桥梁与隧道工程Ｂｒｉｄｇｅ＆Ｔｕｎｎｅｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 桥梁改造加固方案设计与 应用 王慧云 （菏泽市公路勘测设计院．山东菏泽２７４０００） 摘要：对桥梁结构进行加固处理有助于延长整个桥梁使用寿命。在施工前期，要根据桥梁结构制定科学的改造加固方 案，设计单位要通过现场勘测获得的资料详细设计，确保改造加固方案合理，并用以指导施工。 关键词：桥梁结构；改造加固；设计 中图分类号：Ｕ４４５．６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２－－４７８６（２０１１）２４—００９０—０３ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｒｉｄｇｅ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＆ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｗ ＡＮＧ Ｈｕｉ—ｙｕｎ （Ｈｅｚｅ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｚｅ ２７４０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｗｉｌｌ ｈｅｌｐ ｔｏ ｐｒｏｌｏｎｇ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ Ｓ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｔｏ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ ｒｅｃｏｎ— ｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｐｒｏｇｒａｍｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅ—ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｓｔａｇｅ，ａｎｄ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｂｔａｉｎｉｎｇ ｓｉｔｅ ｓｕｒｖｅｙ ｄａｔａ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｒｅｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｐｒｏｇｒａｍｓ ｃａｎ ｌｅｇｉｔｉｍａｔｅｌｙ ｇｕｉｄｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｄｇｅ ｓｔｕｃｔｒｕｒｅ；ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ；ｄｅｓｉｇｎ ｛・｝÷｝ ・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝＿｛・｝＿｛・｝＿寺｝ ・｝＿｛・｝ｆ｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝＿｛・｝÷｝ ・｝＿｛・卜｛・｝÷｝ ・｝ ・｝ ・｝ ・｝ ・｝ ・｝ ・｝＿｛・｝ ・｝哪｛・｝ ・｝｛・｝ ・｝＿｛・｝ ・｝÷｝ ・｝｛・｝÷｝＿｛．｝｛・｝ ．｝｛． ｛．｝ 式联运和物流服务，承担从发货地到目的地的全部 调整既有的管理制度，从单纯注重运力管理． 转向注重物流运输承运人的管理，促进“无车承运 人”发展。 责任，应对其有较高的资本要求，原有的保证 金制度很难达到防范风险的效果，对于货主的损失 大多数情况也是无力偿还。因此推广建立责任保险 制度比保证金制度应该更为有效，更易于被企业所 接受。 修改《道路货物运输及站场管理规定》和《道路 运输条例》，将“无车承运人”纳入行业管理的 范畴；对货运代理、无车承运人实行分类管理．根 但是目前我国的保险公司在无船／车承运人责 任险方面尚属空白。建议出台相关规定，明确规定 据业务运作模式的差异，对各自的准入退出条件、 服务规范及标准、承担的法律责任、市场诚信及保 险制度进行详细规定；依法整顿物流中介市场．设 定过渡期，使现有的各类中介组织成为合法的无车 承运人或货运代理人，淘汰非法货代和货运经纪 人，规范物流中介市场。 要求普通货物运输承运人、无车承运人必须购买承 运人责任险，取代现行保证金和押金制度；明确承 保范围、费率标准、责任风险分担等具体规定，解 决目前保费高、责任范围窄、责任限额苛刻，承运 人不愿意投保问题。这样一来，从担保机制的层面 改变“有车”、“有资产”才能承运的思路，资本金可 以不用来购买车辆，进而转变为对委托利的保 护，大力发展无车承运。 ３．２．３ 调整既有的管理制度 ９０ Ｉ交通标准化 收稿日期：２０１１—０８—０２ Ｂｒｉｄｇｅ＆Ｔｕｎｎｅｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ桥梁与隧道工程 １ 案例介绍 如，桥面上设计一层钢筋混凝土面层且与原有主梁 南京长江大桥位于南京市西北面长江上，连通 形成整体，这样能发挥出提升主梁高度、扩大抗压 性能的目的，优化了上部结构的性能【ｌＪ。 ２－２ 铺装层面 市区与浦１２１区，是长江上第一座由我国自行设计建 造的双层式铁路、公路两用特大桥梁。大桥由引桥 和正桥两部分组成。该桥梁在１９６０年１月正式动工 兴建，１９６８年９月铁路桥通车。大桥上层的公路桥 长４ ５８９ｍ，车行道宽１５ｍ，其中，正桥长１ ５７７ｍ， 引桥长３ ０１２ｍ，可容４辆大型汽车并行．两侧还各 铺装层面是桥梁结构病害的多发位置，在改造 加固过程中要注重病害问题的处理．制定相应的养 护维修方案。在加固之前要设计安排层面的清理工 作，将一些杂物、垃圾及时清理，这可以保证伸缩 有２ｍ多宽的人行道；下层的铁路桥长６ ７７２ｍ，宽 １４ｍ，铺有双轨，两列火车可同时对开。 大桥通车后，津浦、沪宁两线正式接通，从北 京可直达上海，自此京沪铁路已全部贯通。 缝作用的正常发挥，使得泄水孔能及时排水疏通回。 此外，对于铺装层面出现的裂缝、洞穴等问题， 则可以设计局部加固方案处理，按照先清理破损后 加固的方式处理。 ２．３ 桥面伸缩 长江大桥的顺利通车实现了津浦、沪宁两线的 接通，为拉动北京、上海、南京三地的经济发展提 供了便利的交通条件。 考虑到南京长江大桥建成距今４０多年．使用时 间较长，南京市部门在２００８年对长江大桥进行 工程检测，对桥梁结构出现的问题全面汇总。经过 市政部门的综合检测，发现长江大桥的桥面、桥 伸缩缝是为了满足桥梁结构“热胀冷缩”变化的 需要而设置的特殊结构。若桥梁伸缩缝出现问题则 了结构的收缩膨胀空间，同时也降低了桥梁结 构的稳定性能。在处理桥面伸缩问题时，加固方案 的设计要围绕桥梁的病害情况有针对性的处理。例 如，软性填料松散脱落时，需清理原缝隙存留物后 重新注入新的填缝料；伸缩缝损坏需及时更换新的 等，这些方案都有助于结构加固。 桥梁伸缩缝制作原理如图１所示。 ①～锚固筋 ②一边粱 ③一中梁 ④一横梁 ⑤一防水橡胶带 墩、桥架等不同的位置都出现了裂缝，裂缝跨度或 深度在２ｒａｍ～ｌＯｍｍ之间，包括水平裂缝、垂直裂缝 等多种形式；桥面铺装也出现了不同程度的病害， 如沥青材料硬化、松散：桥墩受到长江水流的冲刷 有略微沉降，但幅度较小。由于南京长江大桥是连 接长江南北两地的重要交通枢纽，市政部门决定针 对桥梁结构存在的问题进行加固改造，以保证桥梁 的正常使用。 ２ 桥梁结构的加固设计 ⑥一箱体 ⑦一承压支座 ⑧一压紧支座 ⑨一吊架 横梁之间有连杆 用于控制中梁 均匀移动 ．南京长江大桥作为新中国成立初期的著名桥梁 工程，其不仅见证了我国社会历史发展的变更，也 是我国桥梁工程技术的新突破。在南京各地经济开 发区发展过程中，外地的投资商开始到南京市内投 资建设，南京长江大桥成为了连接各地的重要交通 干线。对长江大桥进行改造加固处理需注重结构上 的设计安排。桥梁结构的加固设计可分为以下几 点。 ２．１ 上部结构 图Ｉ 桥梁伸缩缝制作原理 ２．４ 桥头引道 桥头引道是桥梁两端与道路连接的路段。为了 让引道在桥梁结构中更好地发挥连接作用。在改造 加固时可以对一些常见的异常现象加以处理。例 如，对于桥头衔接处的沉降问题，要制定填补加固 方案，防止发生跳车；对受损的挡墙、护栏则应加 桥梁上部结构主要是指桥梁工程的最上面，该 结构部位的病害多数是由于桥梁承载负荷过大造 成，如：车流量过多或车身负荷过大，这些都是导 致桥梁上部结构受损的主要因素。对于这一结构的 加固方案设计，可以根据桥梁的具体情况而定，例 固更换，维持桥梁结构性能的正常功能［３】。整体上 来说，应该维持桥头引道构成的每一个细节构造， 促进结构的协调性。 ２０１１年１２月第２４期Ｉ ９１ 桥梁与隧道工程Ｂｒｉｄｇｅ＆Ｔｕｎｎｅｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ３ 桥梁墩台的加固方法 式加固，同时于墩台身内设计合适的钢销，直径取 桥梁墩台是整个桥体的主要支撑结构。对桥面 上车辆行驶造成的负荷发挥了很大的承担作用。本 次长江大桥工程勘测检查中发现，由于桥面车流量 的增大及桥墩底层水流的冲刷，部分桥梁墩台结构 受损，主要集中在墩台的最上和最底部，若不及时 ＩＯｃｍ～２０ｃｍ，以此来加强墩台主体的稳定性能 ３．３ 维修加固 维修加固方案是利用不同的维修方式处理问 题，让墩台结构产生的不良现象得到有效处理．．通 过维修的方式对桥梁进行加固，要根据桥梁墩台所 处的水深情况而定ｌ５Ｊ。就本次长江大桥维修施Ｔ参 加固处理会加大桥身沉降的幅度。考虑到长江大桥 墩台下层的地基构造，在设计改造加固方案时配备 照的标准，一般水深在３ｍ内的选择围堰或套箱法， 了相应的维修处理工程。 ３．１ 地基加固 若桥梁地基的构造出现变化则会引起墩台的下 降，降低其原有的负荷承载能力，对地基采取加固 处理方式可以避免下降程度的加深。对墩台地基加 固前需查找桥梁所处区域的地质构造，如：长江大 桥在地基加固之前，设计人员翻阅了工程档案中有 关长江流水的冲刷力、流水量等，为改造加固方案 的相关指标选择提供了指导。例如，对于地基沉降 不严重的，则采用设计砂桩法、注浆法等加固方案 处理；对于软土现象严重的墩台地基，结合砂袋套 管、冲振法、注浆法等方案处理。桥梁墩台加固施 工流程如图２所示 承台顶面清理 钢筋绑扎 模板制作 二二 ————————］苎 卜 厂 ＿＿＿＿＿１ｌ—— Ｌ 竺圭 苎 混凝土拌和运输 ｒ＿————Ｌ— Ｉ混凝土养护 ｌ 堡 ｌ 图２ 桥梁墩台加固施工流程 ３．２ 主体加固 墩台的主体结构是改造加固方案设计的重点内 容，这主要是由于长期使用后桥梁墩台会出现各种 结构病害，如：裂缝等，此长江大桥的墩台勘测就 发现ｌｍｍ一３ｍｍ的裂缝多达２０处，给公路桥梁的正 常使用埋下了巨大的安全隐患 。因而，可以把主 体结构的裂缝处理作为加固的重点，设计方案时将 墩台身上、中、下划分为三道围带。对裂缝较大的 墩台．则选择按照墩台身设计钢筋混凝土护套的方 ９２ １交通标准化 用砌石或混凝土对冲空、受损的位置填补处理：而 水深超过３ｍ的选择潜水作业，把袋装混凝土分层 填塞冲空、受损位置即可。维修加固过程中，施Ｔ 人员要注意桥梁结构的使用寿命，尽可能彻底加固 好墩台受损部位，避免二次返工返修。 ４ 结论 综上所述．根据本次研究的南京长江大桥改造 加固方案的设计执行情况看，对桥梁结构定期检 查、维修、改造、加固，有助于增强桥梁结构的使 用性能，让桥梁结构更加稳定可靠，保持了整条交 通线路的持续运行。在设计改造加固方案时需结合 桥梁工程的相关资料，对改造加固方案中涉及到的 参数指标严格选择。 参考文献 【１］丁嘉丽，贾金波．南京长江大桥Ｔ程后期维护 方案的编制ｌＪ１．南京桥梁勘测，２０１０，１８（６）：３２— ３５． ［２１何春静，李子平．桥梁结构维修与加固方法的 探究ＩＪＩ．路桥丁程，２００９，３０（２０）：６５—６７． ［３１傅少君，赵永清．有关桥梁结构改造加固方案 的分析ｆＪ１．安徽市政工程技术，２０１０，１６（１２）：４９— ５２． ［４１陈为燕，朱明梅．改革开放前期桥梁Ｔ程改造 方案的设计『Ｊ１．中国桥梁统计，２０１０，１９（３）：８７— ８９． ［５］邱志义，黄少秋．湖南路桥工程地质勘测结果 的分析［Ｊ］．湖南科技周刊，２０１０，３７（２２）：６１—６４． 作者简介：王慧云（１９７９一），女，山东菏泽人，工程师，本 科．长期从事公路与桥梁勘测设计、施工监理：Ｅ作 收稿日期：２０１１—０７—２６
