浅谈中小跨径桥梁拆除重建设计方案

2010-12-31盛文珠郑奕昀

中国新技术新产品 2010年3期

盛文珠郑奕昀

（1、温岭市交通实业有限公司，浙江温岭 317500 2、温岭市交通设计院，浙江温岭 317500）

引言

随着区域性高速公路主骨架的初步形成，总体交通环境大为改善，而原有干线公路网的使用状况趋于恶化，尤其是其桥梁状况更为严峻。原有桥梁受当时设计、施工、管理技术水平及材料供应、社会环境等影响，设计荷载等级偏低、结构形式及施工工艺水平落后；而社会经济发展迅猛、交通量持续增长、重载车比例不断增大、超载现象严重，导致其严重损坏，使用寿命急剧缩短，一定程度上限制了公路运输业和国民经济的发展，亟待拆除重建。而其设计方案确定较新建桥梁过程复杂，影响因素复杂。

1 影响因素

1.1 原有桥梁结构特点：原有桥梁大多数为中小跨径钢筋混凝土简支板、梁结构，设计荷载等级低、伸缩及支撑装置容易破坏、受力状态不良，行车舒适度差、通行能力较小，不利于养护维修；另外，墩台较多，阻水面积较大，在一定程度上影响泄洪能力。

1.2 原桥位地形对桥型、建筑高度有决定性的限制；水文水利条件对桥梁及其防护设施具有客观要求。

1.3 原有公路线位限制桥位的改变：原有公路线形受各方面限制不宜变动，而桥位本身的变化势必引起桥头引道变化，增加设计难度、占地、拆迁等不利因素；或易引起车辆通行不畅。

1.4 桥位地质条件的影响：原有桥位的地质条件在一定程度上决定了桥梁的墩台及其基础尺寸和结构形式；而桥头填土及地基经多年沉降、固结，已基本稳定，有利于重建桥梁。

1.5 桥位处交通流性质和社会经济环境的影响：交通量的大小、构成决定桥梁的荷载等级及横断面结构。社会经济环境是指桥位两侧及其附近的村镇区划分布和经济性质及发展水平等状况，影响纵向过桥交通流及引道区段的横桥向交通流的性质和形式；同时居民环保意识的增强及其合法要求会对桥梁的施工组织设计提出较高要求。

1.6 原由桥梁档案资料的影响：公路桥梁档案资料的管理水平相对较低，水文地质资料缺失或不准确，设计文件、施工过程记录、竣工图纸等不够齐全、详尽，与实地量测不符，大中修记录及图纸资料缺失严重，参考价值不大；而且影响对原桥情况的全面掌握，特别是隐蔽工程的位置及情况等，严重影响桥梁基础的定位设计和施工，容易引起设计变更。

鉴于以上因素的影响限制，桥梁拆除重建方案的确定程序与新建有所不同。

2 设计方案确定的一般程序

2.1 调查搜集资料：设计图纸、竣工图纸、大中修历史记录；交通量现状调查，周围社会、经济发展状况；水文气象资料；有关施工队伍技术、设备、管理水平、建设材料市场供应状况；路网中长期规划，大中修改扩建计划等。之后，进行整理归纳，并初步分析有关资料对桥梁设计方案的影响方面和影响程度。

2.2 桥梁通行能力分析：通过交通量分析与预测，确定桥梁设计荷载等级、横断面布置形式。

2.3 现场勘测：勘测历史洪水位，河床冲刷情况，量测勘察原有桥梁的孔径及各部尺寸及地质水文资料，并与历史资料核对，以确定真实的地质水文资料。

2.4 水文、水利验算：重新验算局部冲刷线、设计流量、设计洪水位，确定最小过水断面。

2.5 桥梁结构方案确定：在各种影响因素分析及计算的基础上，确定适宜的上下部结构形式，以下就具体确定过程进行简要陈述。

3 桥梁设计方案确定

3.1 桥面宽度确定：原有桥梁桥面宽度较窄，结合公路的中长期规划及交通发展预测结果重新确定，以使路桥通行能力与交通量增长相匹配，人行道的设置则根据人流量的情况确定。

3.2 孔径确定：原有桥梁孔径一般为6-16米的多跨简支板、梁结构，墩台及板块数量较多，施工过程烦琐、工期较长、投资不经济，重建时宜采用较大跨径，但也不宜过大。首先，原桥址桥头引道纵断面调整程度对桥梁建筑高度限制性较强；其次，施工技术难度较高，施工队伍选择范围有限，单桥的工程规模较小，一次性大型机械设备投入成本高，因此跨径不宜过大。建议采用较大的中小跨径，一般为旧桥跨径的1.5-2倍为宜，建筑高度增加量及其影响小，施工技术难度一般，利于小型施工机械的使用和机械化程度的提高；同时减少一定的桥墩数量，降低总成本费用，增加过水断面，利于桥梁使用环境的改善；在确定墩台位置时，采用较大一级跨径有利于避开原有旧桥墩，减少拆除费用。

3.3 桥墩位置确定。桥墩横桥向位置基本不变，主要确定顺桥向位置，宜结合孔径布置综合考虑。原桥基础，特别是桩基础拆除困难，因此重建桥墩位置以布置于两相邻原桥墩基础之间使新桥墩施工不受影响为原则。对于桩柱式桥墩，原桥竣工图纸等档案资料完整、经检测状况良好时，可以考虑利用，既通过验算在原桥桩基之间及两侧设置补强桩，再在新旧桩基上设置承台的基础形式；或老桥墩为双柱式且其桩基础难以利用，可以采用三柱式，既中柱桩设在原桥两墩柱中间，另外两桩柱设于原桥墩柱两边。

3.4 桥台位置确定。对于原有桥台基础为扩大基础的桥台，在原桥台基础埋置深度较浅、拆除容易并且工程量不大、施工时间允许的情况下，宜完全拆除，并将新建桥台置于原桥台处；原桥台基础埋置较深，拆除较为困难、工作量大、施工时间紧迫的情况下，重力式台可以保留作为新建桥台的挡土墙；其他轻型桥台可拆除至不影响施工，桥台顺桥向位置于原桥台背离河道一侧适当距离设置，以不影响桥台施工和孔径布置为原则，宜采用桩基直接帽梁的形式，可以减少基坑开挖量和桥台加宽的设计难度及充分利用原桥台及桥头填土的稳定性。对于原有桥台为桩基础桥台的位置确定和形式选择参照前述桩柱式桥墩的处理方式。

3.5 上部结构形式确定：根据工程规模、现场施工环境等具体情况选择现浇或预制结构，一般小规模、较大跨径、建设条件允许，宜采用预制结构，否则采用现浇结构；根据孔径布置情况、耐久性要求，确定上部结构形式，一般单孔跨径在13米及以下的，宜采用钢筋混凝土空心板、梁结构；单孔跨径16米及以上的，宜采用预应力结构；考虑行车的舒适性、桥梁结构的发展趋势、技术水平及经济社会发展需求，采用连续结构更为适宜。

3.6 下部结构形式确定：桥墩台的结构形式尽量采用轻型墩台，不仅受力状态良好、节省建筑材料、建设速度快、工程造价低；地质条件良好，可以采用扩大基础。在墩台及其基础的形式选择时，仍以适用性为前提，主要考虑上部结构形式和地质、水文情况。

3.7 防护措施确定：根据水利、水文计算结果，确定桥位处及上下游的河岸、河床的防护措施；特别重要的排泄洪河渠，应结合水利部门的综合治理采取相应的措施。一般情况下宜在桥位处及上下游一定长度的河道内进行浆砌片石全铺防护，并设置截水墙、跌水等，以避免或减少水流冲刷，特别是避免由于新旧墩台基础并存而导致的其间局部冲刷的增大，以提高桥梁的防洪、抗洪能力和使用安全性。