雙曲拱橋拱頂下沉的維修加固方案
2011-11-16 來源：建設工程教育網(wǎng)
1、橋梁概況
東至縣堯渡大橋位于206國道k1278＋100處，為鋼筋混凝土等截面懸鏈線空腹式雙曲拱橋，設計荷載為汽車—15級，掛車—80，橋面寬度為凈寬8.5m＋2×1.5m人行道，單孔跨徑30m，橋梁全長157.2m.該橋于1974年開工，1977年建成通車。2001年進行了維修加固，加固后的堯渡橋以嶄新的面貌贏得了當?shù)卣途用竦暮迷u。
2、主要病害
該橋由于采用民工建勤，邊設計邊施工，以及通車后長期失養(yǎng)，外表損壞較大。主要病害除橋面網(wǎng)裂、滲水，欄桿、人行道破損及其他附屬工程損壞等外，最嚴重的病害是東至岸橋臺剛完工后就出現(xiàn)下沉，致使該岸邊孔拱頂下沉，拱肋開裂，橋梁安全隱患較大。
3、維修加固方案
選擇據(jù)近幾年觀測資料分析，該橋邊孔拱頂下沉無明顯加重。在實施維修加固之前，技術人員請教了當年的設計、施工負責人，又對該橋進行了進一步的檢查，在檢查中沒有發(fā)現(xiàn)新的病害。針對該橋邊孔拱頂下沉情況，組織有關專家進行了詳細論證，提出了幾套方案，因除拱頂下沉之外，其他病害均較為容易處置，本文著重就拱頂下沉的幾套處置方案分別介紹。
3.1、方案1頂推方案該方案是在靠近東至岸橋臺處拱肋上設置一道橫梁，在橫梁與橋臺之間放置幾臺液壓千斤頂，并在水平及豎直方向設置相應的定位裝置。在解除拱座對拱腳的約束后開通油泵，使千斤頂推動橫梁與拱肋一起沿著預定的方向移動，使拱肋逐漸恢復到或接近原有的拱軸線，再分別加固拱腳、拱頂部分，完成邊孔拱肋的整體加固工作。
優(yōu)點：材料用量少，可節(jié)省工程資金。缺點：施工難度大，技術要求高，存在著一定的風險性。
3.2、方案2：襯拱方案該方案是在東至岸邊孔每片拱肋下再增設一道拱肋及基礎，形成一座裸拱橋，以輔助有問題的上部結構共同受力。
優(yōu)點：可避免上部結構坍塌的危險，結構受力明確，技術要求低，風險小。
缺點：由于新增基礎必須承受一定的水平力，基礎設置較困難；而且由于上部結構受力狀況的改變，還有可能影響到鄰孔的受力。再者新拱肋的施工也有一定的難度。
3.3、方案3：組合方案該方案是在方案2的基礎上，結合東至岸邊地基較高的特殊地形，在新形成裸拱橋的拱腳間增加幾道縱梁及樁基礎，以承受上部結構荷載并可傳遞鄰孔的水平力。
優(yōu)點：該方案可徹底解決方案2中的水平力問題，不但不會對鄰孔增加水平力，而且可以承受或將一部分鄰孔的水平力傳遞到橋臺，對新增基礎技術要求也可適當降低。
缺點：材料用量偏多，新拱肋的施工有一定的難度。
針對以上三個方案，經(jīng)過專家充分論證，一致推薦按方案3進行加固實施。筆者認為該方案既安全、可靠，又可完全解決東至岸邊孔存在的問題，甚至還可適當提高其承載能力。
4、維修加固方案實施
根據(jù)該橋東至岸邊孔特殊地形，采用了在原拱肋底部增設新拱肋，并配以承臺和挖孔樁基礎的組合方案。新拱肋共分三段，拱肋下緣線由三個不同半徑的圓弧相切構成，外觀較好，并有利于橋孔過水。新拱肋和系梁形成內部超靜定結構，除承擔上部結構傳遞的荷載外，還可承受及傳遞水平力。
4.1、下部結構施工要點根據(jù)現(xiàn)場地形、地質情況，在橋臺、橋墩內側和跨中三處分別設直徑1.4m人工挖孔樁各三根，樁長7m.為防止橋臺基底以上土體發(fā)生向河道方向的位移，橋臺處樁基先施工橋軸線上的挖孔樁，再施工兩邊的樁基，并采用混凝土護壁。余樁基可同時施工，在其施工過程中，隨時觀測橋臺和第一、第二跨拱肋是否發(fā)生位移。
4.2、上部結構施工要點新增拱肋因按三段不同圓弧設計，施工時首先進行端部兩圓弧段拱肋的施工，由于上述兩段斷面較大，可以在不中斷交通的情況下按常規(guī)進行。中間段拱肋采有萬能桿件滿堂支架支撐，拱肋混凝土采用弱膨脹50混凝土，施工在白天進行，并實行交通管制，采用單車道勻速通行，盡量減少震動；整個拱肋混凝土澆筑同時采用對稱施工，合攏段混凝土施工完成時間控制在晚上7h左右，從完工時間起，夜間12h封閉交通，以便拱肋混凝土凝固，每天進行一個拱肋施工，直至所有拱肋全部完成。
4.3、其它東至岸邊孔整體加固工程完成后，對全橋其它病害按常規(guī)方法進行維修處理，同時，為配合G206東至北段改建工程竣工，改善堯渡橋作為城市出口道路的形象，又對全橋上部結構和欄桿進行了全面整修和粉刷，并對橋頭引道進行了綜合處治。
5、體會
目前，我國公路上還存在不少有問題的橋梁，甚至是危橋險橋。由于財力所限，在短時間內不可能全部拆除重建。為保證運營安全，必須對這些橋梁進行鑒定，有針對性地進行維修加固。因此，橋梁的維修加固具有十分重要的社會意義和顯著的經(jīng)濟效益。
5.1、各級公路管理機構應對橋梁的維修加固工作給予高度重視。省級公路管理局（處）應設專門部門負責橋梁維修加固的技術指導和宏觀管理，市公路管理部門應負責本轄區(qū)干線公路橋梁維修加固的方案制定、組織實施和竣工驗收工作。
5.2、橋梁的維修加固要工作認真、計劃周密。加固前必須對橋梁進行全面的檢查及檢測，必要時還要進行荷載實驗，找出主要問題。隨后再組織有關專家制定切實可行的實施方案，選擇有維修加固經(jīng)驗的施工單位，編制詳實的施工組織設計進行施工。必要時，需進行施工圖設計后，才能組織實施。否則，會造成事與愿違的后果。
5.3、由于橋梁維修加固技術不斷發(fā)展，要不斷學習、借鑒和引進新技術、新工藝、新經(jīng)驗、新材料。一項先進的施工技術或方法，不但可以提高工作效率，節(jié)約工程造價，而且可以使橋梁維修加固更可靠、更耐久。
5.4、盡管橋梁的維修加固具有顯著的經(jīng)濟效益（往往一座橋梁的加固費用不到新建橋梁的十分之一），但由于橋梁加固工作技術要求高、困難多、風險大，往往實施起來有一定的難度。因此，橋梁的維修加固工作必須由具有一定的橋梁養(yǎng)護管理或維修加固經(jīng)驗、敢于承擔責任的工程技術人員具體負責，并選擇有橋梁施工經(jīng)驗的專業(yè)隊伍承擔。
