舊橋改造方案比選分析

李 民

（新疆維吾爾自治區交通規劃勘察設計研究院，新疆 烏魯木齊 830001）

1 舊橋現狀概述

舊橋全長75.79 m，橋寬12 m，橋寬組合為0.5 m（防撞護欄）+11 m（車行道）+0.5 m（防撞護欄）。橋梁上部結構為1～50 m鋼筋混凝土剛架拱橋，橫向布置5片拱片，拱片拱腿段為直線，實腹段為二次拋物線；拱片籍以橫系梁、微彎板及現澆混凝土橋面鋪裝連成整體[1]。橋梁下部結構為重力式橋臺，擴大基礎。

經橋梁檢測該橋質量狀況得分為56.4分，根據重要構件缺損狀況評定原則，該橋最終評定為五類橋。（1）表觀檢查結果表明：拱片3L/8和5L/8斷面附近斜裂縫現象較為顯著，裂縫典型介于0.12～0.35 mm之間，且部分裂縫貫通拱片截面；實腹段跨中及個別弦桿小節點附近豎向裂縫現象顯著，部分裂縫向兩側面延伸形成“U”型或“L”型裂縫，部分裂縫沿側面通長，裂縫典型寬度介于0.08～0.20 mm之間，橫系梁與拱肋間節點處脫開現象嚴重。（2）荷載試驗結果表明：各工況下主要測點靜力荷載試驗校驗系數大于1，橋梁實際工作狀況與理想狀況相比偏于不安全，判定承載能力不能滿足要求。（3）按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG 3362-2018）規范要求，基于現狀的結構驗算結果、典型截面設計驗算結果表明：部分工況下實腹段跨中截面、拱腿根部截面、內弦桿跨中截面承能力不滿足規范要求。

根據檢測結果，舊橋承載能力不能滿足新規范中公路-I級荷載要求，結構性病害數量較多，已處于較為危險狀態。

2 橋梁改造方案

2.1 舊橋加固處理

本方案擬對老橋進行加固處理，見圖1。處理方法：（1）結構混凝土裂縫、破損及鋼筋銹蝕處理。開裂部位采用封閉灌漿修復，對于裂縫寬度≥0.15 mm采用裂縫灌注膠進行灌縫處理，裂縫寬度＜0.15 mm采用透明裂縫封閉膠進行封縫處理[2]；破損部位如疏松、剝落、蜂窩麻面等采用環氧樹脂砂漿進行修復；銹蝕或外露鋼筋進行除銹和阻銹處理。（2）主要結構受力構件加固處理。①拆除老橋上部微彎板及橋面系。②增大主拱腿截面：對主拱腿自拱腳向上8 m段進行鑿毛并植入鋼筋，然后布設縱向主筋和箍筋，最后澆筑混凝土。③斜撐四周及各拱片（除已進行截面增大的拱腿部分）下緣表面粘貼鋼板。④增設橫系梁并增大原有橫系梁截面。⑤在拱片之間搭設工字鋼，工字鋼上表面焊接栓釘，搭設模板，現澆橋面板，施工橋面鋪裝。加固完成后，對各結構需進行防腐處理。

圖1 加固處理方案

2.2 預應力混凝土現澆連續箱梁

擬拆除老橋拱片及橋面系，局部改造舊橋橋臺，新建15.3 m+23 m+15.3 m現澆預應力混凝土連續梁；上部結構主梁采用單箱雙室等截面箱梁，梁高1.6 m；下部結構橋墩采用柱式墩，基礎采用樁基礎，由于主梁高度較舊橋增加，需鑿除舊橋橋臺臺帽及部分前墻混凝土，然后重新現澆臺帽。施工為支架現澆方案，見圖2。

圖2 現澆箱梁橋型布置（cm）

2.3 新建鋼管混凝土拱橋方案

擬拆除舊橋上部拱片及橋面系，利用舊橋橋臺，新建1～50 m鋼管混凝土拱橋，主拱采用三片啞鈴型鋼管混凝土拱結構，凈矢跨比為1/10，拱圈線型為2次拋物線，拱圈高度1.3 m，拱腹采用立柱接梁式拱上建筑，拱上主梁采用簡支實心板，施工采用少支架方案。

圖3 新建橋型布置（cm）

2.4 預應力混凝土預制箱梁方案

擬拆除舊橋拱片及橋面系，局部改造舊橋橋臺，新建2×27 m預制預應力混凝土箱梁，上部結構主梁采用裝配式預應力混凝土（后張）箱梁，梁高1.6 m，簡支結構，墩中心處橋面連續；下部結構橋墩采用蓋梁柱式墩，基礎采用樁基礎，優化橋梁所處段豎向線形，需鑿除舊橋橋臺臺帽及部分前墻混凝土，然后重新現澆臺帽。

圖4 預制箱梁橋型布置（cm）

2.5 新建3x20 m裝配式預應力混凝土小箱梁

擬拆除舊橋，新建3×20 m預應力混凝土連續梁，上部結構采用裝配式預應力混凝土小箱梁，梁高1.2 m；下部結構橋墩采用柱式墩，基礎采用樁基礎，采用無支架吊裝施工。

圖5 裝配式橋型布置（cm）

3 改造方案比選

5種舊橋改造方案各有所長。經過論證分析最終選擇方案四為推薦方案。改造方案的優、缺點比較見表1。

表1 方案對比

4 結語

從目前工程實踐看，早期應用較廣的剛架拱橋具有構件少、自重小、施工簡便、造價低、結構線條簡單、外形美觀大方等特點[4]，符合當時經濟社會需求。為適應現階段重載交通量的需求，經方案論證比選，該舊橋采用拆除舊橋上部結構、原有重力式橋臺局部改造、增設樁基礎、柱式中墩、新建2～27 m預應力混凝土箱梁的方案。