251省道房頂閘橋（右幅）維修改造方案分析

（江蘇省徐州市公路管理處，江蘇 徐州 221000）

1 項目概況

房頂閘橋位于徐州市八路鎮境內，橋梁中心樁號為K46+460。左幅為1～30m預應力混凝土T梁，右幅為1～20m鋼筋混凝土T梁，左右兩幅之間設置2m中央分隔帶。右幅橋下部結構為鉆孔灌注樁，全長28m，設計荷載為汽-20級，掛-100級，臺后設置擋墻。

2 交通量調查分析

2.1 現狀交通量變化趨勢分析

邳州境內S251土山交通量觀測點能夠反映出本項目斷面交通量變化情況，近幾年交通流量見表1。

S251土山交通量觀測點斷面交通流量（輛） 表1

S251土山交通量觀測點斷面交通量組成 表2

從表1可以看出，2012年至2018年S251交通量增長迅猛，S251土山交通量觀測點斷面交通量年均增長率為12.75%。其中，大型貨車年均增長率為54.67%，特大貨車及集裝箱增長率為43.77%，中小客車增長率為11.1%。總體來看，隨著經濟社會發展該斷面交通量迅速增長，尤其是重載交通量增幅較大對房頂閘橋通行能力提出更高要求。

2.2 交通量組成分析

從表中看出，近幾年貨車比重呈大幅增長趨勢，尤其是特大型貨車比重增幅明顯，其他車型比重總體下降。經調查，近幾年睢寧、邳州境內新開工的新建、改擴建國省道重點工程較多（G104睢寧段、S324睢寧段、S505睢寧段、S270邳州北段、S344邳州段、S250邳州鐵富至市區段改擴建、S271邳州段改擴建等），致使S251線裝載砂石料、商混、混凝土構件的特大貨車流量大幅增加。

為保障橋梁運營安全，應定期對橋梁進行病害調查和技術狀況評定，為橋梁進行維修改造提供依據。

3 老橋調查評定結果及病害分析

根據《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG/T H21-2011）該橋總體技術狀況等級評定為三類。

3.1 右幅橋存在主要病害

橋頭沉陷，2處伸縮縫型鋼變形；T梁腹板存在20條豎向裂縫（縫寬小于0.15mm）、214條斜向裂縫（縫寬小于0.15mm），T梁底板存在橫向裂縫（縫寬小于0.15mm）；0#臺位置處側墻豎向開裂。

技術方案比選 表3

3.2 主要病害原因分析

老橋設計汽車荷載等級為汽-20級，隨著交通量不斷增加，尤其是重載交通大幅增加，對老橋產生疲勞損害，致使上部結構出現裂縫等病害。

T梁腹板斜向裂縫原因：T梁腹板斜向裂縫為彎剪斜向裂縫，屬于結構性裂縫，主要分布于T梁支座至L/4跨區段，是由于梁端一定范圍內主應力超過混凝土承受應力所致，是鋼筋混凝土T梁中出現最多的一種裂縫。

T梁腹板豎向裂縫原因：裂縫中間寬兩端窄，主要為收縮裂縫，一般是施工期間產生的溫縮或干縮裂縫，在收縮應力集中處產生豎向裂縫。

T梁底板橫向裂縫原因：T梁底板橫向裂縫病害，主要為受彎裂縫，在車輛荷載反復作用下，底板承受彎拉應力，在應力較集中區，當彎拉應力大于混凝土承受最大應力時產生橫向裂縫。由于該橋T梁為鋼筋混凝土結構，裂縫寬度未超過規范允許限值，允許帶裂縫工作。

橋臺側墻開裂破碎、橋頭沉陷原因。由于臺后填土填筑不夠密實，在自重及車輛荷載作用下臺后路基產生沉降。當重型車輛行駛在橋臺上時，對橋臺的沖擊作用較大，臺內填土對橋臺側墻產生的土壓力水平分力增大，造成擠壓開裂。

伸縮縫型鋼變形原因。橋梁伸縮縫是剛柔結合的裝置，直接受路面荷載的反復沖擊。由于橋臺處有沉陷，車輛經過時對橋臺形成沖擊荷載，容易造成伸縮縫錨固混凝土破損，型鋼變形、斷裂。碎石、雜物在重車碾壓情況下造成橡膠條破損，碎石進入伸縮縫后，也會影響梁板正常伸縮，造成型鋼擠壓變形。

4 橋梁維修改造方案

4.1 橋梁現狀主體結構承載能力驗算

根據橋梁施工圖紙、地質勘察報告、竣工圖紙以及現場調查相關資料，對老橋承載能力進行驗算，如果老橋T梁中梁和邊梁承載能力極限狀態下的抗彎承載力、抗剪承載力以及正常使用狀態下的裂縫寬度不能同時滿足汽-20級設計荷載要求，則建議進行拆除重建。如果能同時滿足汽-20級設計荷載要求，則通過方案比選確定維修改造方案。

4.2 方案比選

附加固方案主要加固措施：

①對主梁裂縫病害進行表面封閉處理，T梁腹板底粘貼鋼板，T梁腹板兩側斜向粘貼鋼板，抗剪鋼板采用斜45。粘貼，鋼板材質為Q345qc。

②對老橋側墻上部結構進行拆除重建，同時挖除老橋橋頭路基，采用具有施工工期短、減小臺后側壓力、減小路基固結沉降量等優點的泡沫輕質土重新進行臺后填筑，解決橋頭沉降、跳車及擋墻裂縫問題。

③更換C40型伸縮縫，錨固混凝土用C50鋼纖維混凝土。

5 結語

隨著我國經濟發展，重載交通量大幅增加，新建橋梁設計標準隨之提高，但大量的老舊橋梁在設計時的標準較低，在現行交通壓力下很可能出現病害。養護管理單位通過對橋梁進行日常檢查、定期檢查及時發現橋梁病害并對病害進行觀測、處治。對評定為三類及以下橋梁進行特殊檢查，根據橋梁病害程度予以拆除重建或對橋梁結構進行維修加固，保證橋梁運營安全。