探讨旧桥改建加固的问题

2014-12-25党淑清李兴旺

科技视界 2014年26期

党淑清李兴旺

（甘肃博通工程咨询有限公司，甘肃兰州730000）

我国是一个大国，需要节省投资建设工程，虽然建国以来，公路交通事业发展迅速，特别是改革开放以来，真是一日千里。正因为如此，公路上新的荷载等级有了提高，一条省、县、乡级通道上，往往遇到许多旧桥尚可利用，但旧桥量大，且桥型多种多样，因此旧桥改建、加固的任务是少不了的。

遇到这种情况，首先要在现场调查了解一座旧桥的现状，找出原设计图纸以利复核，经过勘测后，再考虑改建、加固问题[1]。

调查内容包括：桥位、桥型（上、下部结构）、建桥年月、设计技术标准，根据水文、地质分析原桥孔、桥面标高、墩台基底标高（冲刷验证）是否合适？经过研究确定改建、加固的可能性。

根据不同的桥型，对旧桥改建[2]、加固的方法是多种多样的，这里暂不谈论，以下举几座旧桥实例。

1 旧的双曲拱大、中桥加固时应注意的问题

双曲拱桥为悬链线拱，其拱轴线方程式为：

在我省，多在1980年前修建，其数量不少，由于荷载等级提高，应予加固。但在实际工作中发现：有的空腹式双曲拱桥，图纸上采用的拱轴系数m值[3]，按上部结构的布设，推算出的拱轴系数m，两者不一致，有的差异较大。因此，拱轴线型不是合理的拱轴线，在拱的断面上会产生次应力，是很不利的。产生问题的原因，多因设计者当时互相抄用图纸，自行修改上部结构造成的，所以建议对旧桥应首先验算拱轴系数[4]为宜。

表1 旧桥与1983年标准图杆件断面尺寸对比表

2 利用下部墩台，改建上部结构

在我省天水地区，有一座旧的中桥为两孔25m的刚架拱，始建于1982年，旧桥为设计的实验桥：设计荷载：汽-15，挂—80；桥面全宽：7.6m；每孔桥均设3片拱肋。

现状：该桥（2-25m，f/L=1/9）列为危桥，目前已禁止通车：

（1）有一桥面板断掉；

（2）拱肋多处产生裂缝；

（3）由于弦杆端部未设置支座，与弦杆底部接触处的台顶及背墙均产生大的裂缝（＞1～2cm）。

因此，改建上部结构势在必行，经现场勘查，分析其原因，主要是原设计断面薄弱[5]（拱肋面积、刚度仅为标准图的70%）且配筋少所致。请参见旧桥与1983年标准图杆件断面尺寸对比表。

由表1，可清楚看到，原旧桥拱片断面弱、刚度小出现问题是必然的，它不能适应当前公路运输的要求[6]，应予改建。经分析研究原旧桥墩、台尚可利用。但是经过1986年洪水位（低于Q1/50水位）考验，水位已漫过起拱线约1m，故提出改建上部结构，桥面应于加高为宜。

这里提出两个应注意的问题：

（1）参考有关资料若按“新规”布载，验算1983年刚架拱时，其断面偏弱，故在采用该标准图时，应予适当加强。

（2）旧桥面标高应予加高（≥1m为宜），因刚架拱的撑杆，斜腿较弱，起拱线漫水不宜大，应严防洪水漂浮物的撞击（此处不能套用拱桥规范——洪水位可漫至2/3f，且跨中拱底预留高度≥1m）。

3 旧桥无设计图纸时，要防止盲目确定加固方案

在我省庆阳地区，有一孔小石拱为实腹式等截面圆弧拱，L=10m，f/L=1/3，拱圈厚50cm，拱顶填土厚1.50m，外观上两岸为重力桥台或U型桥台，起拱线至河床高约6m，桥面至河床高约11.40m。

该桥始建于1972年至今基本完好无损。由于现在荷载增大，且原拱圈为乱石拱圈，初步加固方案拟定在旧拱圈上再浇一层混凝土拱圈[7]，予以加厚可增加承载能力。

在工地开工后，出现了问题：挖去部分拱顶填土及侧墙，当挖至桥台背后时发现原桥台是厚2m的直立式挡墙，这时拱顶下缘出现了一条横向裂缝，故现场暂停工。

经到现场调查了解，原桥在当年施工时无图，采用“土牛法”砌筑拱圈、护拱、侧墙(厚1.50m)、回填土后竣工，再挖去“土牛体”。从施工至竣工整体的施工过程来看，拱脚处的受力，除了竖向压力外，其水平力（拱的推力、台后土压力）始终能处于平衡状态，再经过建桥至今约30年的行车压实使土体更加密实。所以，旧桥没出问题。