上横大桥加固设计技术方案研究

邓明尧

（珠海市香洲公路养护管理与应急中心，广东 珠海 519000）

0 引 言

我国经济的腾飞和基础设施的建设是紧密结合的，桥梁事业的发展也是借助于这种形势，承担着保持交通畅通的重要任务。建成于上个世纪50到80年代的桥梁，其使用年限已快到期，甚至有些已超期服役，长期服役使桥梁出现了一些不安全因素，逐渐不能满足日益增长的交通需求，若对其进行全部重建则需耗费巨大的资金[1]。另外，部分桥梁还具有一定的历史意义。因此，对桥梁进行安全分析并采取加固技术有重要研究意义。

由于已建成的桥梁频频出现事故，目前在世界范围内对旧桥加固问题非常关注，对如何加固旧桥进而提升其承载力和延长其使用年限，也成为有关从业者比较关注的问题。1982年国际桥梁与结构会议和1983年第十七届国际道路会议等国内外会议对桥梁安全状态评估、桥梁检测、维养、加固等问题展开了研究和讨论。1991年，中国工程建设标准化协会推行的《混凝土结构加固技术规范》[2]和2004年交通部组织由长安大学等单位编制的《公路桥涵养护规范》（JTG H11—2004），规范了国内的公路桥梁的管养加固等工作[3]。

综上所述，当前国内外学者就桥梁加固进行了大量研究，但是根据现场监测分析资料对桥梁加固方案与实施方面所进行的研究工作还较少。本文正是基于前人研究的基础，以珠海市斗门区莲洲镇上横大桥加固为例，根据现场检测分析资料提出切实可行的加固方案。

1 工程概况

珠海市斗门区莲洲镇上横大桥位于X581县道上，建于1988年，跨越涝涝溪水道，是连接珠海市和江门市的主要桥梁。原桥主要技术标准如下：

（1）道路等级：三级；

（2）设计荷载：汽车-20级，挂车-100；

（3）地震基本烈度：7度；

（4）通航标准：五级航道；

（5）设计洪水频率：1/300。

上横大桥全长212 m，其中跨径总长208 m，单孔最大跨径16 m，桥梁全宽7.6 m，桥面净宽7 m上部结构形式为钢筋混凝土T梁，桥墩为双柱式墩，跨径组合为13×16 m。支座为板式橡胶支座，伸缩缝形式为模数式伸缩缝，护栏形式为混凝土防撞护栏，桥面铺装形式为混凝土桥面铺装。桥面中心标高为7 m；两端桥头标高4.8 m。

2 病害分析

2.1 上部结构病害

上部结构主梁的主要病害为：混凝土破损、露筋、泄水孔处主梁外表面水渍、混凝土表面麻面、裂缝泛碱、龟裂、混凝土渗水、混凝土表面涂装脱落。

2.2 下部结构病害

下部结构桥墩的主要病害为混凝土表面粗糙、破损，墩身裂缝、泛碱，水迹等。桥台典型病害是护坡破损、桥台脱空。桥墩盖梁的主要病害为锈胀、露筋、裂缝等病害，且病害出现较多。

2.3 水下桥墩病害

水下桥墩主要病害为墩柱与横系梁相交处混凝土破损掏空、承台顶面露筋等。

2.4 桥面病害

桥面系病害主要为桥面铺装坑槽、麻面，以及裂缝等；人行道主要病害为坑槽、混凝土破损，以及人行道砖缺失。排水系统的病害为泄水孔堵塞。

3 加固论证

该项目是珠海市公路网的重要组成部分，具体论证如下：

3.1 安全论证

根据2013年上横大桥的检测报告，该桥技术状况评定结果为四类桥。根据报告显示，该桥混凝土破损、露筋、裂缝等病害有所发展，结合水下基础检查，发现的桩基钢护筒锈蚀，墩柱混凝土脱落、锈胀露筋等病害，已经影响到该桥使用的耐久性和安全性[4]。为保障人民群众出行安全，需尽快进行加固。

3.2 经济论证

随着斗门区经济的快速发展，尤其是近年来，多家世界500强企业和国内知名企业先后落户斗门区，给斗门区经济带来了巨大的发展契机。另外，珠海已实施的近期建设规划（2003—2005年）将斗门确立为次中心城。斗门区社会经济的快速发展，必然带来交通需求的迅猛增长。因此，上横大桥的加固是促进斗门区社会经济发展的需要。

3.3 发展趋势论证

2007年3月5日，珠海市委、市政府在斗门区召开加快斗门交通基础设施建设现场会。会议指出，目前斗门的交通基础设施建设明显与经济发展、城市发展不适应，与高速公路建设不同步[5]，交通发展滞后已严重制约了斗门乃至全市经济的发展步伐。上横大桥的加固，是加快斗门区交通设施建设促进斗门区发展的具体体现，是落实市委、市政府指导精神的具体体现，是落实科学发展观的具体体现。

4 加固方案

4.1 勘测资料分析

上横大桥桥位处地层从上而下共分为五层，分别为：淤泥层、细砂层、亚粘土层、全风化花岗岩层与强风化花岗岩层。该地区处于珠江三角洲平原区，属亚热带海洋性气候，雨量充沛，地表水网密布，地下水补给来源极为丰实，其地下水类型主要有第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水。

该项目总体上路线走廊内没有发现大型破坏性断裂直接危及公路工程安全，同时除软土外，也没有其它不良地质问题。从地质角度上说，路线区域是稳定的，适宜公路工程建设，不存在因地质问题而引起的线路绕避问题。

4.2 加固思路

该项加固主要根据桥梁的外观、水下及静载检测报告，考虑到主梁挠度已经不满足规范要求，承载能力不满足设计要求[6-7]。主要构件有大的缺损，严重影响桥梁使用功能，不能保证正常使用。该方案为临时便桥建成后拆除旧桥的上部T梁结构及盖梁、桩基系梁，保留旧桥的墩柱；在旧桥两墩柱之间增设1个墩柱，下部增设墩柱与旧墩柱共同受力，新建盖梁，更换桥梁上部结构。根据《公路桥涵养护规范》（JTG H11—2004）可知，四类桥应经检测后进行中修或大修工程[8]。

4.3 加固方案

该项加固从临时交通组织、上部结构、下部结构和桩基承台施工四方面提出具体方案。

4.3.1 临时交通组织

在旧桥北边修建临时便桥及连接便道。临时便桥设置临时通航孔，有通航需求时可把桥面吊起，见图1所示。临时便桥为12 m跨度，全长216 m，贝雷梁结构，全宽7 m，满足双向通行需求。引道占用的农田，鱼塘及临时板房需临时征用，待工程完成后可原状恢复。

图1 临时交通平面图

4.3.2 上部结构

根据主梁静载检测报告，原桥的上部T梁结构挠度已经不满足规范要求，承载能力不满足设计要求。待更换的上部结构采用16 m跨预应力混凝土空心板，横断面见图2所示，采用后张法施工，按部分预应力混凝土A类构件设计。中板宽1.24 m，预制板板高0.8 m。根据三级公路标准及前后道路的路幅宽度，桥梁宽度取9.5 m，双向两车道设置。

图2 空心板横断面图（单位：cm）

4.3.3 下部结构

该项目桥梁桥墩桩基、系梁存在露石、露筋、蜂窝、被冲刷腐蚀等病害，为保证结构安全性，在不影响现状通航条件的情况下，原墩柱两桩基间增设一墩柱与原墩柱共同受力，见图3所示。

图3 墩位平面图（单位：cm）

新增设的墩柱横桥向宽1.8 m，顺桥向厚度为1 m，与旧桥墩柱保持一致，不减少现状通航宽度。墩柱底设1.5 m厚，2 m×2 m承台，承台埋于河床底下，承台基础为1根D150桩基。盖梁为新建结构，通航孔位置的新建盖梁底部与原盖梁顶部齐平，通航高度比现状提高1.8 m，桥面标高比现状提高1.2 m，其余非通航孔位置处的盖梁底标高根据桥梁纵断面调整，原则上不低于原盖梁底标高。

原桥台全部拆除。新桥台采用薄壁式桥台结构，双排4根D100钻孔灌注桩基础。

4.3.4 桩基承台施工

因通航及防洪需求，新加设的承台须埋在河床以下，此处水深达5 m，施工难度较大。该项目桩基、承台及墩柱施工采用围堰法施工，主要施工工艺为：

（1）钢支架搭设，施工灌注桩基础。

（2）钢围堰制作好后，运至现场定位安装并封底、抽水。

（3）施工承台，墩柱。

（4）养护完成后，拆除模板和围堰至下个桥墩。

5 结 语

依托珠海市斗门区莲洲镇上横大桥加固项目提出了桥梁加固方案的设计思路，得出以下结论：

（1）通过对上横大桥病害的分析，并对其进行经济、安全等多方面论证，明确桥梁加固的必要性，为桥梁加固方案的提出奠定基础。

（2）依据桥梁的外观、水下及静载检测报告与相关的设计标准，从临时交通组织、上部结构、下部结构和桩基承台施工四方面提出了全面合理的加固方案。