吕台孜大桥维修加固方案分析

赵涛

摘 要：吕台孜大桥是本区较大的桥梁，本文对病害存在的状况、原因进行分析，根据经济技术的可行性，提出了切实可行的维修加固方案。取得较好的效果。

关键词：病害状况；原因分析；维修加固方案

1 吕台孜大桥基本状况

吕台孜大桥位于利辛县县道X046利辛-江口公路上，跨越茨淮新河，距利辛县城12km。大桥始建于1975年，全长394m（含引桥），全宽7.6m，行车道宽7.0m，共8孔，每孔净跨40m，满足通航及泄洪的要求。上部结构为钢筋混凝土双曲拱，横向五肋四波，下部结构为重力式实体桥墩和加后座的U型桥台，两桥台后座挡土墙均置于台背回填土上，浆砌块石护坡。本桥是利辛县通往南部乡镇的重要通道，南岸桥头是吕台孜集贸市场，且桥头线形不良，曲线半径小，路面窄，交通十分拥挤，维修加固前主要病害：桥面破碎，腹拱圈裂纹，侧墙断裂外胀，泄水孔堵塞，特别是雨雪天桥面严重积水，危及行人、车辆安全。

2 吕台孜大桥病害状况

（1）主拱圈横波裂纹。检查时发现各孔拱顶横波存在着裂纹，中间两波尤其明显，均分布在拱顶。

（2）肋波连接处裂纹。此裂纹数量较少，但在4、5孔有发现拱波与拱肋连接处有裂纹，但较细，且有少量水泥砂浆脱落现象，个别发生渗水现象。

（3）桥面破碎。原设计8cm的混凝土桥面严重破碎，大部分腹拱圈及主拱圈的横波波顶裸露。

（4）腹拱圈裂纹。腹拱圈裂纹是本桥最严重的病害，由于腹拱圈（预制旧150号）裸露，直接与车辆接触，并经常性撞击，腹拱圈大都有裂纹，裂纹最大大约5mm，个别已有破碎。

（5）侧墙断裂外移。在2、7号桥墩上方的东边侧墙及4号桥墩上方的西边侧墙发生断裂，断裂端分别外移3cm、3.5cm、5cm。检查中未发现墩台位移及下沉现象。

3 大桥病害原因分析

（1）双曲拱桥的设计特点与今天的病害密切相关，拱圈的结构上未能很好地保证其整体性，使计算结果的成立在一定程度上失去了前提。波顶与桥面相距小，在桥面破碎的情况下，直接与行车接触并撞击，易产生裂纹。拱肋与波、板混凝土的标号过大差异（拱肋旧250号，波、板旧150号），无疑增加了温差内力：同时肋与波、板的结合面过小，联系结构太弱，拱脚区的剪力和拱顶区的横向拉力的作用，导致肋波结合处裂缝的出现。横向联系薄弱，截面纤细的系杆梁虽多，但相对肋波板而言，只是柔性构件，对拱圈的横向整体作用有限。

（2）桥面破碎。原桥面设计是8cm厚的混凝土，桥面破碎严重，分析其原因如下：

①缺乏基层。拱桥上填料薄厚不一，对面层的刚性不一，沉陷不一，砂烁填料只算桥面的垫层，整体性差，这也是许多拱桥混凝土桥面不能达到使用年寿命的原因。

②重车交通量增加。20世纪90年代中期以来，本桥的重车交通量大增，将大大超过桥面设计的标准轴载。这可能当初设计没想到的，因而需要重新设计大桥桥面。

③变形缝数量多。拱桥墩、台处的均有变形缝，且在变形处刚性桥面中的膨胀缝较大，但原桥面在该处未做任何处理，故缝处的破碎现象尤为严重。

（3）腹拱裂缝。腹拱裂缝是本桥最严重的病害。由于桥面严重破碎（上面已分析），腹拱裸露，腹拱原填料松动，因而与行车接触发生强烈的冲击，而腹拱较薄（8cm），钢筋少、直径小（6mm），因此在长期的冲击中，发生裂缝，检查中发现，几乎所有的腹拱都有裂缝，部分已破碎。

（4）侧墙断裂外胀。由于桥面破碎，腹拱及拱上填料松动，桥面低洼，桥面两侧的泄水孔堵塞，在行车特别是重车的作用下，破损的桥面及松动的填料向两侧挤压，从而引起侧墙胀鼓，进而断裂出外移。

4 吕台孜大桥维修加固方案

从对全桥的检查及分析的情况来看，尚未发现桥墩、桥台及基础出现病害，亦未发现位移迹象；主拱圈肋拱也未发现病害。大桥主体结构较好，所以大桥的维修加固主要是针对上述病害。本桥在县乡公路上，综合考虑交通运输及技术经济的可行性，提出总体维护加固方案：

（1）维持桥面现状宽度；

（2）拆除栏杆、侧墙、桥面、腹拱圈；

（3）更换腹拱圈，浇注二期腹拱圈；

（4）重新浇注混凝土侧墻、缘石、预制安装桥栏；

（5）铺设含灰12%的石灰土基层；

（6）重新浇筑C30钢筋混凝土桥面。

5 吕台孜大桥维修加固设计要点

5.1 主拱圈拱顶波板及波肋裂缝处理

对主拱圈顶部波板裂缝及波肋连接处局部裂缝进行压浆加固，并进行采用1：2的水泥沙浆封闭裂缝。

5.2 腹拱设计

预制腹拱圈，采用C25混凝土浇筑，内配Φ10@15受力筋，Φ6@20分布筋，腹拱圈厚度10cm，腹拱圈装配完毕，腹拱上 二期混凝土采用C25现浇，厚10cm。腹拱圈设计如图（1），更换腹拱圈如图（2）

5.3 桥面设计

（1）结构层：砂烁做垫层，上铺压实厚12cm、含灰12%的石灰土做基层，面层采C30混凝土。

（2）桥面层采用C30混凝土浇筑，内配Φ10@20钢筋网，中间厚15cm，两侧厚10cm，排水横波1.5%，桥面钢筋混凝土与两侧墙之间设3cm纵向伸宿缝，内填双孔30×100mm氯丁橡胶板。桥面根据结构的要求，设26道横缝和2道混凝土桥面温度伸缩缝，内填双孔100～150mm氯丁橡胶板。如图（3）

5.4 其他

现浇C20混凝土侧墙、缘石、预制安装桥拦。预埋直径100mmPVC塑料排水管和铸铁排水口拦污栅，排水管间距10m。

6 结语

吕台孜大桥按本方案进行维修加固，并在设计中进一步细化、优化，2004年实施了维修加固工程，综合检测为二类桥梁。几年来，通过观测，各项技术参数均符合规范要求，未发现新的病害。

参考文献

[1]甘露，郑元勋.桥梁加固维修技术及加固方案选择原则分析[J].佳木斯大学学报（自然科学版），2016，（3）：378-380.

[2]谢铭.深门桥维修加固工程中选用的组合方案及成效[J].中国城市经济，2011，（15）：219-220.

（作者单位：利辛县县乡公路管理局）