城市危橋加固改造措施研究

廣東省建筑科學研究院集團股份有限公司，廣東 廣州 510500

隨著我國經濟的快速發展、汽車保有量的增加，以及交通物流的發展，城市交通壓力越來越大，城市橋梁所承擔的通行量呈幾何倍數增加。目前有相當數量的城市橋梁不能滿足正常使用需求，被定義為危橋。城市危橋的加固改造工作變得越來越重要。

特大橋、大橋、重要中橋設計使用年限為100年，中橋、重要小橋設計使用年限為50年，小橋設計使用年限為30年[1]。由此可見，建造于20世紀70年代至90年代的中橋、小橋已經接近設計使用年限。由于受建造年代的設計標準、建設管理水平、施工過程質量控制、原材料檢驗等方面因素的影響，存在裂縫、露筋、結構變形等病害的橋梁不能及時得到養護維修，加上超重超載車輛通行、風吹日曬雨淋、河流沖刷和水汽侵蝕、長年累月的荷載反復作用等，必然使橋梁承載能力受到嚴重考驗，橋梁運行存在較大的安全隱患。對于一些病害較嚴重的橋梁或經檢測、評估鑒定為危橋的橋梁，急需進行加固改造。危橋加固改造應有完整且具體的改造措施，首先需要根據橋梁受損嚴重程度對橋梁進行鑒定，對有重要加固改造價值的危橋進行可行性研究，并對設計、施工、監理、監測等階段重要事項進行規范性要求，最后進行項目驗收。

1 可行性研究

（1）對于技術復雜、對當地交通和環境影響較大或投資規模較大（1000萬元以上）的危橋加固改造項目，應開展可行性研究。危橋加固改造可行性研究應委托具有市政公用工程咨詢資質證書或市政工程設計資質證書的第三方機構承擔。項目負責人應具備高級工程師及以上職稱，其余技術人員均應具備橋梁專業背景和助理級及以上職稱。

（2）危橋加固改造可行性研究報告應對項目建設的必要性、項目建設條件、橋梁病害現狀、加固改造方案、環境影響評價、社會評價、投資估算、建設安排等內容進行論證。加固改造方案比選中，應綜合考慮經濟性、技術性以及社會影響因素，綜合比較技術方案中結構計算分析難易程度及準確性、構造措施合理性、施工難度、工藝成熟度、質量和工期等因素。同時需要考慮施工作業對交通安全、結構安全的影響程度以及加固改造后結構耐久性等方面的影響。

（3）對于經濟效益落后、維修不經濟合理的危橋，應采用拆除方式；對于基礎、墩臺及上部結構均有缺陷和變位的危橋，也宜采用拆除方式。一般來說，符合下列條件之一時，優先選用維修方案：①橋梁經維修后，其結構性能、承載能力以及加固技術的耐久性都能達到使用要求[2]。②橋梁下部結構有足夠的承載能力，能滿足上部結構加固后橋梁自重和通行荷載增加對基礎的要求。如果基礎承載能力不足，則應先采取措施加固下部結構。③加固盡量節省材料、費用和時間，在分析經濟效益時，應包含拆除重建或因加固維修而中斷交通所造成的經濟損失。一般情況下，加固維修比拆除重建節省費用在60%以上才認為是經濟的、有價值的。

（4）對于技術復雜、難度大的項目，可針對第三方機構出具的危橋加固改造可行性研究報告組織召開專家評審會，對加固改造方案、投資估算和建設安排等內容進行評審驗收。原則上，專家組成員不宜少于5人，且職稱均應在高級及以上。

（5）在危橋加固改造可行性研究報告通過地區主管部門驗收后，地區主管部門應及時制訂危橋加固改造計劃、編制資金申請報告，并將相應資料歸檔。

2 危橋加固改造的一般規定

（1）危橋為處于危險狀態，不能達到通行安全和結構安全要求的橋梁。為確保城市橋梁發揮固有的使用功能作用，對于危橋，地區主管部門應及時采取有效的加固改造措施。加固改造措施包括拆除工程和維修工程。

（2）對于需拆除的危橋，存在一定的拆除風險，且施工安全要求高，因此應本著“安全第一、施工有序、平衡對稱、化整為零、逆向施工”的原則，確保拆除工作安全、快捷。對于需進行維修的危橋，應根據橋梁加固工程的共性，結合具體橋梁的特殊性，采用、探索和總結切實可行的加固方法[3]。對于技術難度大、結構復雜的橋梁加固改造工程，應開展安全風險評估，制訂應急預案。

（3）橋梁采取加固改造措施期間，應提前做好各項社會公告和設置限行交通管制，減少社會影響。加固改造完工后，應及時上報地區主管部門批復設計文件并組織交（竣）工驗收，除了加固改造的特大橋、大橋，其余危橋加固改造工程可視具體情況將交工驗收和竣工驗收合并進行。橋梁竣工驗收后，地區主管部門應在1個月內將危橋加固改造工程的相關技術資料進行歸檔，歸檔資料應能真實反映危橋加固改造情況和加固后評價情況。

3 設計階段的危橋加固改造

（1）危橋加固改造設計應根據隱患排查與專項評估結果、可行性研究報告（如有），由具有相應設計資質的單位制訂確實可行且經濟有效的設計方案。Ⅰ級危橋及Ⅱ級危橋中的特大橋和大橋的加固改造設計應由具有市政工程甲級設計資質的單位承擔，項目負責人應具備高級工程師及以上職稱；其他危橋可由具有市政工程丙級設計資質及以上資質的單位承擔，項目負責人應具備工程師及以上職稱。

（2）在設計階段，危橋加固改造措施應滿足下列要求：①對于已進行可行性研究的，或中、小橋的加固改造工程，且工程投資額在500萬元以下的項目，可采用一階段施工圖設計。②對于未開展可行性研究的大橋、特大橋以及Ⅰ級危橋的維修工程，可采用方案設計和施工圖設計兩階段設計。方案設計時應至少提供兩個維修方案，供專家論證，擇優選擇實施方案。

（3）危橋維修工程還應滿足下列要求：①一般采用減輕恒載、加固臨時桿件、提供補充桿件、改善原結構受力體系等方式來提高橋梁承載能力[4]；對原設計不符合現道路通行荷載要求的橋梁，亦可采用擴建技術來提高承受荷載的能力。②危橋加固的設計荷載不得低于原設計荷載等級，原設計荷載等級低于城-B級的，原則上以城-B級或以上荷載等級為標準設計。③加固的橋梁結構及其防護設施應符合現行行業標準《城市橋梁設計規范（2019年版）》（CJJ 11—2011）和《城市橋梁結構加固技術規程》（CJJ/T 239—2016）的規定。

4 施工階段的危橋加固改造

（1）危橋加固改造施工難度大、施工空間限制較多、施工危險性大，施工作業應盡量降低對當地交通、環境和社會的影響，并按有關規定制訂應急預案、提前做好各項社會公告和設置限行交通管制措施。其中，交通管制措施應征求轄區公安機關交通管理部門意見。

（2）危橋加固改造施工主要包括危橋拆除工程、特大橋和大橋的維修工程、中橋和Ⅰ等養護小橋維修工程、其他橋梁維修工程，施工單位應具備橋梁工程專業承包資質，項目經理應具有工程管理工作經歷或具備高、中級職稱。

（3）危橋加固改造措施實施前，施工單位必須制訂施工組織設計或專項施工方案，具體應滿足以下要求：①危橋拆除工程應制訂切實可行的專項施工方案，明確施工作業所需機械設備及被拆除物的倒運地點等。②危橋維修工程應按施工圖設計文件和技術規范要求編制施工組織設計，其中應包括編制說明、危橋概況、施工準備、施工總體策劃、施工組織機構、加固施工方案、交通組織方案、資金計劃、總進度計劃及進度圖、質量管理和質量保證體系、安全生產、環境保護、職業健康等。③危橋加固改造工程施工前，應進行施工技術交底。

（4）進行危橋加固改造工程施工作業時，應加強施工安全管理，嚴格按現行行業標準《市政工程施工安全檢查標準》（CJJ/T 275—2018）的規定執行，防止安全事故發生。

（5）進行危橋加固改造工程施工作業時，應加強工程質量管理，嚴格按設計文件和現行相關技術規范要求施工，對于重要工序和有特殊工藝要求的工序，應認真分析研究確定施工方法、工藝流程及控制措施，施工中做到認真細致，嚴格控制施工質量[5]。

（6）危橋拆除工程施工作業還應滿足以下要求：①拆除前，應對附掛在橋梁外側的管道進行遷改，并探明地下各種管線和構筑物，避免在拆除施工中破壞地下不明管線或其他構筑物。②危橋拆除時應要求施工單位建立健全施工現場管理規章制度和成立安全領導小組，安全責任落實到人。③危橋拆除時應要求施工單位對整個施工范圍進行全封閉施工，危橋兩端施工現場應采用防護網徹底封閉，外圍所有通行路口宜采用封閉式圍擋或砌筑式圍擋封閉，禁止車輛及行人通行。

（7）危橋維修工程是對既有結構進行補強的工作，施工作業應滿足以下要求：①施工前，施工單位應對橋梁的病害進行復查，并將復查結果通知有關單位。在橋梁加固施工過程中，應加強觀測與檢查，及時反饋信息，指導施工。②危橋加固使用的材料應具有國家相關管理部門認定的產品性能檢測報告和產品合格證，其物理力學性能指標應滿足設計要求。加固用的材料檢驗應依據國家及行業現行有關標準執行。③施工前，應對施工現場、機具設備及安全防護設施進行全面檢查。其中，用于橋梁試驗與檢測的各類儀器設備應進行標定，橋梁加固設備應按要求校驗，確認符合安全要求后方可施工[6]。④高空作業所需支架、平臺在安裝前應認真進行詳細的驗算，保證其穩定性和安全性，安裝時應配置安全網，確保施工人員及行人安全。⑤全體施工人員應掛牌施工，并戴安全帽，閑雜人員不得進入施工現場，高空作業人員必須系安全帶、掛安全繩、穿膠底鞋[7]。⑥加固用樹脂類化學材料的保管應是密封儲存，遠離電氣設備及火源，避免陽光直接照射，并采取可靠的防護措施。使用場所應采取必要措施保護，保持良好通風，且現場施工人員應采取相應的勞動保護措施[8]。⑦要加強對施工現場電氣設備及電力線路的檢查，保證電力線路完好，電氣設備絕緣良好。各種電動機械應接地，并配有專用開關，加漏電保護器。⑧施工現場應有防火設施和滅火器材，要防止電焊火花濺落到易燃物料上。⑨施工現場要加強交通管制，設立明顯的警示標志。對于施工中通行的橋梁，應安排專人進行指揮和管制交通，確保行人和行車安全。⑩加固維修橋梁的質量檢驗與驗收應符合設計文件和現行行業標準《城市橋梁結構加固技術規程》（CJJ/T 239—2016）的規定。

5 監理咨詢

（1）對于規模較大的危橋維修工程應開展監理咨詢，危橋加固改造工程監理咨詢必須由具有相應監理資質的單位承擔。

（2）根據現行國家標準《建設工程監理規范》（GB/T 50319—2013），地區主管部門應規范施工監理程序，要求監理單位加強對施工現場、施工工藝的質量和安全管理，嚴把材料入場關、施工工序關，確保工程質量。主要包括以下內容：①按規程規定，對施工現場質量管理進行檢查。②組織編制施工質量驗收項目劃分表，設定工程質量控制點。③組織施工單位制訂詳細規范的施工組織設計，在施工路段兩端設置明顯的施工標志、安全標志，做好作業現場的管理工作，保證施工車輛、人員和過往車輛的安全。④要求施工單位嚴格按規定建立安全保障體系，制訂安全應急預案，確保施工安全。⑤對進場的工程材料、設備、構配件的質量進行檢查驗收及原材料復檢的見證取樣[9]。⑥編制監理日志，記錄施工質量問題及處理臺賬。⑦審查施工單位的分部工程驗收和竣工申請，組織分部工程驗收，組織編寫工程質量評估報告，參與工程竣工驗收。

6 項目監測

（1）進行危橋加固改造工程施工時應對關鍵部位的施工進行動態監測，以便指導下一步施工，且及時有效地評估結構的安全性，預測結構的性能變化，并對突發事件進行預警[10]。

（2）危橋拆除工程施工過程中，為保證結構的穩定性，使變形和內力始終處于安全范圍內，必須加強安全監控。特別是大跨徑拱橋和特殊結構橋梁，宜在監測設備安裝到位后再進行拆除施工。

（3）危橋拆除工程的監測內容如下：①對結構裂縫進行觀測，測定開裂荷載、位置，描述裂縫的發展和分布以及裂縫的寬度。當裂縫過寬時，應該及時示警，以免發生危險。②對主拱肋和主梁控制斷面應力應變進行監控觀測。選擇結構控制斷面（如最不利受力截面、施工質量差或出現裂縫處、易于觀測的位置）布設測點，及時確定主拱肋或主梁應力應變是否超限，從而得知主拱肋或主梁的安全狀況。③對關鍵斷面的幾何（變形）進行監控。在主梁跨中，3/4截面和橋墩臺上布設測點，直觀掌握全橋整體受力狀況，為橋梁安全拆除提供預警。④當橋梁采取橫向限位支架等臨時支撐措施時，確保橋梁拆除過程中不發生失穩現象，應對支架的變形、位移以及支架基礎的沉陷等進行觀測，如發現超過允許值的變形、變位，應及時采取措施處理，以免造成隱患。

（4）危橋維修工程施工監控應按現行國家標準《建筑與橋梁結構監測技術規范》（GB 50982—2014）的有關規定執行，主要包括以下內容：①擴大基礎施工加固期間，應對梁橋的墩臺、拱橋的拱腳、斜拉橋或懸索橋的橋墩和索塔的沉降、傾斜進行監測，可對基礎筏板的應力、鉆孔樁和鋼管樁的樁頂反力、基底土分擔荷載的比例進行監測。②監測的關鍵構件及其關鍵部位宜包括特征位置構件、吊桿或吊索、斜拉索、主纜。③對復雜支架、扣塔及吊塔施工過程中的主要臨時設施應進行應變監測。④頂推施工期間監測應將臨時結構納入主體結構監測體系，頂推過程中應對主體結構及頂推臨時結構的力學參數、幾何參數及頂推速度進行監測。⑤頂升施工期間應對頂升速度、同步性和被頂升結構的穩定性進行監測，并根據頂升過程結構的受力特性確定變形和應變測點。

7 工程驗收

（1）危橋加固改造工程的質量檢查內容宜按照現行行業標準《城市橋梁工程施工與質量驗收規范》（CJJ 2—2008）、《城市橋梁結構加固技術規程》（CJJ/T 239—2016）相關內容執行。對于部分缺少檢評標準的新技術、新材料，可由設計單位提出驗收標準。

（2）危橋加固改造工程驗收依據主要包括以下內容：①經批準的危橋加固改造工程計劃文件。②簽訂的工程合同。③批準的設計文件、預算及批復。④批準的變更設計文件及圖紙。⑤工程有關標準、規范及有關規定。

（3）工程驗收應當具備下列條件：①完成設計文件和合同約定的各項內容。②有完整的技術檔案和施工管理資料。③有工程使用的主要材料和設備的進場試驗報告[11]。④有設計、施工等單位分別簽署的質量合格文件。⑤有施工單位簽署的質量保證書。⑥有質量監督機構出具的項目質量鑒定證書。⑦工程質量缺陷問題已整改完畢。

（4）檢驗危橋加固改造工程效果時應根據設計文件的要求，對耐久性、安全性和適用性進行檢驗，驗證加固改造后橋梁有關性能是否滿足設計預期。

（5）為確保加固改造質量及評價加固效果，對于因橋梁承載能力不足而進行加固改造的危橋，加固改造后應采用荷載試驗進行檢驗。

（6）對于部分缺少檢評標準的新技術、新材料，可由設計單位提出相應的評價指標和檢驗評定標準，或在新技術、新材料應用一年及以上時間后，委托第三方咨詢機構進行新技術、新材料的應用后評價。

8 結束語

城市危橋加固改造項目的規范化操作有利于從制度上保障整個建設項目的順利進行。結合項目管理角度對危橋進行針對性加固改造，能使工程更加高效、經濟、合理。各地可根據當地具體管養橋梁的實際情況，制訂系統性的危橋加固改造措施，從而最大限度地促進經濟、資源、環境的融合、推進智慧城市的和諧繁榮發展。