淺談國道212線K311+803何家堡2號橋危橋加固改造工程設計

張文龍

摘 要

通過對何家堡2號危橋加固設計方案的對比、優(yōu)化與實施情況的分析與總結(jié)，重點探討危橋加固改造工程設計方案的選擇。

關(guān)鍵詞

何家堡;危橋加固改造;設計

中圖分類號： U445.72 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 08 . 64

Abstract

Through the analysis and summary of the comparison， optimization and implementation of the reinforcement design scheme of no.2 dangerous bridge in hejiabao， the selection of the design scheme for the reinforcement and reconstruction of dangerous bridge is discussed emphatically.

Key words

Hejiabao; Reinforcement and reconstruction of dangerous bridges; Design

1 橋梁概況

何家堡2號橋位于隴南市宕昌縣境內(nèi)G212線K311+803里程處，該橋為1-25米雙曲拱橋，橋梁全長35米，橋面寬為凈-7+2×0.5m。設計荷載為汽車-20級，掛車-100級，于1995年11月竣工。

該橋上部構(gòu)造有拱肋5根，邊肋寬21厘米，中肋寬為30厘米，各肋間凈距為1.56米，各肋間用鋼筋砼橫隔板連接。下部構(gòu)造為重力式橋臺，基礎為M7.5漿砌片石、C20混凝土臺身、C20混凝土臺帽、C25混凝土拱座。

隨著災后恢復重建、武罐高速、蘭渝鐵路等項目的開工建設，以及經(jīng)濟社會發(fā)展，G212線大噸位超限超載車輛的增加，該橋的橋面出現(xiàn)嚴重變形，出現(xiàn)沉陷、擁包等病害，拱肋裂縫，兩岸橋臺腹拱圈嚴重開裂、變形，欄桿系也嚴重變形破損，該橋的現(xiàn)狀已嚴重影響車輛通行安全。為確保過往車輛的安全通行，對何家堡2號橋?qū)嵤┪蚣庸谈脑旃こ獭?/p>

2 設計采用標準、規(guī)范

（1）《公路工程技術(shù)標準》（JTG B01-2014）

（2）《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》（JTG/T H21-2011）

（3）《公路工程水文勘測設計規(guī)范》（JTG C30-2015）

（4）《公路地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTG C20-2011）

（5）《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTG D63-2007）

（6）《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60-2015）

（7）《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG 3362-2018）

（8）《公路橋梁加固設計規(guī)范》（JTG/T J22-2008）

（9）《公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T T23-2008）

（10）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）

3 設計標準

（1）橋型：上部結(jié)構(gòu)為1-30m正交預應力鋼筋混凝土箱形梁，結(jié)構(gòu)簡支;下部結(jié)構(gòu)為舊拱橋橋臺加高利用，加高后新橋臺為U型橋臺，擴大基礎。

（2）橋梁設計荷載：公路-Ⅰ級。

（3）橋梁寬度：凈8.0+2×0.5m安全帶。

（4）橋面坡度：橋梁縱坡為0.065%，行車道采用2%的雙向橫坡。

（5）橋梁設計洪水頻率：1/50。

（6）橋位處設計地震動峰值加速度值：0.20g。

（7）環(huán)境類別：Ⅰ類。

4 設計方案比選

方案一：拆除原有拱橋上部結(jié)構(gòu)，利用下部，新修為1-30m正交預應力鋼筋混凝土箱形梁，結(jié)構(gòu)簡支，橋?qū)拑?.0+2×0.5m;下部結(jié)構(gòu)（1）利用原有拱橋橋臺，拆除原有拱橋側(cè)墻，保留臺帽部分。以原有橋臺臺帽頂面為加高橋臺基礎底面標高，以原拱橋橋臺臺身前緣退后1米為加高橋臺臺身前緣，并在原有橋臺植入鋼筋，使新舊橋臺更好的結(jié)合成整體。（2）加高后新橋臺為U型橋臺，擴大基礎。（3）由于原拱橋橋臺寬度只有7.9米，加高后橋臺兩側(cè)安全帶采用懸出托梁支撐，通過托梁使橋臺與安全帶連成整體，保證橋臺位置橋面與梁板處橋面寬度一致。

將原有橋臺加高利用，具有鋼筋和混凝土工程量都較省的特點，且圬工拆除量小對環(huán)境影響較低;雖然箱梁預制吊裝比較復雜。但是由于橋臺加高利用，所以費用較低。方案一總投資為128.2468萬元。

方案二：拆除新建，上部結(jié)構(gòu)為2-16m正交預應力鋼筋混凝土空心板，結(jié)構(gòu)簡支，橋面連續(xù)，橋?qū)拑?.5+2×0.5m;下部結(jié)構(gòu)為雙柱式橋墩、三柱式橋臺，鉆孔灌注樁基礎。雖然上部16m預應力空心板施工較30米箱梁簡單，費用較低，但是下部工程量較大，并且要將原有橋臺拆除，不能利用原有橋臺，對環(huán)境影響較大，施工費用增加較多。方案二總投資為219.2591萬元。

這兩種主橋橋型方案，均能滿足橋梁的功能使用要求，但兩方案在施工難度、工期、環(huán)境保護、工程量、造價等方面有所差別。考慮到該項目為危橋加固改造工程，在確保橋梁結(jié)構(gòu)安全實用的前提下要盡可能縮短工期，施工簡單，充分利用原有橋梁下部，降低費用，經(jīng)濟環(huán)保。故設計最終推薦方案一。

5 設計要點

該橋下部橋臺加高利用，原橋拆除時要對利用部分進行保護及檢測，確保橋臺各部分完好，清理干凈后植筋加高橋臺，保證新舊橋臺結(jié)合為整體。箱梁按部分預應力混凝土A類構(gòu)件設計，主梁由預制預應力混凝土箱形梁和現(xiàn)澆混凝土橋面板組合而成。計算時考慮豎向梯度溫度效應，豎向梯度溫度按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》取T1=14℃、T2=5.5℃。預制梁混凝土強度達到設計混凝土強度的90%后，且齡期不小于7天，方可張拉預應力鋼束。兩端同時張拉，錨下控制應力為0.75fpk=1395Mpa，未計入預應力鋼束與錨圈口之間的摩擦損失。

5.1 上部結(jié)構(gòu)

橋梁上部采用預應力混凝土箱形梁，橋橫向由3片梁組成，采用預制吊裝施工，箱形梁頂設置15-24cm的C50水泥混凝土現(xiàn)澆橋面鋪裝層，橋面橫坡通過橋面鋪裝層形成。

5.2 下部結(jié)構(gòu)

下部采用舊拱橋橋臺加高利用，加高后新橋臺為U型橋臺，擴大基礎。澆注加高橋臺前應將原有橋臺清洗干凈，混凝土表面鑿毛，并按設計圖紙植入鋼筋以保證新、舊混凝土良好結(jié)合。澆筑橋臺側(cè)墻注意預埋托梁錨固鋼筋，澆筑托梁混凝土時注意預埋安全帶錨固鋼筋。對于橋臺加高利用具體見橋型布置圖，橋梁施工放樣必須準確，儀器校核無誤后方可進行施工。

6 加固效果

自該橋交工驗收以來，經(jīng)養(yǎng)護管理單位定期檢查及評定，該橋使用功能良好，滿足設計要求。

7 小結(jié)

（1）加固改造設計前首先委托有資質(zhì)單位試驗檢測單位按照有關(guān)要求及相關(guān)規(guī)范對橋梁進行檢測評定，確定橋梁的技術(shù)狀況等級，設計單位根據(jù)檢測評定結(jié)果結(jié)合日常養(yǎng)護管理情況合理選擇設計方案。

（2）橋梁加固改造工程應體現(xiàn)“因地制宜、安全經(jīng)濟、一橋一策”原則，盡量應用新技術(shù)、新工藝、新材料進行設計，以降低工程成本，保證橋梁加固改造效果，延長其使用壽命。

（3）在危舊橋梁的加固改造過程中，要隨時做好記錄，檢測和驗證加固改造所取得的效果，為今后橋梁加固改造提供第一手寶貴的技術(shù)資料。

（4）通過對危橋加固改造工程設計文件的實施驗證，一方面消除了公路行車的危險路段，使危舊橋梁重新發(fā)揮了安全通行能力，同時為我們積累了橋梁加固改造實施方案的寶貴經(jīng)驗。另一方面，通過對橋梁的加固改造，可以延長橋梁的使用壽命，減少了公路重復建設投資，為橋梁養(yǎng)護經(jīng)費用提供了保障。

參考文獻

[1]《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》（JTG/T H21-2011）[J].人民交通出版社，2011，ISBN 978-7-114-09324-1.

[2]《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG 3362-2018）[J]..人民交通出版社，2018.[J].人民交通出版社，2008.

[3]《公路橋梁加固設計規(guī)范》（JTG/T J22-2008）.

[4]《公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T T23-2008）[J].人民交通出版社，2008.