G321广成线隆昌飞泉立交桥危桥改造工程提高通行能力的探索

摘要:笔者提出一个在原汽-20；挂-100，人群3.5KN/m2的9-20m简支梁桥，随着社会经济的发展和交通量的不断增加，使该桥超负荷运行，已评定为四类桥，处于差的状态，目前该桥已限重通行。尽量充分利用基础和下部结构，对受力不足的盖梁及桩柱进行加固和加桩，更换主梁。以达到公路Ⅱ级，人群3.5KN/m2。

关键词:盖梁及桩柱加固;加桩;更换主梁

Abstract: the author puts forward a in the original steam-20; Hang-100, the crowd 3.5 KN/m2 9-20 m the beam bridge, with the development of social economy and increase of traffic flow, so that the bridge overload running, already evaluation for four kind of bridge, in a poor state, at present the bridge has limited heavy traffic. Try to make full use of the foundation and infrastructure, lack of stress the cover of the beam and column pile reinforcement and add pile, replace the main girder. In order to achieve the highway Ⅱ level, the crowd 3.5 KN/m2.

Keywords: cover beam and column pile reinforcement; Add pile; Replace main

中图分类号：U445.7+2 文献标识码：A文章编号：

一、前言

为满足隆昌老城区与工业区的畅通无阻，针对原桥现状，本文提出了对梁桥加固改造的处治方案。

二、原桥状况

飞泉立交桥位于国道321线内江市隆昌县境内K1876+948公里处，原桥于1990年建成，使用至今已超过20年。本桥为9-20米钢筋砼T梁，桥面总宽度为12米，其中车行道宽为9.0米，两侧各1.5米人行道，桥面铺装为6cm钢筋砼+4cm沥青砼，桥梁设计荷载为汽-20级，挂-100，人群为3.5KN/m2。

通过对全桥的外观检查，现飞泉立交桥桥面铺装及栏杆多处破损严重且露筋，桥面铺装出现多条纵向裂缝，桥面伸缩缝亦出现堵塞、破损现象。全跨T梁腹板均存在多条竖向裂缝，多数裂缝已经延伸至翼板根部；T梁翼板根部根部存在纵向裂缝，部分裂缝宽度已经超过0.2mm。全桥横隔板均已出现严重的渗水和泛碱现象，横隔板连接处开裂，局部钢筋外露，锈蚀严重，经常有砼块掉落，梁板间横向连接性很差。桥梁整体布置详见图1.1和图1.2。

图1.1 飞泉立交桥位置图

图1.2 飞泉立交桥立面图

一、 桥梁病害、产生原因及加固改造的必要性和可能性

1、桥梁病害

①T梁腹板及翼板出现裂缝，部分宽度已经超过规范要求值，即0.2mm，详见图2.1。

图2.1 T梁腹板裂缝

②桥面铺装纵向裂缝，详见图2.2。

图2.1 桥面纵向裂缝图

③梁体端部局部砼破碎，详见图2.3。

图2.3 局部破碎

④横隔板破损、锈蚀，详见图2.4。

图2.4 横隔板破损

⑤腹板铰接缝开裂、渗水，详见图2.5。

图2.5 铰接缝开裂、渗水

⑥伸缩缝堵塞，详见图2.6。

图2.6 伸缩缝堵塞

⑦人行道及栏杆破损

2、病害产生原因

①飞泉立交桥原设计荷载为汽车20级，挂100，随着现有交通量的日益增长（特别是超重车辆非常多，大于汽车20级重车组工况），原桥设计荷载早已不能满足要求。

②原桥设计横隔板采用钢板进行焊接连接，横隔板间用砂浆填塞，钢筋易锈蚀，且连接刚度不够，造成桥面板横向分布更加不均匀，单片梁承载超过理论设计值。

③T梁与T梁间企口缝连接刚度不够，加之桥面未设置与梁体整体连接的现浇层，桥面中心处荷载相对集中，致使桥面出现纵向裂缝。

④桥面未设置防水层，桥梁整体防水性能很差。

⑤该桥建成至今已20余年，气温、雨水对桥梁钢筋的锈蚀致使桥梁承载能力有所下降。

3、加固改造的必要性和可能性

①必要性：飞泉立交桥位于国道321线内江市隆昌县境内K1876+948公里处，为国道321线上的一座重要桥梁，同时是进入隆昌城区的重要通道之一，对隆昌经济的可持续发展有着举足轻重的作用。

②可能性：通过中交第一公路工程局有限公司土木技术研究院检测鉴定，飞泉立交桥被评定为四类桥，处于差的状态，需要大修和改造。根据其验算结果，原桥跨中正截面抗弯极限承载能力能达到汽车20级，挂100的82.2%，原桥桥台、桥墩盖梁、桥墩桩柱目前基本完好，故而本桥尚有进行加固改造的可能性。

隆昌飞泉立交桥位于隆昌县城，跨越成渝铁路、隆纳铁路，为隆昌老城区与工业园区的连接桥梁，交通流量大。该桥修建于上世纪九十年代初，上部构造为9-20米T形梁桥，随着社会经济的发展和交通量的不断增加，使该桥超负荷运行。中交第一公路工程局有限公司土木技术研究院提供的《国道321线隆昌飞泉立交桥检测报告》于2010年8月17日检测，根据《公路桥梁养护规范》JTG H11-2004中桥梁技术状况评定方法和标准对本桥技术进行评定，飞泉立交桥评定为四类桥，处于差的状态，飞泉立交桥承载能力不满足汽车-20；挂-100，人群3.5KN/m2的要求，需要大修和改造。

三、旧桥加固改造提高承载力的构想

1、方案一：换空心板梁加固

①首先将原桥桥面及T梁全部拆除，将盖梁以上的荷载全部卸除，使盖梁的受力状态尽可能达到只有盖梁自身恒载，利于加固盖梁时组合截面的受力效果。

②将盖梁顶面及两侧侧面凿毛，凿成凹凸差不小于6mm的粗糙面，然后将盖梁顶部及侧面按照20cm间距植入Φ12的锚固钢筋，在顶层及底层各均匀分布10根Φ25的受力钢筋，两侧侧面增设Φ10箍筋，间距为10～15cm，最后在盖梁顶面浇注20cm C30钢筋砼及垫石砼，两侧侧面各浇注15cm C30钢筋砼。

③吊装预制好的空心板梁。

④浇注铺装层、安装人行道板、栏杆及灯具等附属设施。

注：全桥采用断道施工，设置便桥保证人行。

2、方案二：换T梁加固

①首先将原桥桥面及T梁全部拆除，将盖梁以上的荷载全部卸除，使盖梁的受力状态尽可能达到只有盖梁自身恒载，利于加固盖梁时组合截面的受力效果。

②将盖梁两侧侧面凿毛，凿成凹凸差不小于6mm的粗糙面，在盖梁两侧侧面按照20cm间距植入Φ12的锚固钢筋，增设Φ10箍筋，间距为10～15cm，然后在顶层及底层各均匀分布15根Φ25的受力钢筋，最后在盖梁两侧侧面各浇注15cm C30钢筋砼。

③浇注挡块砼及垫石砼。

④吊装预制好的T梁。

⑤浇注铺装层、安装人行道板、栏杆及灯具等附属设施。

注：全桥采用断道施工，设置便桥保证人行。

3、方案三：加纵梁加固

①首先检查原桥梁体开裂部分及破损部分，用环氧树脂进行封闭处理。

②将原桥桥面全部拆除，然后将T梁每段铰缝处凿开40cm宽的现浇带，使盖梁的受力状态尽可能达到最小，利于加固盖梁时组合截面的受力效果。

③将盖梁两侧侧面凿毛，凿成凹凸差不小于6mm的粗糙面，在盖梁两侧侧面按照20cm间距植入Φ12的锚固钢筋，增设Φ10箍筋，间距为10～15cm，然后在顶层及底层各布15根Φ25的受力钢筋，最后在盖梁两侧侧面各浇注15cm C30钢筋砼。

④在每段铰缝凿开处浇注20cm宽，130cm高的纵梁（每跨共计6根），同时浇注8cm桥面现浇层（与湿接缝一并浇注），对原T梁翼缘进行抗弯及抗剪加固，同时增强T梁的整体横向刚度和强度，有利于桥梁横向均匀分布。

⑤凿开原桥横隔板，重新浇注20cm厚C40砼横隔板。

⑥浇注铺装层、安装人行道板、栏杆及灯具等附属设施。

注：全桥采用断道施工，设置便桥保证人行。

四、方案的技术经济评价

方案一：估算建安费约为680万。

优点：施工工艺成熟、简单，施工进度快，安全性最大，由于更换了梁体，同时对盖梁进行了加固，故能彻底有效地改善桥梁受力状态，对下穿铁路的影响小。

缺点：工程造价略高。

方案二：估算建安费约为640万。

优点：施工工艺成熟，施工进度快，由于更换了梁体，同时对盖梁进行了加固，故能彻底有效地改善桥梁受力状态，对下穿铁路的影响小。

缺点：T梁预制及吊装难度均大于空心板，T梁对于盖梁的受力点更为集中，对盖梁受力相对不利，同时由于新建T梁高度比原T梁高度大10cm，且需设置垫石，故不利于两侧引道接线。

方案三：估算建安费约为560万。

优点：造价较低。

缺点：施工难度最大，尤其是对铁路跨原桥横隔板的凿除及浇注（其下有铁路用高压线，施工时机的选择及协调工作难度大），施工人员安全及施工质量控制存在较大的困难。

综上所述，建议采用方案一：换空心板梁加固。

注：以上费用不含设备及工具器具购置费、工程建设其他费（拆迁费、临时用地费、建设管理费、监理费、设计文件审查费、交竣工试验检测费）、勘测设计费、桥梁检测费联合试运转费、基本预备费、铁路运输费、铁路运营损失费等。

五、旧桥加固及合理布载结构检算

根据上述合理布置配重车、重车通行时各控制截面的最不利荷载组合的内力值如下表：

从表一、表二对照表明：

主拱圈截面的荷载效应不利组合的设计计算值均远小于其抗力效应值，即N

五、加固处治方案的实施及注意事项

（1）采取断幅施工，编制断道的施工方案。

（2）首先在半幅桥面上按照均衡对称同步的挖出拱上填料。

（3）在拱座及腹拱墩上打眼设置锚筋与增设的C30砼拱圈内钢筋焊接，对称均衡的浇注新增拱圈砼。

（4）浇注腹拱圈砼，恢复拱腔填料和桥面，移道通行、施工另一半幅。

六、结语

本文采取加固和设置配重车通行持重车的方案，重车通过该桥安全可靠，通行时拱顶和L/4点挠度不到2毫米，拱跨结构无任何不利表现，实践证明，采用合理布设配重车对桥梁实施加固处治的方案是安全、可靠且经济的，对于原荷载等级较低而要提高荷载通行能力（或通行特重车辆）的大、中型石拱桥的加固提载是一个行之有效的办法。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。