江西省公路舊橋加固技術(shù)研究與實(shí)踐
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共4頁(yè)
4、320國(guó)道黃花大橋（懸臂拓寬橋面、雙曲拱橋）
4.1 黃花大橋概況
黃花大橋位于江西省萍鄉(xiāng)市湘東區(qū)改建后的320國(guó)道K1127至K1128段，是萍鄉(xiāng)市湘東鎮(zhèn)于1974年建成的、跨越萍水河下游的一座鋼筋砼雙曲拱橋，全長(zhǎng)188m，主橋三跨，每跨凈距28.5m，兩岸引橋各為六孔，跨徑4～6m不等。主橋設(shè)計(jì)荷載：汽-13，拖-60，橋面凈寬7.3m，無(wú)人行道，矢跨比1/6，設(shè)計(jì)拱軸系數(shù)M=2.20，主拱圈寬度為8m，拱圈厚0.88m，立柱式腹拱墩。下部構(gòu)造為：15#片石砼實(shí)體墩和橋臺(tái)，橋墩頂寬2.5m，基礎(chǔ)均為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。
1987年320國(guó)道改線測(cè)設(shè)時(shí)經(jīng)與新橋方案反復(fù)比較后決定利用該橋。為判定黃花大橋既有結(jié)構(gòu)狀況和承載能力及進(jìn)行加固的可行性，1992年元月對(duì)該橋進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)檢查和靜載試驗(yàn)，以期對(duì)大橋上下部構(gòu)造的承載能力（強(qiáng)度和剛度）進(jìn)行鑒定，為加固拓寬利用該橋提供科學(xué)依據(jù)。
4.2 加固技術(shù)及采用方案
4.2.1 上部構(gòu)造
由于設(shè)計(jì)荷載增大，橋面拓寬，車(chē)輛橫向不利位置較原橋面凈寬不利位置外移（原橋設(shè)計(jì)荷載為汽-13，拖-60，橋面凈寬：凈-7.3+2×0.25m安全帶），增加了人行道活載，故對(duì)主拱圈，腹拱圈、拱上立柱等均采用錨噴砼加固，邊肋亦予以加寬，拱背現(xiàn)澆砼加固。www.Ｅxamda.CoM
4.2.2 下部構(gòu)造
根據(jù)結(jié)構(gòu)檢查和靜載試驗(yàn)結(jié)果，證明主橋墩臺(tái)的強(qiáng)度和剛度能滿足現(xiàn)設(shè)計(jì)荷載要求，地基也堅(jiān)實(shí)可靠，故對(duì)主橋墩臺(tái)不予加固。
4.2.3 大橋拓寬技術(shù)的研究
（1）拓寬原則
由于原橋面凈寬7.3m，無(wú)人行道，為配合二級(jí)路的寬度要求，需將橋面拓寬至12m，即凈-9+2×1.5m人行道。而主橋兩岸引橋（引道）均鋪筑好砼路面，故主橋拓寬必須沿橋中心線對(duì)稱(chēng)地在上下游加寬。
（2）拓寬方案擬定與比選
①拓寬方案一
于墩臺(tái)上挑出懸臂梁，然后增設(shè)邊拱肋，修建拱上構(gòu)造，拓寬橋面至凈-9+2×1.5m，重修橋面鋪裝。
優(yōu)點(diǎn)：拓寬部分直接傳力到墩臺(tái)上，受力明確，對(duì)原橋各拱肋受力影響不很大。
缺點(diǎn)：墩臺(tái)上挑出的懸臂梁，因要承受增設(shè)的拱肋，故必須做得較強(qiáng)勁，造價(jià)較高，施工難度較大。
②拓寬方案二
在橋的兩側(cè)和重修的橋面一道現(xiàn)澆車(chē)行道懸臂板和人行道懸臂梁，再在人行道懸臂梁上擱置微彎板。
優(yōu)點(diǎn)：采用懸臂梁（板）加微彎板結(jié)構(gòu)，構(gòu)件輕巧，并充分利用了重建砼橋面作為懸臂梁（板）的錨固端，造價(jià)比方案一低，施工（安裝）也方便。
缺點(diǎn)：懸出部分主要依靠邊肋承受，故受力不如方案一有利，因此應(yīng)對(duì)拱肋予以加固加強(qiáng)。
經(jīng)對(duì)方案一、二的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選，最后采用拓寬方案二作為本橋拓寬方案。
（3）拓寬設(shè)計(jì)要點(diǎn)
①由于該橋?yàn)榭崭故诫p曲拱橋，現(xiàn)采用懸臂梁結(jié)構(gòu)來(lái)拓寬大橋橋面，所以應(yīng)盡量使懸臂梁處于拱上立柱或附近，使得盡量通過(guò)立柱來(lái)傳力給主拱圈和墩臺(tái)上。
②車(chē)行道橋面懸臂板和人行道懸臂梁根部支于原拱橋側(cè)墻上，懸臂板和懸臂梁相交處亦澆成一個(gè)整體。人行道板采用輕巧的少筋微彎板。
③為加強(qiáng)主橋的整體性，減少橋面接縫，橋面鋪裝采取全橋連續(xù)續(xù)，僅在橋面兩頭各設(shè)置一道伸縮縫，橋面在跨墩（柱）部分底層設(shè)置鋼筋網(wǎng)。
4.3 黃花大橋加固效果與社會(huì)效益分析
（1）社會(huì)效益好。
黃花大橋于1993年10月完成加固與拓寬施工并通車(chē)，營(yíng)運(yùn)至今，大橋狀況良好，現(xiàn)該橋通行的交通量達(dá)8000余輛/日。
（2）本橋梁采用錨噴鋼筋砼加固和懸臂式拓寬的技術(shù)方法改造，不僅便于施工，確保質(zhì)量，而且施工期間可不中斷交通，因而社會(huì)效益顯著。
（3）本橋采用加固拓寬方法改造，不僅在總體上具有上、下部構(gòu)造配合恰當(dāng)之優(yōu)點(diǎn)，而且給人們以輕巧、優(yōu)美、安全之感，施工亦安全簡(jiǎn)便，質(zhì)量易于保證，工期短。從而說(shuō)明該橋加固拓寬設(shè)計(jì)新穎、美觀、實(shí)用，結(jié)構(gòu)合理，便于施工。
（4）該橋梁改造工程費(fèi)用低。經(jīng)加固拓寬后的黃花大橋，不僅滿足了汽-20，掛-100，凈-9+2×1.5m人行道的二級(jí)公路橋梁設(shè)計(jì)要求，而且比新修橋梁節(jié)約經(jīng)費(fèi)150多萬(wàn)元。同時(shí)節(jié)約了大量的鋼筋、水泥、木材等建筑材料。
（5）黃花大橋的加固與拓寬設(shè)計(jì)被江西省交通廳授以?xún)?yōu)秀設(shè)計(jì)二等獎(jiǎng)。
5、進(jìn)賢北門(mén)橋（外包砼加大截面、剛架拱橋）
5.1 北門(mén)橋的概況
進(jìn)賢北門(mén)橋位于江西省進(jìn)賢縣縣城，于1984年竣工通車(chē)。北門(mén)橋橋梁總長(zhǎng)55.6m，主孔為1孔凈跨36m的剛架拱，矢跨比為1/6，南北副孔為跨徑6.0m的微彎板組合梁。基礎(chǔ)及下部結(jié)構(gòu)為組合式L形橋臺(tái)與樁基礎(chǔ)，橋面凈空為凈-7+2×1.0m人行道，原設(shè)計(jì)荷載為汽車(chē)-20級(jí)，掛車(chē)-100.
北門(mén)橋通車(chē)后，在對(duì)該橋進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，部分拱腿拱腳斷面上緣即出現(xiàn)裂縫。1987年撫州供電局運(yùn)輸一臺(tái)主變壓器時(shí)，上海城建學(xué)院曾對(duì)該橋進(jìn)行檢測(cè)，上述裂縫深達(dá)450mm左右，裂縫寬度為0.6-0.8mm.檢測(cè)后所附《進(jìn)賢北門(mén)橋承載能力評(píng)價(jià)報(bào)告》中指出：“剛架拱與副孔簡(jiǎn)支梁的伸縮縫北邊拉開(kāi)12mm，南邊拉開(kāi)20mm，說(shuō)明橋臺(tái)有水平位移，不均勻沉降和轉(zhuǎn)動(dòng)，北邊橋臺(tái)沉降較南岸橋臺(tái)多一些，以上變位主要是由于臺(tái)后高填土沉降引起，橋臺(tái)變位是引起拱腿根部開(kāi)裂的主要原因之一。”
由于拱腿系剛架拱橋的主要受力桿件，考慮到安全問(wèn)題，南昌公路分局將該橋列為危橋，對(duì)通行車(chē)輛采取限載100KN通過(guò)。
5.2 病害檢查
（1）拱腿病害
拱腿根部拱腳處有7處出現(xiàn)由上自下裂縫，拱腿拱腳處上緣裂縫寬度南岸橋臺(tái)2－5mm，北岸橋臺(tái)2－3mm.
（2）橋臺(tái)病害
橋臺(tái)立墻出現(xiàn)全斷面橫向裂縫，南、北橋臺(tái)八字墻受土壓力作用向外突出。
（3）部分微彎板組合橫梁出現(xiàn)由下自上裂縫，縫寬0.2～0.4mm.
（4）行車(chē)道主要發(fā)現(xiàn)橫向裂縫，主孔與南、北副孔伸縮縫均向兩側(cè)滑動(dòng)，而且有一定規(guī)律可循。
5.3 加固方案及其內(nèi)容
通過(guò)對(duì)老橋的計(jì)算分析，我們認(rèn)為應(yīng)對(duì)老橋進(jìn)行全面加固，并依靠加固后老橋本身的結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到滿足通行超重平板車(chē)是一個(gè)最為安全和兼顧長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。
加固的具體范圍及內(nèi)容：
①拱腳斷面
拱腳斷面由于開(kāi)裂嚴(yán)重，且經(jīng)常處于水位之下，所以必須重點(diǎn)加固。可采用以下辦法：將拱腿斷面保護(hù)層鑿開(kāi)，在原主筋旁焊接新的主筋，并增加新的箍筋。鋼筋數(shù)量由電算得出，鋼筋長(zhǎng)度在裂縫位置左右3m內(nèi)可滿足錨固的要求。裂縫用環(huán)氧樹(shù)脂填死閉合。然后澆筑新的混凝土，再在其外拱腿四周用粘貼鋼板并打栓釘?shù)霓k法來(lái)特別加強(qiáng)。
②上弦桿下緣
主孔方面：由于每片上弦桿的下緣僅寬30cm，按照計(jì)算最不利截面將對(duì)應(yīng)配13Φ22，所以加固還必須采用加大斷面法，鑿開(kāi)下緣保護(hù)層，露出主筋和箍筋，將箍筋接長(zhǎng)，焊上新的主筋。然后澆筑新的混凝土，再在局部幾個(gè)斷面的下緣用粘貼鋼板并打栓釘?shù)霓k法來(lái)特別加強(qiáng)。
③副孔方面：采用滿堂腳手來(lái)加固。
④橋面全面加固
因?yàn)槭┕べ|(zhì)量良好的橋面，將會(huì)提高微彎橋面板的承載力，并且頂層鋼筋將參與抵抗弦桿斷面負(fù)彎矩，所以決定鑿除原有破損橋面，除配常規(guī)的構(gòu)造鋼筋外，在負(fù)彎矩區(qū)加設(shè)受力鋼筋，縱向可設(shè)在弦桿計(jì)算的負(fù)彎矩區(qū)起抗拉作用，橫向全橋布置，并保證截面的厚度，以提高微彎橋面板的承載力。
⑤橋臺(tái)立墻等
5.4 荷載試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定
（1）靜載試驗(yàn)荷載效率各控制載面已達(dá)到0.823、0.783、0.838，滿足有關(guān)規(guī)程要求。
（2）靜載試驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)加固后的2#、3#拱肋在彈性范圍內(nèi)工作，橋臺(tái)基礎(chǔ)在次重車(chē)加載的情況下幾乎沒(méi)有位移，整體結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度滿足重車(chē)通行。
