市政桥梁拓宽改造工程的设计施工中问题分析

■郑祥顺 ■上饶市市政工程管理处，江西 上饶 334000

业内人士都十分清楚，在桁架拱桥、斜腿刚架拱桥以及双曲拱桥基础上，发展处来了钢筋混凝土刚架肋拱桥，在具体施工过程中，需要使用主拱腿、腹孔弦杆、实腹段、还有横系梁和斜撑梁组成桥梁的裸肋，然后利用现浇混凝土的施工工艺，把裸肋和桥面连接成一个整体，由于该设计不仅外形美观，而且节省材料，整个桥体非常轻，因此在桥梁建设中经常被使用。

1 桥梁现在所面临的病害问题

1.1 路面窄小且有裂缝

由于该桥梁使用多年，再加上车流量比较大，因此对整体桥面的破坏程度非常大，在桥面的沥青面，产生了非常严重的横向和纵向的裂痕，而且还有很大一部分有严重的龟裂问题，经过现场测算，裂缝都在0.5 到0.3 毫米范围，大多数都是横向裂缝，不仅如此，尤其是以腹拱圈拱顶附近较为严重。

1.2 栏杆严重破损

由于当时设计中没有考虑到社会发展这么快，因此桥面非常窄，同时也就导致栏杆被车辆撞坏，以及被行人跨越弯折严重，在此种情况下对过往车辆和行人埋下了非常大的安全隐患，因此必须对其进行改建。

1.3 腹拱圈有裂缝发生

在现场核查中发现，腹拱圈的拱顶位置有一个非常大的裂缝存在，同时还伴有渗水和结晶问题，有一少部分腹拱圈拱波纵桥向开裂，与此同时有些墩身呈现竖向的开裂形式，由于有的腹拱墩没有设计变形缝，致使两侧腹拱圈发生严重变形，墩顶位置的侧墙也由于载荷加大而在竖向发生裂缝。

2 拓宽改造工程的设计施工方法

2.1 新增钢砼拱梁设计

增设边肋拱梁改造方法是最简单的拓宽改造方式，同时该技术和上部结构改造能同时使用。在原有设施基础上，拆除原来桥面二侧的栏杆和人行道板，将桥面人行道向桥面二边延伸，这样桥面就被扩宽，原有设计单位将新增加的钢砼肋拱梁位置安排在原拱的内侧，桥梁上部拓宽桥面的盖梁很粗壮，这样拓宽后桥梁各构件荷载分布不能满足桥梁整体拓宽的需要，因此在对设计图纸审查中提出:新增钢砼肋拱梁应该设在原有肋拱梁的外侧，减少上部盖梁的悬臂长度，不仅可以减少上部盖梁的悬臂弯矩及规格尺寸，同时便于对城市桥梁进行外观改造，美化城市环境.

新增加的钢砼肋拱梁和原肋拱梁利用铰接来连接，这个新梁不承受原肋拱梁传递的剪力，因此也不参加荷载横向分配，而是仅仅承受自身的恒载，还有人行道恒载及人群荷载。这种设计不仅增加了桥台两侧的宽度，同时还有效减少了桥面盖梁的悬臂长度，减少桥面盖梁的弯距，然后对上部的盖梁进行加固和提载，由于使用了少量的钢材，同时不需要加宽桥墩，节省工程造价，同时也满足了各项技术的要求(原主桥拓宽断面图如图1 所示)。

2.2 主肋拱梁、腹拱墩提载加固设计

为保障桥面拓宽提载，还要确保桥梁整体力学结构和桥梁的稳定性，就要对在主肋拱梁下缘支座进行加固，进行现浇整体式钢筋混凝土底座的施工(整体式施工后，拓宽盖梁立面图如图2 所示)，把主肋拱梁的抗扭和承载能力提高上来，这样能够加强主肋拱梁拱脚截面的抗负弯矩力。而针对于腹拱圈，为了把腹拱圈的整体承载力和刚度提高上来，也要浇筑整体的钢筋混凝土底座。由于原来腹拱墩是虽然使用钢筋混凝土浇筑而成，但不能满足桥梁拓宽提载能力，所以还要在原来腹拱墩四周外包的钢筋混凝土。

图1 主桥拓宽图

图2 拓宽后盖梁立面图

2.3 主肋拱梁采用悬挂支架模板法施工

由于主肋拱梁跨度达到42 米，主肋拱梁顶到河床高度超过12 米，且水比较深。经过综合比选，主肋拱梁采用悬挂支架模板法施工。

利用大桥原来的主肋拱梁作为悬挂支架模板的承载体。将20 号工字钢作为悬臂钢梁固定在原来的主肋拱梁上，然后在20 号工字钢悬臂钢梁上挂主肋拱梁的模板及工作平台，简便安全，节约工程造价。

2.4 桥拱梁，盖梁新老砼结合面的处理

由于大桥在进行拓宽提载施工时，要保留中间部分机动车道作为人行道，不能进行全封闭施工，桥面以下加固腹拱圈、腹拱墩、盖梁的混凝土采用高标号、高流动性的自密实混凝土进行灌注施工，要求一次性完成每个构件自密实混凝土灌注。

由于现有的大桥宽度已经满足不了其功能作用，因此在原有基础上进程拓宽处理，先把原来的人行道拆除，然后在桥面板下分别加固101 根横向的盖梁及202 根腹拱墩。

对盖梁和腹拱墩新老砼结合面的处理，其实质就是要把表面之间的缝隙处理掉，设计使用表面凿毛法。由于施工空间有限，采用人工使用电动工具凿毛工作效率不高。经过实验，我们采用超高压水枪冲凿的方法对原来混凝土表面进行凿毛，凿毛的深度在20 到30 毫米，保证混凝土表面粗糙度。然后在原来的混凝土梁柱表面进行植筋，植筋的抗拉拔强度要求超过钢筋的屈服强度。充分保证新老钢筋混凝土在荷载作用下的整体性，植筋的弯钩可以对新增加的钢筋进行箍固的作用。

2.5 桥面拓宽外观处理

纵向桥面板采用分段预制，安装在延长加固的预应力混凝土盖梁上面，以形成一孔整体式桥面板。由于是城市桥梁，对改造后桥的外观要求比较高，对大桥整体外观进行改造，特别是对桥面做翻新处理，机动车道重新铺设沥青混凝土。人行道板采用是花岗板铺设而成。为了提高整体桥梁的实用性，增加桥梁附属设施的稳定性，在花岗岩路缘石和钢筋混凝土人行道梁之间，采用植筋的方式进行连接固定，提高了桥梁的使用寿命。

为满足城市桥梁美观亮化要求，在桥面人行道钢栏杆内要安装亮化灯，在保证用电安全的同时，还能确保灯具隐藏美观，避免其他原因造成路灯损害，同时也方便维修人员对其维修。

上饶市胜利大桥拓宽提载工程施工完成后，经过江西省交通工程质量检测中心全面检测，完全满足城市桥梁A 级标准要求。

3 总结

随着我国经济建设的快速发展，上述的情况会经常发生，以有桥梁的功能已经不能满足社会的发展，因此对桥梁改造拓宽技术的研究是十分有必要的，在原有桥梁基础上进程有目的的改造，不仅能节约大量的桥梁建设资金，而且充分的体现了可持续发展的战略思想，把桥梁的利用率和使用率最大化，提高我国整体桥梁的改造技术。

［1］陈静新.地方公路改建工程中旧桥拓宽设计探讨［J］.工程技术，2010(7):62.

［2］温庆杰，叶见曙.新旧钢筋混凝土梁横向拼接的收缩徐变效应分析［J］.东南大学学报，2006，36(4):198-203.

［3］宗周红，夏樟华，陈宜言，等.既有桥梁拓宽改造纵向接缝研究现状与实例分析［J］.福州大学学报，2009，37(2):248-260.