公路瀨溪河大橋維修加固
一、概述
瀨溪河大橋位于成渝高速公路K241+350m處，主跨一孔80m鋼筋混凝土箱型肋拱橋，矢跨比1／7，拱軸系數(shù)m＝1.756，采用等截面懸鏈線無(wú)鉸拱，主拱肋箱高1.5m，箱寬1.6m，頂板0.24m（預(yù)制6cm，現(xiàn)澆18cm），底板及腹板厚0.2m。每孔半幅2條拱肋，肋間距6.6m。上部設(shè)置雙柱式排架支承縱梁，于縱梁上設(shè)橫置橋面板，板厚0.3m。橋面鋪裝層為6cm厚水泥混凝土，面層為4cm瀝青砼。下部構(gòu)造為石砌圬工基礎(chǔ)，重力式橋臺(tái)。一九九五年五月一日建成通車。詳見橋型總體布置圖：
二、橋梁病害狀況內(nèi)力驗(yàn)算及成因分析
二OO二年一月中旬，右幅橋面產(chǎn)生嚴(yán)重裂縫，積水滲漏嚴(yán)重。該月下旬經(jīng)再次檢查，橋面橫置板間裂縫達(dá)53條（占全橋35％），最大裂縫寬為50－70mm，縫深度貫穿板厚，橋面積水向橋下傾瀉如注。重車通過橋上，橫置板跨中擾度最大達(dá)30mm以上，橋面變形及振動(dòng)異常明顯。左幅橋面有少量裂縫，裂紋寬度甚小，仍有少量橋面積水滲入橫置板縫滴入河內(nèi)。
二OO二年二月由重慶公路質(zhì)量檢測(cè)中心對(duì)該橋進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為拱肋底板、腹板及頂板均產(chǎn)生有縱向裂縫，縫寬0.1－0.5mm，長(zhǎng)度為1.0m－4.5m。橫置板跨中裂縫0.1－0.3mm。橫置板與縱梁或墊墻支承處脫空現(xiàn)象均較嚴(yán)重，最大達(dá)50mm以上；部分板于脫空間隙內(nèi)填塞有鋼板，且混凝土與鋼板接觸面局部壓碎現(xiàn)象嚴(yán)重，除鋼板接觸處外仍為脫空。
本橋維修加固由四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中對(duì)原設(shè)計(jì)圖進(jìn)行了內(nèi)力驗(yàn)算，其結(jié)論為：主拱圈拱頂截面在荷載組合I、II、III時(shí)計(jì)入偏心增大系數(shù)時(shí)，截面抗力均不能滿足規(guī)范要求。縱梁跨中截面不能滿足抗彎要求，支點(diǎn)截面不能滿足抗彎和斜截面抗剪要求。位于伸縮縫處兩側(cè)的端板截面不能滿足抗彎和斜截面抗剪要求。
除上述病害工程檢測(cè)情況及內(nèi)力驗(yàn)算外，橋梁產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p壞的成因還有下列重要因素。
1、右幅橋位于彎道下坡（縱坡均為3.0％）300m處，且下坡中橋面縱坡為0.3％，由于車速原因及受車輛沖擊荷載的影響導(dǎo)致橋面嚴(yán)重?fù)p壞；而左幅進(jìn)入橋面之前處于彎道延長(zhǎng)直線段，車輛進(jìn)入橋面為0.3％上坡行駛過程中，橋面受車輛沖擊荷載的影響遠(yuǎn)小于右幅，因此左幅橋面僅產(chǎn)生微小裂縫。
2、橋面鋪裝現(xiàn)澆6cm混凝土，鋪裝層內(nèi)布Ф6@20cm×20cm鋼筋網(wǎng)，板間鉸縫僅用2Ф8縱向筋與預(yù)制板預(yù)留伸出筋搭接，其上鋪4cm瀝青混凝土；屬半剛性柔性橋面，橋面鋪裝層及鉸縫剛度不夠，不能有效傳遞荷載作用力分布，致使絞縫嚴(yán)重?fù)p壞，車道板產(chǎn)生裂縫或斷板。
3、 行車道板由雙柱式排架支承縱梁，其上設(shè)橫置橋面板，呈П型單跨雙懸臂車道板，行車方向由П橫置板通過鉸縫形成橋面結(jié)構(gòu)。當(dāng)車輛活載沿橋縱向行駛時(shí)，由于車輛荷載于橋上行駛沿橋面縱、橫向位置的不斷變化，車輛活載沿橋面縱、橫向分布系數(shù)也隨之變化，沿橋縱向橫置板之間的企口鉸縫隨車輛行駛將全部承受車輛活載作用。加之橋面鋪裝層及企口鉸縫剛度差，不能滿足活載縱向傳遞剛度，更不能將車輛活載較均勻的分布在橋面系相應(yīng)的范圍內(nèi)。
4、橋面橫置板與縱梁及墊墻接觸面為砂漿連接，板的受力不明確且橋面板的振動(dòng)及撓度較大，部分橫置板支承處底部嚴(yán)重脫空，不能使板與縱梁或墊墻之間有效接觸和傳力，部分橫置板與縱梁或墊墻間用鋼板填塞，形成局部混凝土壓碎，無(wú)法將橫置板所受力均勻有效傳遞。導(dǎo)致懸臂橫置板支承處頂面產(chǎn)生橫向裂紋或斷板現(xiàn)象。
5、橋面伸縮縫構(gòu)造簡(jiǎn)單，原設(shè)計(jì)為板式橡膠伸縮縫，使用中雖將其改造為型鋼縫，但其與橋面板錨固不牢，縫內(nèi)未設(shè)傳力桿，當(dāng)車輛移動(dòng)活載作用于橋面時(shí)，沿橋面縱向活載無(wú)法傳遞于伸縮縫兩側(cè)相鄰行車道板，致使伸縮縫兩側(cè)車道板產(chǎn)生不均勻的擾度，導(dǎo)致車道板損壞嚴(yán)重。
三、維修加固方案
針對(duì)本橋現(xiàn)狀及病害成因分析，設(shè)計(jì)中曾擬定多種方案，由重慶市交委主持，邀請(qǐng)重慶交通學(xué)院，公路設(shè)計(jì)、科研、質(zhì)檢部門專家進(jìn)行了論證，形成二種方案進(jìn)行比較：一是盡可能在現(xiàn)有橋梁狀況下，針對(duì)不同部位、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造進(jìn)行維修加固；二是拆除縱梁，于立柱上加設(shè)帽梁形成框架，廢棄現(xiàn)有橫置板，于框架上設(shè)置縱向行車道板，增加橋面及引道標(biāo)高的橋梁改造方案。經(jīng)專家論證，第二種方案雖可行，但投資較大。第一種方案投資較少，經(jīng)維修加固后仍可滿足汽車––超20級(jí)，掛車––120荷載使用要求，因此決定采用第一種維修加固方案實(shí)施。其維修加固方案如下：
1、裂縫治理
在對(duì)全橋進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)之前，對(duì)于大于0.15mm的裂縫采用恒定低壓壓注改性環(huán)氧灌縫膠的方法，恢復(fù)結(jié)構(gòu)整體性。對(duì)于0.15mm以下的裂縫采用封閉處理。
2、對(duì)拱肋的處理
根據(jù)拱肋各部分受力不同，拱腳至拱上第一根立柱間采用上緣加厚30~20cm厚補(bǔ)強(qiáng)混凝土；配16ф32鋼筋（單肋）。第一根立柱至拱上墊墻上緣加20cm厚補(bǔ)強(qiáng)混凝土；配16ф25鋼筋（單肋），并延長(zhǎng)經(jīng)墊墻段與拱頂段內(nèi)主鋼筋焊接。拆除拱頂段15.2cm范圍內(nèi)橋面板及拱上墊墻，整體澆注其橋面板及墊墻，并與拱圈形成整體。為使拱肋頂板與現(xiàn)澆混凝土形成整體，采取鑿毛新舊混凝土結(jié)合面，在原拱肋頂板上植入ф12連接鋼筋與拱肋配筋焊接。
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