市政橋梁拓寬改造工程的設計施工中問題分析

■鄭祥順 ■上饒市市政工程管理處，江西 上饒 334000

業(yè)內人士都十分清楚，在桁架拱橋、斜腿剛架拱橋以及雙曲拱橋基礎上，發(fā)展處來了鋼筋混凝土剛架肋拱橋，在具體施工過程中，需要使用主拱腿、腹孔弦桿、實腹段、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整體，由于該設計不僅外形美觀，而且節(jié)省材料，整個橋體非常輕，因此在橋梁建設中經常被使用。

1 橋梁現(xiàn)在所面臨的病害問題

1.1 路面窄小且有裂縫

由于該橋梁使用多年，再加上車流量比較大，因此對整體橋面的破壞程度非常大，在橋面的瀝青面，產生了非常嚴重的橫向和縱向的裂痕，而且還有很大一部分有嚴重的龜裂問題，經過現(xiàn)場測算，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重。

1.2 欄桿嚴重破損

由于當時設計中沒有考慮到社會發(fā)展這么快，因此橋面非常窄，同時也就導致欄桿被車輛撞壞，以及被行人跨越彎折嚴重，在此種情況下對過往車輛和行人埋下了非常大的安全隱患，因此必須對其進行改建。

1.3 腹拱圈有裂縫發(fā)生

在現(xiàn)場核查中發(fā)現(xiàn)，腹拱圈的拱頂位置有一個非常大的裂縫存在，同時還伴有滲水和結晶問題，有一少部分腹拱圈拱波縱橋向開裂，與此同時有些墩身呈現(xiàn)豎向的開裂形式，由于有的腹拱墩沒有設計變形縫，致使兩側腹拱圈發(fā)生嚴重變形，墩頂位置的側墻也由于載荷加大而在豎向發(fā)生裂縫。

2 拓寬改造工程的設計施工方法

2.1 新增鋼砼拱梁設計

增設邊肋拱梁改造方法是最簡單的拓寬改造方式，同時該技術和上部結構改造能同時使用。在原有設施基礎上，拆除原來橋面二側的欄桿和人行道板，將橋面人行道向橋面二邊延伸，這樣橋面就被擴寬，原有設計單位將新增加的鋼砼肋拱梁位置安排在原拱的內側，橋梁上部拓寬橋面的蓋梁很粗壯，這樣拓寬后橋梁各構件荷載分布不能滿足橋梁整體拓寬的需要，因此在對設計圖紙審查中提出:新增鋼砼肋拱梁應該設在原有肋拱梁的外側，減少上部蓋梁的懸臂長度，不僅可以減少上部蓋梁的懸臂彎矩及規(guī)格尺寸，同時便于對城市橋梁進行外觀改造，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連接，這個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。這種設計不僅增加了橋臺兩側的寬度，同時還有效減少了橋面蓋梁的懸臂長度，減少橋面蓋梁的彎距，然后對上部的蓋梁進行加固和提載，由于使用了少量的鋼材，同時不需要加寬橋墩，節(jié)省工程造價，同時也滿足了各項技術的要求(原主橋拓寬斷面圖如圖1 所示)。

2.2 主肋拱梁、腹拱墩提載加固設計

為保障橋面拓寬提載，還要確保橋梁整體力學結構和橋梁的穩(wěn)定性，就要對在主肋拱梁下緣支座進行加固，進行現(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，這樣能夠加強主肋拱梁拱腳截面的抗負彎矩力。而針對于腹拱圈，為了把腹拱圈的整體承載力和剛度提高上來，也要澆筑整體的鋼筋混凝土底座。由于原來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到42 米，主肋拱梁頂?shù)胶哟哺叨瘸^12 米，且水比較深。經過綜合比選，主肋拱梁采用懸掛支架模板法施工。

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

2.4 橋拱梁，蓋梁新老砼結合面的處理

由于大橋在進行拓寬提載施工時，要保留中間部分機動車道作為人行道，不能進行全封閉施工，橋面以下加固腹拱圈、腹拱墩、蓋梁的混凝土采用高標號、高流動性的自密實混凝土進行灌注施工，要求一次性完成每個構件自密實混凝土灌注。

由于現(xiàn)有的大橋寬度已經滿足不了其功能作用，因此在原有基礎上進程拓寬處理，先把原來的人行道拆除，然后在橋面板下分別加固101 根橫向的蓋梁及202 根腹拱墩。

對蓋梁和腹拱墩新老砼結合面的處理，其實質就是要把表面之間的縫隙處理掉，設計使用表面鑿毛法。由于施工空間有限，采用人工使用電動工具鑿毛工作效率不高。經過實驗，我們采用超高壓水槍沖鑿的方法對原來混凝土表面進行鑿毛，鑿毛的深度在20 到30 毫米，保證混凝土表面粗糙度。然后在原來的混凝土梁柱表面進行植筋，植筋的抗拉拔強度要求超過鋼筋的屈服強度。充分保證新老鋼筋混凝土在荷載作用下的整體性，植筋的彎鉤可以對新增加的鋼筋進行箍固的作用。

2.5 橋面拓寬外觀處理

縱向橋面板采用分段預制，安裝在延長加固的預應力混凝土蓋梁上面，以形成一孔整體式橋面板。由于是城市橋梁，對改造后橋的外觀要求比較高，對大橋整體外觀進行改造，特別是對橋面做翻新處理，機動車道重新鋪設瀝青混凝土。人行道板采用是花崗板鋪設而成。為了提高整體橋梁的實用性，增加橋梁附屬設施的穩(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要安裝亮化燈，在保證用電安全的同時，還能確保燈具隱藏美觀，避免其他原因造成路燈損害，同時也方便維修人員對其維修。

上饒市勝利大橋拓寬提載工程施工完成后，經過江西省交通工程質量檢測中心全面檢測，完全滿足城市橋梁A 級標準要求。

3 總結

隨著我國經濟建設的快速發(fā)展，上述的情況會經常發(fā)生，以有橋梁的功能已經不能滿足社會的發(fā)展，因此對橋梁改造拓寬技術的研究是十分有必要的，在原有橋梁基礎上進程有目的的改造，不僅能節(jié)約大量的橋梁建設資金，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，提高我國整體橋梁的改造技術。

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

［2］溫慶杰，葉見曙.新舊鋼筋混凝土梁橫向拼接的收縮徐變效應分析［J］.東南大學學報，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)狀與實例分析［J］.福州大學學報，2009，37(2):248-260.