淺談蘄州大橋加固處理

吳虹瑾 王建國

蘄州大橋位于湖北省蘄春縣，是蘄漕公路上的一座重要橋梁。該橋建于1999年，為五跨20 m簡支T梁，三跨和兩跨一聯，全長115.09 m。0號橋臺為肋板式橋臺，鉆孔灌注樁基礎;5號橋臺為U形橋臺，擴大基礎。橋面凈寬為凈13.4 m(行車道)+2×1.5 m(人行道)。2003年10月發現大橋的0號臺錐坡及溜坡下陷，肋板有裂縫，當月對該橋臺進行加固。

1 病害現象

1)錐坡、溜坡有沉陷現象。現場觀測到溜坡下陷約5 cm～15 cm，大部分已與橋臺蓋梁分離，溜坡表面有裂縫，裂縫自坡頂延伸到河床;錐坡亦有下陷現象。從溜坡與橋臺蓋梁分離縫觀察，坡內的填料為較大的卵石，填料頂面低于橋臺蓋梁底面。錐坡及溜坡較陡，坡比大于1∶1。病害情況詳見圖1。

2)0號臺邊跨T梁及支座有滑移現象。現場觀測到T梁橫隔板沒有對齊，橫隔板對接處錯開的距離從2 cm～10 cm不等。設計圖上T梁端部與橋臺背墻距離4 cm，實際觀測均小于2 cm，部分T梁已頂住橋臺背墻。0號臺上所有支座均為四氟滑板支座，現場可看到支座均不在墊石中央，而是移向橋臺背墻一側，且四氟板向橋臺背墻方向滑移約2 cm。病害情況詳見圖2。

3)橋面三道橡膠伸縮縫均已破損，其中0號臺上的橡膠伸縮縫被嚴密擠緊，且向上拱起，已不能發揮伸縮作用。

4)0號臺為三肋式橋臺，中間肋板上端有自上向下的斜裂縫，縫寬 3 mm～4 mm，縫長約40 cm，外側兩肋板上端亦有裂縫，縫寬1 mm～2 mm，縫長約10 cm。病害情況詳見圖3。

2 病害原因分析

1)根據觀測情況分析，錐坡、溜坡下陷原因有:a.由于坡身陡，在各種荷載的作用下，坡身下滑。b.施工時填土沒有夯實，在自重作用下多年沉降導致而成。錐坡、溜坡下陷的不均勻性導致其坡身開裂。2)T梁的滑移是由兩方面原因造成的:a.橋臺支座為四氟滑板式支座，四氟板摩擦系數極小，易于滑動。在車輛制動力、溫度力等水平荷載的作用下，T梁容易向橋臺方向移動;b.由于施工誤差，0號臺與1號墩上的支座存在高差，0號臺支座頂面比1號墩支座頂面低，從1號墩至0號臺支座頂面形成了一定的向下縱坡，因此存在著T梁自重的水平分力，且該水平分力指向0號臺。加之1號墩為板式橡膠支座，0號臺為四氟滑板式支座，板式橡膠支座比四氟滑板式支座的摩擦系數大，對水平荷載的抵抗能力也相對較大，故在T梁自重的水平分力作用下，T梁向0號臺方向滑動。3)橋臺伸縮縫的起拱破壞是在T梁的滑移，溫度的升高，車輛的制動力等因素影響下，伸縮縫承受著很大的水平力。同時由于施工誤差造成橋臺背墻和T梁之間的縫隙過小，沒有達到設計要求的4 cm的安裝縫隙，所以限制了其伸縮能力。這樣在很大的水平力作用下，伸縮縫被緊緊頂死而向上起拱。4)肋板出現裂縫，是由以下兩方面原因造成的:a.T梁的滑移及T梁頂板升溫使梁端伸長頂住橋臺背墻，這樣在各種水平力(如車輛制動力、溫度力、T梁自重的水平分力)作用下，橋臺背墻和蓋梁承受著較大的水平推力;b.臺背填料沒有夯實，且錐坡、溜坡下陷，對上述水平推力的抵抗能力有限。故大部分水平力由肋板與蓋梁承受，肋板與蓋梁承受很大的水平力。肋板上部尺寸較小，在較大的水平力作用下容易受剪破壞而產生斜裂縫。

3 加固方案

1)錐坡、溜坡重做，橫橋向坡比采用1∶1.5，順橋向坡比采用1∶1.25，防止其坡身下滑;換填臺后填土及蓋梁底填土，逐層夯實，防止其在自重作用下沉陷，并可同時提高錐坡、溜坡對水平荷載的抵抗能力。2)針對T梁的滑移，加固時曾考慮了兩個方案:方案一是將四氟滑板式支座換成板式橡膠支座;方案二是從支座墊石到T梁端用砂漿砌到梁底，上墊一塊鋼板，使鋼板與梁底緊貼。兩種方案均是為了適當增加支座的摩擦系數，防止T梁向0號臺方案滑移。方案一是一種較徹底的解決方法，但此方案需將梁吊起，施工難度大，不便操作。第二種方案傳力不明確，但易于施工，最后采用的是第二種方案。3)針對橋面伸縮縫的起拱破壞，采取了兩方面的措施:a.更換伸縮縫，以適應溫度變化引起的變形;b.重做橋臺背墻，留出4 cm的間距，以利T梁伸縮。施工時將原背墻打碎，留出豎向鋼筋，把豎向鋼筋往后彎折4 cm，中間增加同直徑的一排豎向鋼筋，橫向鋼筋的間距及直徑保持不變。4)針對肋板上部出現的裂縫，采取了補強肋板上部鋼筋混凝土的措施。將肋板上部及其相連的橋臺蓋梁作鋼筋混凝土補強，a.加大其尺寸;b.增強肋板上部的豎向鋼筋及箍筋，以增強其抗剪能力，并保護由于裂縫裸露的鋼筋不繼續銹蝕。其加固方案詳見圖4。在補強前先把補強范圍鑿毛，并沖洗干凈。

4 結語

采用上述方案加固后，加固部分各項指標均達到設計要求。經過多年的運營后，各部位均無異常現象，說明病害原因分析是正確的，所采用的加固措施也是合理得當的。

[1] 張樹仁，王宗林.橋梁病害診斷與改造加固設計[M].北京:人民交通出版社，2006:116.