251省道房顶闸桥（右幅）维修改造方案分析

（江苏省徐州市公路管理处，江苏 徐州 221000）

1 项目概况

房顶闸桥位于徐州市八路镇境内，桥梁中心桩号为K46+460。左幅为1～30m预应力混凝土T梁，右幅为1～20m钢筋混凝土T梁，左右两幅之间设置2m中央分隔带。右幅桥下部结构为钻孔灌注桩，全长28m，设计荷载为汽-20级，挂-100级，台后设置挡墙。

2 交通量调查分析

2.1 现状交通量变化趋势分析

邳州境内S251土山交通量观测点能够反映出本项目断面交通量变化情况，近几年交通流量见表1。

S251土山交通量观测点断面交通流量（辆） 表1

S251土山交通量观测点断面交通量组成 表2

从表1可以看出，2012年至2018年S251交通量增长迅猛，S251土山交通量观测点断面交通量年均增长率为12.75%。其中，大型货车年均增长率为54.67%，特大货车及集装箱增长率为43.77%，中小客车增长率为11.1%。总体来看，随着经济社会发展该断面交通量迅速增长，尤其是重载交通量增幅较大对房顶闸桥通行能力提出更高要求。

2.2 交通量组成分析

从表中看出，近几年货车比重呈大幅增长趋势，尤其是特大型货车比重增幅明显，其他车型比重总体下降。经调查，近几年睢宁、邳州境内新开工的新建、改扩建国省道重点工程较多（G104睢宁段、S324睢宁段、S505睢宁段、S270邳州北段、S344邳州段、S250邳州铁富至市区段改扩建、S271邳州段改扩建等），致使S251线装载砂石料、商混、混凝土构件的特大货车流量大幅增加。

为保障桥梁运营安全，应定期对桥梁进行病害调查和技术状况评定，为桥梁进行维修改造提供依据。

3 老桥调查评定结果及病害分析

根据《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011）该桥总体技术状况等级评定为三类。

3.1 右幅桥存在主要病害

桥头沉陷，2处伸缩缝型钢变形；T梁腹板存在20条竖向裂缝（缝宽小于0.15mm）、214条斜向裂缝（缝宽小于0.15mm），T梁底板存在横向裂缝（缝宽小于0.15mm）；0#台位置处侧墙竖向开裂。

技术方案比选 表3

3.2 主要病害原因分析

老桥设计汽车荷载等级为汽-20级，随着交通量不断增加，尤其是重载交通大幅增加，对老桥产生疲劳损害，致使上部结构出现裂缝等病害。

T梁腹板斜向裂缝原因：T梁腹板斜向裂缝为弯剪斜向裂缝，属于结构性裂缝，主要分布于T梁支座至L/4跨区段，是由于梁端一定范围内主应力超过混凝土承受应力所致，是钢筋混凝土T梁中出现最多的一种裂缝。

T梁腹板竖向裂缝原因：裂缝中间宽两端窄，主要为收缩裂缝，一般是施工期间产生的温缩或干缩裂缝，在收缩应力集中处产生竖向裂缝。

T梁底板横向裂缝原因：T梁底板横向裂缝病害，主要为受弯裂缝，在车辆荷载反复作用下，底板承受弯拉应力，在应力较集中区，当弯拉应力大于混凝土承受最大应力时产生横向裂缝。由于该桥T梁为钢筋混凝土结构，裂缝宽度未超过规范允许限值，允许带裂缝工作。

桥台侧墙开裂破碎、桥头沉陷原因。由于台后填土填筑不够密实，在自重及车辆荷载作用下台后路基产生沉降。当重型车辆行驶在桥台上时，对桥台的冲击作用较大，台内填土对桥台侧墙产生的土压力水平分力增大，造成挤压开裂。

伸缩缝型钢变形原因。桥梁伸缩缝是刚柔结合的装置，直接受路面荷载的反复冲击。由于桥台处有沉陷，车辆经过时对桥台形成冲击荷载，容易造成伸缩缝锚固混凝土破损，型钢变形、断裂。碎石、杂物在重车碾压情况下造成橡胶条破损，碎石进入伸缩缝后，也会影响梁板正常伸缩，造成型钢挤压变形。

4 桥梁维修改造方案

4.1 桥梁现状主体结构承载能力验算

根据桥梁施工图纸、地质勘察报告、竣工图纸以及现场调查相关资料，对老桥承载能力进行验算，如果老桥T梁中梁和边梁承载能力极限状态下的抗弯承载力、抗剪承载力以及正常使用状态下的裂缝宽度不能同时满足汽-20级设计荷载要求，则建议进行拆除重建。如果能同时满足汽-20级设计荷载要求，则通过方案比选确定维修改造方案。

4.2 方案比选

附加固方案主要加固措施：

①对主梁裂缝病害进行表面封闭处理，T梁腹板底粘贴钢板，T梁腹板两侧斜向粘贴钢板，抗剪钢板采用斜45。粘贴，钢板材质为Q345qc。

②对老桥侧墙上部结构进行拆除重建，同时挖除老桥桥头路基，采用具有施工工期短、减小台后侧压力、减小路基固结沉降量等优点的泡沫轻质土重新进行台后填筑，解决桥头沉降、跳车及挡墙裂缝问题。

③更换C40型伸缩缝，锚固混凝土用C50钢纤维混凝土。

5 结语

随着我国经济发展，重载交通量大幅增加，新建桥梁设计标准随之提高，但大量的老旧桥梁在设计时的标准较低，在现行交通压力下很可能出现病害。养护管理单位通过对桥梁进行日常检查、定期检查及时发现桥梁病害并对病害进行观测、处治。对评定为三类及以下桥梁进行特殊检查，根据桥梁病害程度予以拆除重建或对桥梁结构进行维修加固，保证桥梁运营安全。