的抗彎剛度和整體性能。

6 墩基加固設計

經探查，該橋屬天然淺基。原墩基為單層現澆混凝土，分兩次澆筑，底層高2m，在下游中間出現一條豎向裂縫，最大縫寬達2cm，上層厚30cm未出現裂縫［4］。另外基礎淘空，空洞極大，為避免墩基裂縫擴展和發生不均勻沉降，對墩基進行包大增設一層基礎設計，包大部分設置錨桿與舊墩連接，同時對淘空基礎壓注水泥漿充填，并可加固地基。

7 重、難點施工控制

7.1 舊橋邊梁增設橫隔板施工控制

7.1.1 鋼筋施工控制

根據設計圖進行舊橋邊梁隔板和螺栓放樣，確定隔板和螺栓位置后進行打毛、鉆孔，鉆孔切忌觸及舊梁鋼筋，可在隔板范圍內適當調整，鉆進時須小心謹慎，盡量避免對舊梁造成額外損傷。鉆好后按設計安裝隔板主筋，其中兩根通長布置，在背面彎起焊接牢固以加強受力聯系，然后在隔板位置的舊梁翼板上鑿洞，洞的大小以能滿足澆筑隔板混凝土并振搗密實為宜。隔板分布鋼筋則采用與舊梁和翼板錨固的膨脹螺栓焊接連接，鋼筋焊接等工藝的質量要求須滿足施工規范規定［5］。

7.1.2 現澆隔板混凝土材料控制

根據洞口大小采用粒徑4cm以下碎石，混凝土標號與新梁同標號，大于舊梁標號。其它按施工規范要求控制。

7.1.3 現澆隔板背面栓釘封鎖

隔板澆筑完成后，用剩余混凝土將隔板背面的角鋼、螺栓和鋼筋進行封閉處理。由于體積小，操作空間受限無法振搗，混凝土只能一點點喂進，敲擊模板使其密實。

7.2 墩臺錨固鋼筋施工控制

采用風鉆鉆孔，孔位固定在完整石塊或混凝土上，孔深50cm，當天工作班鉆完后用空壓機吹氣清孔，然后拌制1∶1摻適量中細砂的水泥漿固結鋼筋，采用早強型水泥。漿液必須充滿孔洞，且在漿液凝固期間禁止擾動鋼筋。

7.3 墩基淘空注漿施工控制

在包大墩基施工中澆筑混凝土前，在墩基周邊預先布設并固定好數根口徑1寸的導管，導管要求能承受足夠壓力，間距在1m左右，導管下口伸入墩基內約一半，上口露出基頂15~20cm，澆筑包大基礎混凝土時避免導管產生過大偏移失效，必須及時糾正。

注漿漿液采用早強型水泥按水灰比1∶1配制，篩去漿液中的結塊，經灌漿機壓注，壓力控制在3.5公斤左右，幾個導管循環壓注，達到壓力均衡，最后壓注的漿液要從其它導管中冒出才算結束。

7.4 舊墩斜交扭正

通過橋墩放樣發現，舊橋墩與橋軸線不成直角，與橋軸垂直線偏角約10°，為使新橋受力狀態能夠符合計算結果且施工方便，拓寬新橋按驗算跨徑即17.3m進行放樣施工。

8 橋梁檢測與靜載試驗

該橋改造后經檢測與荷載試驗，結果如下：

8.1 應變情況

實測中性軸位置與按考慮橋面鋪裝層混凝土共同作用情況的計算值吻合，各梁梁底應變橫向分布趨勢與計算分布基本一致。各梁的應變校驗系數介于0.56～0.79之間，滿足要求。測點在控制加載程序時的相對殘余變位（應變）與實測總變位（應變）的比值＜0.1，滿足要求，結構接近彈性工作狀態。

8.2 撓度情況

全橋跨中測點滿載時撓度計算值與實測值之差在0.8~1.2mm，各梁撓度校驗系數介于0.74～0.76之間，荷載直接作用區域各測點撓度校驗滿足要求。

8.3 裂縫情況

試驗滿載時有2根舊梁裂縫寬度稍微超過允許值，但卸載后所有裂縫閉合情況均良好。

以上說明主橋主梁結構剛度和抗裂性能均滿足要求。

9 結語

該橋拓寬改造后經多年使用觀察，未發現有明顯的開裂、破損、變形、沉降、滲水或泛堿等病害，說明改造技術可行，同時有效利用了舊橋，經濟合理。

參考文獻

［1］ (JT/GQB 013-73) .公路橋涵標準圖［S］.

［2］ (JTG 021-89).公路橋涵設計通用規范［S］.

［3］ （JTJ023-85）.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范［S］.

［4］ （JTJ024-85）.公路橋涵地基與基礎設計規范［S］.

［5］ 公路橋涵設計手冊——梁橋（上）［M］.北京：人民交通出版社，1996.