市政橋梁拓寬改造工程的設(shè)計(jì)施工中問(wèn)題分析

■鄭祥順 ■上饒市市政工程管理處，江西 上饒 334000

業(yè)內(nèi)人士都十分清楚，在桁架拱橋、斜腿剛架拱橋以及雙曲拱橋基礎(chǔ)上，發(fā)展處來(lái)了鋼筋混凝土剛架肋拱橋，在具體施工過(guò)程中，需要使用主拱腿、腹孔弦桿、實(shí)腹段、還有橫系梁和斜撐梁組成橋梁的裸肋，然后利用現(xiàn)澆混凝土的施工工藝，把裸肋和橋面連接成一個(gè)整體，由于該設(shè)計(jì)不僅外形美觀，而且節(jié)省材料，整個(gè)橋體非常輕，因此在橋梁建設(shè)中經(jīng)常被使用。

1 橋梁現(xiàn)在所面臨的病害問(wèn)題

1.1 路面窄小且有裂縫

由于該橋梁使用多年，再加上車(chē)流量比較大，因此對(duì)整體橋面的破壞程度非常大，在橋面的瀝青面，產(chǎn)生了非常嚴(yán)重的橫向和縱向的裂痕，而且還有很大一部分有嚴(yán)重的龜裂問(wèn)題，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算，裂縫都在0.5 到0.3 毫米范圍，大多數(shù)都是橫向裂縫，不僅如此，尤其是以腹拱圈拱頂附近較為嚴(yán)重。

1.2 欄桿嚴(yán)重破損

由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)中沒(méi)有考慮到社會(huì)發(fā)展這么快，因此橋面非常窄，同時(shí)也就導(dǎo)致欄桿被車(chē)輛撞壞，以及被行人跨越彎折嚴(yán)重，在此種情況下對(duì)過(guò)往車(chē)輛和行人埋下了非常大的安全隱患，因此必須對(duì)其進(jìn)行改建。

1.3 腹拱圈有裂縫發(fā)生

在現(xiàn)場(chǎng)核查中發(fā)現(xiàn)，腹拱圈的拱頂位置有一個(gè)非常大的裂縫存在，同時(shí)還伴有滲水和結(jié)晶問(wèn)題，有一少部分腹拱圈拱波縱橋向開(kāi)裂，與此同時(shí)有些墩身呈現(xiàn)豎向的開(kāi)裂形式，由于有的腹拱墩沒(méi)有設(shè)計(jì)變形縫，致使兩側(cè)腹拱圈發(fā)生嚴(yán)重變形，墩頂位置的側(cè)墻也由于載荷加大而在豎向發(fā)生裂縫。

2 拓寬改造工程的設(shè)計(jì)施工方法

2.1 新增鋼砼拱梁設(shè)計(jì)

增設(shè)邊肋拱梁改造方法是最簡(jiǎn)單的拓寬改造方式，同時(shí)該技術(shù)和上部結(jié)構(gòu)改造能同時(shí)使用。在原有設(shè)施基礎(chǔ)上，拆除原來(lái)橋面二側(cè)的欄桿和人行道板，將橋面人行道向橋面二邊延伸，這樣橋面就被擴(kuò)寬，原有設(shè)計(jì)單位將新增加的鋼砼肋拱梁位置安排在原拱的內(nèi)側(cè)，橋梁上部拓寬橋面的蓋梁很粗壯，這樣拓寬后橋梁各構(gòu)件荷載分布不能滿足橋梁整體拓寬的需要，因此在對(duì)設(shè)計(jì)圖紙審查中提出:新增鋼砼肋拱梁應(yīng)該設(shè)在原有肋拱梁的外側(cè)，減少上部蓋梁的懸臂長(zhǎng)度，不僅可以減少上部蓋梁的懸臂彎矩及規(guī)格尺寸，同時(shí)便于對(duì)城市橋梁進(jìn)行外觀改造，美化城市環(huán)境.

新增加的鋼砼肋拱梁和原肋拱梁利用鉸接來(lái)連接，這個(gè)新梁不承受原肋拱梁傳遞的剪力，因此也不參加荷載橫向分配，而是僅僅承受自身的恒載，還有人行道恒載及人群荷載。這種設(shè)計(jì)不僅增加了橋臺(tái)兩側(cè)的寬度，同時(shí)還有效減少了橋面蓋梁的懸臂長(zhǎng)度，減少橋面蓋梁的彎距，然后對(duì)上部的蓋梁進(jìn)行加固和提載，由于使用了少量的鋼材，同時(shí)不需要加寬橋墩，節(jié)省工程造價(jià)，同時(shí)也滿足了各項(xiàng)技術(shù)的要求(原主橋拓寬斷面圖如圖1 所示)。

2.2 主肋拱梁、腹拱墩提載加固設(shè)計(jì)

為保障橋面拓寬提載，還要確保橋梁整體力學(xué)結(jié)構(gòu)和橋梁的穩(wěn)定性，就要對(duì)在主肋拱梁下緣支座進(jìn)行加固，進(jìn)行現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土底座的施工(整體式施工后，拓寬蓋梁立面圖如圖2 所示)，把主肋拱梁的抗扭和承載能力提高上來(lái)，這樣能夠加強(qiáng)主肋拱梁拱腳截面的抗負(fù)彎矩力。而針對(duì)于腹拱圈，為了把腹拱圈的整體承載力和剛度提高上來(lái)，也要澆筑整體的鋼筋混凝土底座。由于原來(lái)腹拱墩是雖然使用鋼筋混凝土澆筑而成，但不能滿足橋梁拓寬提載能力，所以還要在原來(lái)腹拱墩四周外包的鋼筋混凝土。

圖1 主橋拓寬圖

圖2 拓寬后蓋梁立面圖

2.3 主肋拱梁采用懸掛支架模板法施工

由于主肋拱梁跨度達(dá)到42 米，主肋拱梁頂?shù)胶哟哺叨瘸^(guò)12 米，且水比較深。經(jīng)過(guò)綜合比選，主肋拱梁采用懸掛支架模板法施工。

利用大橋原來(lái)的主肋拱梁作為懸掛支架模板的承載體。將20 號(hào)工字鋼作為懸臂鋼梁固定在原來(lái)的主肋拱梁上，然后在20 號(hào)工字鋼懸臂鋼梁上掛主肋拱梁的模板及工作平臺(tái)，簡(jiǎn)便安全，節(jié)約工程造價(jià)。

2.4 橋拱梁，蓋梁新老砼結(jié)合面的處理

由于大橋在進(jìn)行拓寬提載施工時(shí)，要保留中間部分機(jī)動(dòng)車(chē)道作為人行道，不能進(jìn)行全封閉施工，橋面以下加固腹拱圈、腹拱墩、蓋梁的混凝土采用高標(biāo)號(hào)、高流動(dòng)性的自密實(shí)混凝土進(jìn)行灌注施工，要求一次性完成每個(gè)構(gòu)件自密實(shí)混凝土灌注。

由于現(xiàn)有的大橋?qū)挾纫呀?jīng)滿足不了其功能作用，因此在原有基礎(chǔ)上進(jìn)程拓寬處理，先把原來(lái)的人行道拆除，然后在橋面板下分別加固101 根橫向的蓋梁及202 根腹拱墩。

對(duì)蓋梁和腹拱墩新老砼結(jié)合面的處理，其實(shí)質(zhì)就是要把表面之間的縫隙處理掉，設(shè)計(jì)使用表面鑿毛法。由于施工空間有限，采用人工使用電動(dòng)工具鑿毛工作效率不高。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們采用超高壓水槍沖鑿的方法對(duì)原來(lái)混凝土表面進(jìn)行鑿毛，鑿毛的深度在20 到30 毫米，保證混凝土表面粗糙度。然后在原來(lái)的混凝土梁柱表面進(jìn)行植筋，植筋的抗拉拔強(qiáng)度要求超過(guò)鋼筋的屈服強(qiáng)度。充分保證新老鋼筋混凝土在荷載作用下的整體性，植筋的彎鉤可以對(duì)新增加的鋼筋進(jìn)行箍固的作用。

2.5 橋面拓寬外觀處理

縱向橋面板采用分段預(yù)制，安裝在延長(zhǎng)加固的預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁上面，以形成一孔整體式橋面板。由于是城市橋梁，對(duì)改造后橋的外觀要求比較高，對(duì)大橋整體外觀進(jìn)行改造，特別是對(duì)橋面做翻新處理，機(jī)動(dòng)車(chē)道重新鋪設(shè)瀝青混凝土。人行道板采用是花崗板鋪設(shè)而成。為了提高整體橋梁的實(shí)用性，增加橋梁附屬設(shè)施的穩(wěn)定性，在花崗巖路緣石和鋼筋混凝土人行道梁之間，采用植筋的方式進(jìn)行連接固定，提高了橋梁的使用壽命。

為滿足城市橋梁美觀亮化要求，在橋面人行道鋼欄桿內(nèi)要安裝亮化燈，在保證用電安全的同時(shí)，還能確保燈具隱藏美觀，避免其他原因造成路燈損害，同時(shí)也方便維修人員對(duì)其維修。

上饒市勝利大橋拓寬提載工程施工完成后，經(jīng)過(guò)江西省交通工程質(zhì)量檢測(cè)中心全面檢測(cè)，完全滿足城市橋梁A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 總結(jié)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，上述的情況會(huì)經(jīng)常發(fā)生，以有橋梁的功能已經(jīng)不能滿足社會(huì)的發(fā)展，因此對(duì)橋梁改造拓寬技術(shù)的研究是十分有必要的，在原有橋梁基礎(chǔ)上進(jìn)程有目的的改造，不僅能節(jié)約大量的橋梁建設(shè)資金，而且充分的體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，把橋梁的利用率和使用率最大化，提高我國(guó)整體橋梁的改造技術(shù)。

［1］陳靜新.地方公路改建工程中舊橋拓寬設(shè)計(jì)探討［J］.工程技術(shù)，2010(7):62.

［2］溫慶杰，葉見(jiàn)曙.新舊鋼筋混凝土梁橫向拼接的收縮徐變效應(yīng)分析［J］.東南大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，36(4):198-203.

［3］宗周紅，夏樟華，陳宜言，等.既有橋梁拓寬改造縱向接縫研究現(xiàn)狀與實(shí)例分析［J］.福州大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，37(2):248-260.