呂臺(tái)孜大橋維修加固方案分析

趙濤

摘 要：呂臺(tái)孜大橋是本區(qū)較大的橋梁，本文對(duì)病害存在的狀況、原因進(jìn)行分析，根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的可行性，提出了切實(shí)可行的維修加固方案。取得較好的效果。

關(guān)鍵詞：病害狀況；原因分析；維修加固方案

1 呂臺(tái)孜大橋基本狀況

呂臺(tái)孜大橋位于利辛縣縣道X046利辛-江口公路上，跨越茨淮新河，距利辛縣城12km。大橋始建于1975年，全長(zhǎng)394m（含引橋），全寬7.6m，行車道寬7.0m，共8孔，每孔凈跨40m，滿足通航及泄洪的要求。上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土雙曲拱，橫向五肋四波，下部結(jié)構(gòu)為重力式實(shí)體橋墩和加后座的U型橋臺(tái)，兩橋臺(tái)后座擋土墻均置于臺(tái)背回填土上，漿砌塊石護(hù)坡。本橋是利辛縣通往南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)的重要通道，南岸橋頭是呂臺(tái)孜集貿(mào)市場(chǎng)，且橋頭線形不良，曲線半徑小，路面窄，交通十分擁擠，維修加固前主要病害：橋面破碎，腹拱圈裂紋，側(cè)墻斷裂外脹，泄水孔堵塞，特別是雨雪天橋面嚴(yán)重積水，危及行人、車輛安全。

2 呂臺(tái)孜大橋病害狀況

（1）主拱圈橫波裂紋。檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)各孔拱頂橫波存在著裂紋，中間兩波尤其明顯，均分布在拱頂。

（2）肋波連接處裂紋。此裂紋數(shù)量較少，但在4、5孔有發(fā)現(xiàn)拱波與拱肋連接處有裂紋，但較細(xì)，且有少量水泥砂漿脫落現(xiàn)象，個(gè)別發(fā)生滲水現(xiàn)象。

（3）橋面破碎。原設(shè)計(jì)8cm的混凝土橋面嚴(yán)重破碎，大部分腹拱圈及主拱圈的橫波波頂裸露。

（4）腹拱圈裂紋。腹拱圈裂紋是本橋最嚴(yán)重的病害，由于腹拱圈（預(yù)制舊150號(hào)）裸露，直接與車輛接觸，并經(jīng)常性撞擊，腹拱圈大都有裂紋，裂紋最大大約5mm，個(gè)別已有破碎。

（5）側(cè)墻斷裂外移。在2、7號(hào)橋墩上方的東邊側(cè)墻及4號(hào)橋墩上方的西邊側(cè)墻發(fā)生斷裂，斷裂端分別外移3cm、3.5cm、5cm。檢查中未發(fā)現(xiàn)墩臺(tái)位移及下沉現(xiàn)象。

3 大橋病害原因分析

（1）雙曲拱橋的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與今天的病害密切相關(guān)，拱圈的結(jié)構(gòu)上未能很好地保證其整體性，使計(jì)算結(jié)果的成立在一定程度上失去了前提。波頂與橋面相距小，在橋面破碎的情況下，直接與行車接觸并撞擊，易產(chǎn)生裂紋。拱肋與波、板混凝土的標(biāo)號(hào)過(guò)大差異（拱肋舊250號(hào)，波、板舊150號(hào)），無(wú)疑增加了溫差內(nèi)力：同時(shí)肋與波、板的結(jié)合面過(guò)小，聯(lián)系結(jié)構(gòu)太弱，拱腳區(qū)的剪力和拱頂區(qū)的橫向拉力的作用，導(dǎo)致肋波結(jié)合處裂縫的出現(xiàn)。橫向聯(lián)系薄弱，截面纖細(xì)的系桿梁雖多，但相對(duì)肋波板而言，只是柔性構(gòu)件，對(duì)拱圈的橫向整體作用有限。

（2）橋面破碎。原橋面設(shè)計(jì)是8cm厚的混凝土，橋面破碎嚴(yán)重，分析其原因如下：

①缺乏基層。拱橋上填料薄厚不一，對(duì)面層的剛性不一，沉陷不一，砂爍填料只算橋面的墊層，整體性差，這也是許多拱橋混凝土橋面不能達(dá)到使用年壽命的原因。

②重車交通量增加。20世紀(jì)90年代中期以來(lái)，本橋的重車交通量大增，將大大超過(guò)橋面設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)軸載。這可能當(dāng)初設(shè)計(jì)沒(méi)想到的，因而需要重新設(shè)計(jì)大橋橋面。

③變形縫數(shù)量多。拱橋墩、臺(tái)處的均有變形縫，且在變形處剛性橋面中的膨脹縫較大，但原橋面在該處未做任何處理，故縫處的破碎現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。

（3）腹拱裂縫。腹拱裂縫是本橋最嚴(yán)重的病害。由于橋面嚴(yán)重破碎（上面已分析），腹拱裸露，腹拱原填料松動(dòng)，因而與行車接觸發(fā)生強(qiáng)烈的沖擊，而腹拱較薄（8cm），鋼筋少、直徑小（6mm），因此在長(zhǎng)期的沖擊中，發(fā)生裂縫，檢查中發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的腹拱都有裂縫，部分已破碎。

（4）側(cè)墻斷裂外脹。由于橋面破碎，腹拱及拱上填料松動(dòng)，橋面低洼，橋面兩側(cè)的泄水孔堵塞，在行車特別是重車的作用下，破損的橋面及松動(dòng)的填料向兩側(cè)擠壓，從而引起側(cè)墻脹鼓，進(jìn)而斷裂出外移。

4 呂臺(tái)孜大橋維修加固方案

從對(duì)全橋的檢查及分析的情況來(lái)看，尚未發(fā)現(xiàn)橋墩、橋臺(tái)及基礎(chǔ)出現(xiàn)病害，亦未發(fā)現(xiàn)位移跡象；主拱圈肋拱也未發(fā)現(xiàn)病害。大橋主體結(jié)構(gòu)較好，所以大橋的維修加固主要是針對(duì)上述病害。本橋在縣鄉(xiāng)公路上，綜合考慮交通運(yùn)輸及技術(shù)經(jīng)濟(jì)的可行性，提出總體維護(hù)加固方案：

（1）維持橋面現(xiàn)狀寬度；

（2）拆除欄桿、側(cè)墻、橋面、腹拱圈；

（3）更換腹拱圈，澆注二期腹拱圈；

（4）重新澆注混凝土側(cè)墻、緣石、預(yù)制安裝橋欄；

（5）鋪設(shè)含灰12%的石灰土基層；

（6）重新澆筑C30鋼筋混凝土橋面。

5 呂臺(tái)孜大橋維修加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)

5.1 主拱圈拱頂波板及波肋裂縫處理

對(duì)主拱圈頂部波板裂縫及波肋連接處局部裂縫進(jìn)行壓漿加固，并進(jìn)行采用1：2的水泥沙漿封閉裂縫。

5.2 腹拱設(shè)計(jì)

預(yù)制腹拱圈，采用C25混凝土澆筑，內(nèi)配Φ10@15受力筋，Φ6@20分布筋，腹拱圈厚度10cm，腹拱圈裝配完畢，腹拱上 二期混凝土采用C25現(xiàn)澆，厚10cm。腹拱圈設(shè)計(jì)如圖（1），更換腹拱圈如圖（2）

5.3 橋面設(shè)計(jì)

（1）結(jié)構(gòu)層：砂爍做墊層，上鋪壓實(shí)厚12cm、含灰12%的石灰土做基層，面層采C30混凝土。

（2）橋面層采用C30混凝土澆筑，內(nèi)配Φ10@20鋼筋網(wǎng)，中間厚15cm，兩側(cè)厚10cm，排水橫波1.5%，橋面鋼筋混凝土與兩側(cè)墻之間設(shè)3cm縱向伸宿縫，內(nèi)填雙孔30×100mm氯丁橡膠板。橋面根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求，設(shè)26道橫縫和2道混凝土橋面溫度伸縮縫，內(nèi)填雙孔100～150mm氯丁橡膠板。如圖（3）

5.4 其他

現(xiàn)澆C20混凝土側(cè)墻、緣石、預(yù)制安裝橋攔。預(yù)埋直徑100mmPVC塑料排水管和鑄鐵排水口攔污柵，排水管間距10m。

6 結(jié)語(yǔ)

呂臺(tái)孜大橋按本方案進(jìn)行維修加固，并在設(shè)計(jì)中進(jìn)一步細(xì)化、優(yōu)化，2004年實(shí)施了維修加固工程，綜合檢測(cè)為二類橋梁。幾年來(lái)，通過(guò)觀測(cè)，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均符合規(guī)范要求，未發(fā)現(xiàn)新的病害。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：利辛縣縣鄉(xiāng)公路管理局）