上橫大橋加固設計技術方案研究

鄧明堯

（珠海市香洲公路養護管理與應急中心，廣東 珠海 519000）

0 引 言

我國經濟的騰飛和基礎設施的建設是緊密結合的，橋梁事業的發展也是借助于這種形勢，承擔著保持交通暢通的重要任務。建成于上個世紀50到80年代的橋梁，其使用年限已快到期，甚至有些已超期服役，長期服役使橋梁出現了一些不安全因素，逐漸不能滿足日益增長的交通需求，若對其進行全部重建則需耗費巨大的資金[1]。另外，部分橋梁還具有一定的歷史意義。因此，對橋梁進行安全分析并采取加固技術有重要研究意義。

由于已建成的橋梁頻頻出現事故，目前在世界范圍內對舊橋加固問題非常關注，對如何加固舊橋進而提升其承載力和延長其使用年限，也成為有關從業者比較關注的問題。1982年國際橋梁與結構會議和1983年第十七屆國際道路會議等國內外會議對橋梁安全狀態評估、橋梁檢測、維養、加固等問題展開了研究和討論。1991年，中國工程建設標準化協會推行的《混凝土結構加固技術規范》[2]和2004年交通部組織由長安大學等單位編制的《公路橋涵養護規范》（JTG H11—2004），規范了國內的公路橋梁的管養加固等工作[3]。

綜上所述，當前國內外學者就橋梁加固進行了大量研究，但是根據現場監測分析資料對橋梁加固方案與實施方面所進行的研究工作還較少。本文正是基于前人研究的基礎，以珠海市斗門區蓮洲鎮上橫大橋加固為例，根據現場檢測分析資料提出切實可行的加固方案。

1 工程概況

珠海市斗門區蓮洲鎮上橫大橋位于X581縣道上，建于1988年，跨越澇澇溪水道，是連接珠海市和江門市的主要橋梁。原橋主要技術標準如下：

（1）道路等級：三級；

（2）設計荷載：汽車-20級，掛車-100；

（3）地震基本烈度：7度；

（4）通航標準：五級航道；

（5）設計洪水頻率：1/300。

上橫大橋全長212 m，其中跨徑總長208 m，單孔最大跨徑16 m，橋梁全寬7.6 m，橋面凈寬7 m上部結構形式為鋼筋混凝土T梁，橋墩為雙柱式墩，跨徑組合為13×16 m。支座為板式橡膠支座，伸縮縫形式為模數式伸縮縫，護欄形式為混凝土防撞護欄，橋面鋪裝形式為混凝土橋面鋪裝。橋面中心標高為7 m；兩端橋頭標高4.8 m。

2 病害分析

2.1 上部結構病害

上部結構主梁的主要病害為：混凝土破損、露筋、泄水孔處主梁外表面水漬、混凝土表面麻面、裂縫泛堿、龜裂、混凝土滲水、混凝土表面涂裝脫落。

2.2 下部結構病害

下部結構橋墩的主要病害為混凝土表面粗糙、破損，墩身裂縫、泛堿，水跡等。橋臺典型病害是護坡破損、橋臺脫空。橋墩蓋梁的主要病害為銹脹、露筋、裂縫等病害，且病害出現較多。

2.3 水下橋墩病害

水下橋墩主要病害為墩柱與橫系梁相交處混凝土破損掏空、承臺頂面露筋等。

2.4 橋面病害

橋面系病害主要為橋面鋪裝坑槽、麻面，以及裂縫等；人行道主要病害為坑槽、混凝土破損，以及人行道磚缺失。排水系統的病害為泄水孔堵塞。

3 加固論證

該項目是珠海市公路網的重要組成部分，具體論證如下：

3.1 安全論證

根據2013年上橫大橋的檢測報告，該橋技術狀況評定結果為四類橋。根據報告顯示，該橋混凝土破損、露筋、裂縫等病害有所發展，結合水下基礎檢查，發現的樁基鋼護筒銹蝕，墩柱混凝土脫落、銹脹露筋等病害，已經影響到該橋使用的耐久性和安全性[4]。為保障人民群眾出行安全，需盡快進行加固。

3.2 經濟論證

隨著斗門區經濟的快速發展，尤其是近年來，多家世界500強企業和國內知名企業先后落戶斗門區，給斗門區經濟帶來了巨大的發展契機。另外，珠海已實施的近期建設規劃（2003—2005年）將斗門確立為次中心城。斗門區社會經濟的快速發展，必然帶來交通需求的迅猛增長。因此，上橫大橋的加固是促進斗門區社會經濟發展的需要。

3.3 發展趨勢論證

2007年3月5日，珠海市委、市政府在斗門區召開加快斗門交通基礎設施建設現場會。會議指出，目前斗門的交通基礎設施建設明顯與經濟發展、城市發展不適應，與高速公路建設不同步[5]，交通發展滯后已嚴重制約了斗門乃至全市經濟的發展步伐。上橫大橋的加固，是加快斗門區交通設施建設促進斗門區發展的具體體現，是落實市委、市政府指導精神的具體體現，是落實科學發展觀的具體體現。

4 加固方案

4.1 勘測資料分析

上橫大橋橋位處地層從上而下共分為五層，分別為：淤泥層、細砂層、亞粘土層、全風化花崗巖層與強風化花崗巖層。該地區處于珠江三角洲平原區，屬亞熱帶海洋性氣候，雨量充沛，地表水網密布，地下水補給來源極為豐實，其地下水類型主要有第四系松散層孔隙水和基巖裂隙水。

該項目總體上路線走廊內沒有發現大型破壞性斷裂直接危及公路工程安全，同時除軟土外，也沒有其它不良地質問題。從地質角度上說，路線區域是穩定的，適宜公路工程建設，不存在因地質問題而引起的線路繞避問題。

4.2 加固思路

該項加固主要根據橋梁的外觀、水下及靜載檢測報告，考慮到主梁撓度已經不滿足規范要求，承載能力不滿足設計要求[6-7]。主要構件有大的缺損，嚴重影響橋梁使用功能，不能保證正常使用。該方案為臨時便橋建成后拆除舊橋的上部T梁結構及蓋梁、樁基系梁，保留舊橋的墩柱；在舊橋兩墩柱之間增設1個墩柱，下部增設墩柱與舊墩柱共同受力，新建蓋梁，更換橋梁上部結構。根據《公路橋涵養護規范》（JTG H11—2004）可知，四類橋應經檢測后進行中修或大修工程[8]。

4.3 加固方案

該項加固從臨時交通組織、上部結構、下部結構和樁基承臺施工四方面提出具體方案。

4.3.1 臨時交通組織

在舊橋北邊修建臨時便橋及連接便道。臨時便橋設置臨時通航孔，有通航需求時可把橋面吊起，見圖1所示。臨時便橋為12 m跨度，全長216 m，貝雷梁結構，全寬7 m，滿足雙向通行需求。引道占用的農田，魚塘及臨時板房需臨時征用，待工程完成后可原狀恢復。

圖1 臨時交通平面圖

4.3.2 上部結構

根據主梁靜載檢測報告，原橋的上部T梁結構撓度已經不滿足規范要求，承載能力不滿足設計要求。待更換的上部結構采用16 m跨預應力混凝土空心板，橫斷面見圖2所示，采用后張法施工，按部分預應力混凝土A類構件設計。中板寬1.24 m，預制板板高0.8 m。根據三級公路標準及前后道路的路幅寬度，橋梁寬度取9.5 m，雙向兩車道設置。

圖2 空心板橫斷面圖（單位：cm）

4.3.3 下部結構

該項目橋梁橋墩樁基、系梁存在露石、露筋、蜂窩、被沖刷腐蝕等病害，為保證結構安全性，在不影響現狀通航條件的情況下，原墩柱兩樁基間增設一墩柱與原墩柱共同受力，見圖3所示。

圖3 墩位平面圖（單位：cm）

新增設的墩柱橫橋向寬1.8 m，順橋向厚度為1 m，與舊橋墩柱保持一致，不減少現狀通航寬度。墩柱底設1.5 m厚，2 m×2 m承臺，承臺埋于河床底下，承臺基礎為1根D150樁基。蓋梁為新建結構，通航孔位置的新建蓋梁底部與原蓋梁頂部齊平，通航高度比現狀提高1.8 m，橋面標高比現狀提高1.2 m，其余非通航孔位置處的蓋梁底標高根據橋梁縱斷面調整，原則上不低于原蓋梁底標高。

原橋臺全部拆除。新橋臺采用薄壁式橋臺結構，雙排4根D100鉆孔灌注樁基礎。

4.3.4 樁基承臺施工

因通航及防洪需求，新加設的承臺須埋在河床以下，此處水深達5 m，施工難度較大。該項目樁基、承臺及墩柱施工采用圍堰法施工，主要施工工藝為：

（1）鋼支架搭設，施工灌注樁基礎。

（2）鋼圍堰制作好后，運至現場定位安裝并封底、抽水。

（3）施工承臺，墩柱。

（4）養護完成后，拆除模板和圍堰至下個橋墩。

5 結 語

依托珠海市斗門區蓮洲鎮上橫大橋加固項目提出了橋梁加固方案的設計思路，得出以下結論：

（1）通過對上橫大橋病害的分析，并對其進行經濟、安全等多方面論證，明確橋梁加固的必要性，為橋梁加固方案的提出奠定基礎。

（2）依據橋梁的外觀、水下及靜載檢測報告與相關的設計標準，從臨時交通組織、上部結構、下部結構和樁基承臺施工四方面提出了全面合理的加固方案。