市政路橋加固及改造設計要點

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摘要：市政路橋在城市交通運行中發揮著重要作用，然而市政路橋在長期的使用過程中會出現正常的損耗，使其承載能力逐漸下降。為此，文章論述了市政路橋加固與改造設計中應考慮的問題和重要性，并結合實際工程實例，詳細闡述了市政路橋的主要病害及相應的加固設計要點。

關鍵詞：市政路橋；路橋加固；改造設計；加固設計

1當前市政路橋存在的主要問題

（1）裂縫。路橋裂縫問題是目前較為普遍的情況之一。路橋在長年累月的運行中或多或少會產生裂縫。路橋產生裂縫后會導致整個表面均出現網狀裂縫，可破壞其主體混凝土結構，從而導致橋梁整體結構發生質的變化。這不僅對路橋的安全性、穩定性構和正常運行構成一定威脅，同時還對過往車輛人群形成安全隱患。（2）混凝土中存在氣泡和毛細裂紋。這是混凝土澆筑過程中出現的問題，主要原因是混凝土攪拌不均勻，混凝土內部殘留氣體，氣泡形成慢，造成毛細裂紋，氣態和液態物質會通過這些細管滲入混凝土中。如不及時解決，會使鋼筋混凝土結構的強度和穩定性不斷降低，影響公路橋梁的使用壽命。（3）剝蝕。橋梁主體結構表面和其他部分長期受到超載壓力、雨水侵蝕、汽車碰撞等的影響，表面混凝土容易腐蝕，出現脫落、蜂窩孔、橋梁主體露石等導致結構損壞。針對這些問題，必須采取一定的加固與改造措施，以保證公路橋梁運行的安全性與穩定性。

2工程概況

某橋位于國道滬寧深（G318）的羅田縣，根據現場勘測，將現有的橋梁分為左右框架，左橋梁為2×12.2mmT型梁，右橋梁為2×13.0mm中空板。右側的空心平板橋向后加寬，并且狀況良好。腿的主要病害存在于左闊腿的工字梁和微彎板，具體表現：腿部甲板的多次損壞；人行道和欄桿的損壞；鋼筋的嚴重腐蝕；左寬度腿的第一個孔中的縱向接縫和微彎板縱向接縫；所有微通風孔板均出現水平和垂直裂縫，且微型通風孔板的許多主要肋骨都暴露在外，并發生嚴重腐蝕；基臺兩側的伸縮縫被擋住，左橋排水被擋住，腿部區域積水。針對現有橋梁存在的非常嚴重的安全隱患，在與甲方充分溝通后，通過上部結構甲板系統和輔助結構的更換、下部結構的變形以及橋臺基礎和結構的使用加固現有橋梁的左橋。由于基礎的承載力不佳，可以根據周圍的地質條件和橋梁工地的工程經驗確定基臺的使用，因此建議在建造橋梁之前通過載荷測試確定基礎的支撐能力。老橋現狀如圖1所示。

3加固前橋梁的主要病害

（1）上部結構。左幅橋第一孔微彎板第二塊出現縱向通長裂縫，全部微彎板均有縱向、橫向裂縫，微彎板懸臂部主筋大量外露，銹蝕嚴重，如圖2、圖3所示。（2）附屬工程。橋梁多處損壞，部分人行道欄桿損壞，鋼筋嚴重銹蝕，橋臺兩側伸縮縫堵塞，泄水管堵塞，橋面積水，如圖4、圖5所示。

4加固設計方案

經分析，該橋主承重結構主拱圈病害較輕，除局部拱波需進行裂縫修補以外，其余均無結構性加固要求。但是內拱肋全斷面斷裂，橋基嚴重沖刷，影響橋梁正常運行，需要對其進行加固。（1）腹拱圈內增加6道加筋加強板，以提高其自身剛度和抗彎能力。（2）可將舊橋面體系和拱腔柔性填充材料更換為硬質填料，一般用20號小石子代替，增大拱形環的橫截面尺寸，不僅能提高拱形環的力學性能，而且能有效防止拱形橋的變形。（3）對于橋面的材料可以使用鋼筋混凝土整體板來達到加固的目的，同時還可以使拱圈受力均勻，改善橋梁橫向分布狀態。（4）腹拱圈加勁板、換填硬質材料拱腔等均增加了上部恒載，增加了基礎和主拱環的載荷支撐，為了保持主體結構的應力狀態，橋面板的設計高度比原始設計高度低14cm，從而減輕了拱的填充物重量。（5）對嚴重沖刷的4號、5號橋墩，根據基巖埋深較淺的特點，采用在迎水端設置一排防沖樁、在基礎和防沖樁之間拋填塊石、壓漿固結等措施，有效地將樁身前移到防沖樁上，保護墩基不受沖刷。（6）拱頂上立墻等構件的局部裂縫用粘帖碳纖維布封堵，局部脫落用環氧膠泥修補。

5加固改造施工要點

（1）支座更換。為了避免支架搭設，減少更換支架的費用，縮短施工時間，提高經濟效益和社會效益，采用了將千斤頂固定在主梁上，利用杠桿原理將主梁單邊起吊法更換支架。該順橋共有3跨，6條單邊，按1～6的順序排列，如圖6所示。建造時按1～6的順序將單邊吊起來。因各邊涉及6片梁，決定同時起吊，具體方法：①用鋼件整體吊裝6片梁；②在邊梁上各放1個千斤頂；③利用杠桿原理，2人同時操作2個千斤頂，將6片梁整體吊裝就位，以便拆卸橡膠支架。（2）橋墩加固改造。改造前橋墩采用柔性排樁形式，通過對橋墩承載力和樁頂位移的計算分析發現，現有橋墩基本能滿足改造后的需要，但樁頂水平位移較大，為了適應荷載等級提高的需要，對橋墩樁柱進行了加固設計，使其承載力和穩定性得到明顯提高。①在墩柱縱向兩外側的樁柱上貼鋼板。②在距蓋梁底面6m、3m處分別設1道預應力連梁，以改善樁柱的整體受力性能和穩定性。③鋼板在連梁附近必須采用通長布置方式，允許在連梁之間設置鋼板接頭。經過分析計算，改造后的墩臺抗推剛度比改造前有較大提高，有效降低了樁頂水平位移；對樁柱采用貼鋼板進行加固，也提高了樁柱縱向抗彎性能。改進后有效地改善了墩臺的整體受力性能，增加了墩臺的穩定性，確保了橋梁的使用安全，并最大限度地節約了改進后的費用。（3）加固4號、5號橋墩基礎。①搭建一個鉆機施工平臺。臺面可以采用輕鋼托架，承受水流沖擊，鋼托架可以固定在橋墩上。②采用地質鉆機進行鉆孔作業。防沖樁直徑只有50cm，可以用GY-150地質鉆機打孔，施工方便。③打孔后，下鋼筋籠，在水下灌注成樁。④在防沖樁與墩臺之間拋填塊石，直至覆蓋上游及左右兩端的地基。⑤塊石采用帷幕壓漿工藝止水壓漿，使樁基、塊石及橋墩基礎形成整體式結構。

6結論

路橋在城市建設和發展中起到了重要作用，可以促進城市經濟發展。為了解決在建造和使用路橋時影響路橋安全使用的問題，文章結合工程實例提出了科學合理的橋梁加固和改造設計方案，并簡要概述了設計要點，為橋梁加固和重建提供了重要的參考。

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作者:韓富強 單位:同圓設計集團有限公司