市政路桥加固及改造设计要点

摘要：市政路桥在城市交通运行中发挥着重要作用，然而市政路桥在长期的使用过程中会出现正常的损耗，使其承载能力逐渐下降。为此，文章论述了市政路桥加固与改造设计中应考虑的问题和重要性，并结合实际工程实例，详细阐述了市政路桥的主要病害及相应的加固设计要点。

关键词：市政路桥；路桥加固；改造设计；加固设计

1当前市政路桥存在的主要问题

（1）裂缝。路桥裂缝问题是目前较为普遍的情况之一。路桥在长年累月的运行中或多或少会产生裂缝。路桥产生裂缝后会导致整个表面均出现网状裂缝，可破坏其主体混凝土结构，从而导致桥梁整体结构发生质的变化。这不仅对路桥的安全性、稳定性构和正常运行构成一定威胁，同时还对过往车辆人群形成安全隐患。（2）混凝土中存在气泡和毛细裂纹。这是混凝土浇筑过程中出现的问题，主要原因是混凝土搅拌不均匀，混凝土内部残留气体，气泡形成慢，造成毛细裂纹，气态和液态物质会通过这些细管渗入混凝土中。如不及时解决，会使钢筋混凝土结构的强度和稳定性不断降低，影响公路桥梁的使用寿命。（3）剥蚀。桥梁主体结构表面和其他部分长期受到超载压力、雨水侵蚀、汽车碰撞等的影响，表面混凝土容易腐蚀，出现脱落、蜂窝孔、桥梁主体露石等导致结构损坏。针对这些问题，必须采取一定的加固与改造措施，以保证公路桥梁运行的安全性与稳定性。

2工程概况

某桥位于国道沪宁深（G318）的罗田县，根据现场勘测，将现有的桥梁分为左右框架，左桥梁为2×12.2mmT型梁，右桥梁为2×13.0mm中空板。右侧的空心平板桥向后加宽，并且状况良好。腿的主要病害存在于左阔腿的工字梁和微弯板，具体表现：腿部甲板的多次损坏；人行道和栏杆的损坏；钢筋的严重腐蚀；左宽度腿的第一个孔中的纵向接缝和微弯板纵向接缝；所有微通风孔板均出现水平和垂直裂缝，且微型通风孔板的许多主要肋骨都暴露在外，并发生严重腐蚀；基台两侧的伸缩缝被挡住，左桥排水被挡住，腿部区域积水。针对现有桥梁存在的非常严重的安全隐患，在与甲方充分沟通后，通过上部结构甲板系统和辅助结构的更换、下部结构的变形以及桥台基础和结构的使用加固现有桥梁的左桥。由于基础的承载力不佳，可以根据周围的地质条件和桥梁工地的工程经验确定基台的使用，因此建议在建造桥梁之前通过载荷测试确定基础的支撑能力。老桥现状如图1所示。

3加固前桥梁的主要病害

（1）上部结构。左幅桥第一孔微弯板第二块出现纵向通长裂缝，全部微弯板均有纵向、横向裂缝，微弯板悬臂部主筋大量外露，锈蚀严重，如图2、图3所示。（2）附属工程。桥梁多处损坏，部分人行道栏杆损坏，钢筋严重锈蚀，桥台两侧伸缩缝堵塞，泄水管堵塞，桥面积水，如图4、图5所示。

4加固设计方案

经分析，该桥主承重结构主拱圈病害较轻，除局部拱波需进行裂缝修补以外，其余均无结构性加固要求。但是内拱肋全断面断裂，桥基严重冲刷，影响桥梁正常运行，需要对其进行加固。（1）腹拱圈内增加6道加筋加强板，以提高其自身刚度和抗弯能力。（2）可将旧桥面体系和拱腔柔性填充材料更换为硬质填料，一般用20号小石子代替，增大拱形环的横截面尺寸，不仅能提高拱形环的力学性能，而且能有效防止拱形桥的变形。（3）对于桥面的材料可以使用钢筋混凝土整体板来达到加固的目的，同时还可以使拱圈受力均匀，改善桥梁横向分布状态。（4）腹拱圈加劲板、换填硬质材料拱腔等均增加了上部恒载，增加了基础和主拱环的载荷支撑，为了保持主体结构的应力状态，桥面板的设计高度比原始设计高度低14cm，从而减轻了拱的填充物重量。（5）对严重冲刷的4号、5号桥墩，根据基岩埋深较浅的特点，采用在迎水端设置一排防冲桩、在基础和防冲桩之间抛填块石、压浆固结等措施，有效地将桩身前移到防冲桩上，保护墩基不受冲刷。（6）拱顶上立墙等构件的局部裂缝用粘帖碳纤维布封堵，局部脱落用环氧胶泥修补。

5加固改造施工要点

（1）支座更换。为了避免支架搭设，减少更换支架的费用，缩短施工时间，提高经济效益和社会效益，采用了将千斤顶固定在主梁上，利用杠杆原理将主梁单边起吊法更换支架。该顺桥共有3跨，6条单边，按1～6的顺序排列，如图6所示。建造时按1～6的顺序将单边吊起来。因各边涉及6片梁，决定同时起吊，具体方法：①用钢件整体吊装6片梁；②在边梁上各放1个千斤顶；③利用杠杆原理，2人同时操作2个千斤顶，将6片梁整体吊装就位，以便拆卸橡胶支架。（2）桥墩加固改造。改造前桥墩采用柔性排桩形式，通过对桥墩承载力和桩顶位移的计算分析发现，现有桥墩基本能满足改造后的需要，但桩顶水平位移较大，为了适应荷载等级提高的需要，对桥墩桩柱进行了加固设计，使其承载力和稳定性得到明显提高。①在墩柱纵向两外侧的桩柱上贴钢板。②在距盖梁底面6m、3m处分别设1道预应力连梁，以改善桩柱的整体受力性能和稳定性。③钢板在连梁附近必须采用通长布置方式，允许在连梁之间设置钢板接头。经过分析计算，改造后的墩台抗推刚度比改造前有较大提高，有效降低了桩顶水平位移；对桩柱采用贴钢板进行加固，也提高了桩柱纵向抗弯性能。改进后有效地改善了墩台的整体受力性能，增加了墩台的稳定性，确保了桥梁的使用安全，并最大限度地节约了改进后的费用。（3）加固4号、5号桥墩基础。①搭建一个钻机施工平台。台面可以采用轻钢托架，承受水流冲击，钢托架可以固定在桥墩上。②采用地质钻机进行钻孔作业。防冲桩直径只有50cm，可以用GY-150地质钻机打孔，施工方便。③打孔后，下钢筋笼，在水下灌注成桩。④在防冲桩与墩台之间抛填块石，直至覆盖上游及左右两端的地基。⑤块石采用帷幕压浆工艺止水压浆，使桩基、块石及桥墩基础形成整体式结构。

6结论

路桥在城市建设和发展中起到了重要作用，可以促进城市经济发展。为了解决在建造和使用路桥时影响路桥安全使用的问题，文章结合工程实例提出了科学合理的桥梁加固和改造设计方案，并简要概述了设计要点，为桥梁加固和重建提供了重要的参考。

参考文献：

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作者:韩富强 单位:同圆设计集团有限公司