曹衛(wèi)軍，陳 松，王敏鑒

(中鐵二局集團(tuán)勘測設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，四川成都610031)

某一級公路是成都市崇州市區(qū)前往崇州重災(zāi)區(qū)的運(yùn)輸干道，災(zāi)后重建，大量人員、物資、設(shè)備的運(yùn)輸必將進(jìn)一步加劇道路的病害。因此它的恢復(fù)重建就有著特別重要的意義。

本文結(jié)合該公路災(zāi)后恢復(fù)重建工程中的橋梁加寬設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對一座斜交石拱橋的二次加寬提出拼接方案，結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行了綜合比選，確定了合理、經(jīng)濟(jì)、美觀的加寬方案，對以后其它公路橋梁的加寬拼接設(shè)計(jì)有一定的參考價(jià)值。

1 工程概況

四川省崇州市境內(nèi)某公路跨河橋，位于線路直線上，設(shè)計(jì)荷載為汽車－20級，檢算荷載采用掛車－100級。原橋?yàn)?×16m的上承式石拱橋，斜交角85°。橋梁橫向布置為0.5 m+16.7 m+0.5 m，雙向設(shè)2%橫坡，下部結(jié)構(gòu)為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，于上世紀(jì)80年代竣工投入使用。

隨著我國交通事業(yè)迅速發(fā)展，公路交通運(yùn)輸量不斷上升，原橋通行能力不夠，成為了該公路運(yùn)輸線上的“瓶頸”，為了提高橋梁的通行能力，上世紀(jì)90年代末進(jìn)行過一次加寬改造，采用的是兩側(cè)拓寬改建法，加寬橋梁為3×16 m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，板長16.4 m，下部采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，按正交拼裝方式進(jìn)行加寬，由于既有石拱橋有斜交角，形成了現(xiàn)在的“鋸齒狀”橋面。加寬后的橋面橫向布置為0.5 m+22.7 m+0.5 m，見圖1。

圖1 一次加寬后平面(單位:m)

根據(jù)區(qū)域資料結(jié)合場地鉆探及工程地質(zhì)測繪，表明橋位場地范圍內(nèi)無活動(dòng)斷層、泥石流、滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象，場地地形平坦，區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性良好。

2 舊橋評價(jià)

“5·12”汶川大地震對基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生了不同程度的破壞，給災(zāi)區(qū)人民的生產(chǎn)生活帶來了諸多不便。為了保證這條公路的正常運(yùn)營，給重災(zāi)區(qū)災(zāi)后重建時(shí)大量人員、物資、設(shè)備的運(yùn)輸提供有力保障，委托有相關(guān)資質(zhì)的公司對舊橋進(jìn)行了一般檢查。檢查結(jié)果表明:橋梁技術(shù)狀況評定等級為一類，外觀檢查未見破損，橋梁總體質(zhì)量狀況良好。為了更好地養(yǎng)護(hù)既有橋梁，建議清掃伸縮縫內(nèi)砂土，疏通泄水孔，又對標(biāo)線磨損、模糊不清的地方進(jìn)行重新涂刷，使其發(fā)揮引導(dǎo)交通作用，在此橋兩端按汽－20、掛－100標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置限重標(biāo)志。

3 二次加寬標(biāo)準(zhǔn)與原則

3.1 加寬設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

為了與橋梁既有部分承載力相匹配，橋梁加寬部分設(shè)計(jì)荷載等級按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》[1](JTJ 021－89)汽車－20級設(shè)計(jì)，檢算荷載采用掛車－100級，單向設(shè)2%橫坡。

根據(jù)現(xiàn)行的1∶400萬《中國地震烈度區(qū)劃圖》，查得本區(qū)段的地震基本烈度為Ⅶ度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.1g。根據(jù)《四川省交通廳關(guān)于對地震災(zāi)區(qū)高速公路及國省干線公路恢復(fù)重建工程調(diào)查、檢測、評估和設(shè)計(jì)工作安排的補(bǔ)充通知》查得，崇州市的地震基本烈度為Ⅶ度，建議設(shè)防參數(shù)地震峰值加速度值為0.15g。

3.2 加寬設(shè)計(jì)原則

公路橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)符合技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理的要求，同時(shí)還應(yīng)滿足美觀和環(huán)保的需要，并考慮因地制宜、就地取材、便于施工和養(yǎng)護(hù)等因素[2]－[4]。

(1)為了保證該公路的正常運(yùn)營，提高其通行能力，又能克服災(zāi)后重建資金短缺的問題，以盡量利用舊路舊橋?yàn)樵瓌t，進(jìn)行路線平縱橫設(shè)計(jì)。

(2)加寬拼接的方式原則上采用上部構(gòu)造連接，下部構(gòu)造不連接[5]。

(3)加寬拼接橋梁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合全線方案設(shè)計(jì)的總體思路，充分考慮當(dāng)?shù)厣鐣?、人文環(huán)境相協(xié)調(diào)，與周圍自然、人文景觀融為一體的設(shè)計(jì)理念，盡量減少對原有自然環(huán)境、植被的破壞、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、減少水土流失、尊重當(dāng)?shù)厣鐣?、風(fēng)俗習(xí)慣。

(4)加寬設(shè)計(jì)時(shí)，位置、形式的選擇盡量與周圍地形相適應(yīng)。其孔跨、孔徑要根據(jù)河流的形態(tài)、設(shè)計(jì)流量、施工技術(shù)及后期養(yǎng)護(hù)條件等因素確定，以免破壞原有河道。還應(yīng)避免水流對岸坡的沖刷，必要時(shí)設(shè)置實(shí)體防護(hù)，以利于水土保持。

(5)重視環(huán)境保護(hù)和景觀建設(shè)，在考慮工程造價(jià)、社會效益的同時(shí)，應(yīng)重視生態(tài)保護(hù)，堅(jiān)持“環(huán)境優(yōu)先”、“少傷多?！钡脑瓌t，使工程建設(shè)與自然環(huán)境和諧統(tǒng)一。

4 橋梁二次加寬設(shè)計(jì)

為了與原有線路兩側(cè)對稱加寬的方案相適應(yīng)，二次加寬采用了兩側(cè)拓寬的改建方案。拓寬形式采用拆除原混凝土護(hù)欄，兩側(cè)加寬設(shè)相對獨(dú)立的輔助車道來拓寬舊橋橋面。加寬后橋面寬38.5 m，橫向布置為:0.5 m護(hù)欄+4.0 m輔道+2.5 m分隔帶+3×3.75 m行車道+2 m中央分隔帶+3×3.75 m行車道+2.5 m分隔帶+4.0 m輔道+0.5 m護(hù)欄，左右幅均設(shè)2%橫坡。橋面鋪裝為:7 cm厚瀝青混凝土鋪裝+防水層+10 cm厚C40混凝土鋪裝現(xiàn)澆層。施工方式為現(xiàn)澆滿堂支架施工，加寬部分和既有橋之間通過無縫式伸縮縫連接，見圖2。

圖2 二次加寬后平面(單位:m)

4.1 上部結(jié)構(gòu)加寬設(shè)計(jì)

由于原三跨石拱橋?yàn)樾苯粯?，第一次加寬采用了正交加寬，加寬后形成了“鋸齒狀”橋面，給二次改造加寬帶來很大困難。也對橋梁的美觀產(chǎn)生了負(fù)面影響。“鋸齒狀”部分加重了橋梁自重，對拓寬道路也沒有發(fā)揮作用，經(jīng)濟(jì)上亦造成了很大的浪費(fèi)。

根據(jù)線路平面線形，本次加寬亦采用兩側(cè)加寬進(jìn)行改造，加寬后橋面寬度為38.5 m，橋梁全長53.68 m。為了消除第一次加寬留下的外觀缺陷，本次加寬上部6片梁體平面形狀均為梯形，采用3×16.44 m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆變寬異形空心板梁，按A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)。其中梁高0.9 m，跨中頂?shù)装搴穸?.15 m，腹板厚度0.25 m。

為避免橋梁新老基礎(chǔ)不均勻沉降引起橋梁連接處開裂，并考慮到盡可能減小對既有橋面的影響，降低施工難度，行車舒適性以及方便后期維護(hù)等因素，本次加寬在新老橋面交界處沿“鋸齒”方向設(shè)置了施工方便，成本低廉，能適應(yīng)不斷重復(fù)的溫度和荷載作用而產(chǎn)生位移的無縫式伸縮縫。伸縮縫安裝時(shí)要嚴(yán)格保證施工質(zhì)量。

4.2 下部結(jié)構(gòu)加寬設(shè)計(jì)

考慮到減小對現(xiàn)有橋梁基礎(chǔ)的影響和減小二次加寬部分基礎(chǔ)沉降，本次加寬拼接橋梁下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式橋墩和樁帽式橋臺，基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。左右幅每個(gè)橋臺基礎(chǔ)均采用直徑1.6 m鉆孔灌注樁基礎(chǔ);左右幅每個(gè)橋墩均采用直徑1.5 m的獨(dú)柱墩，基礎(chǔ)均采用直徑1.6 m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造，墩臺樁基礎(chǔ)均按摩擦樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。橋位處地震動(dòng)峰值加速度值為0.15g，橋臺蓋梁上設(shè)置了厚度為50 cm的抗震擋塊，在現(xiàn)澆板梁和擋塊間設(shè)減震橡膠墊塊。

本次橋墩加寬設(shè)計(jì)時(shí)，對上次加寬橋墩進(jìn)行了局部鑿除，使二次加寬和一次加寬的橋墩部分共用。這樣即利用了原結(jié)構(gòu)，又簡化了施工程序，縮短了施工工期，降低了工程造價(jià)。

5 結(jié)束語

在確定橋梁加寬方案之前，一定要進(jìn)行將來某一時(shí)期的交通調(diào)查、分析。根據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況，通過統(tǒng)計(jì)、實(shí)測與分析判斷，準(zhǔn)確把握交通現(xiàn)狀及其變化規(guī)律，為將來的交通需求提供相應(yīng)的橋梁加寬改造方案。

舊橋加寬設(shè)計(jì)時(shí)一定要根據(jù)既有橋梁的實(shí)際情況，做到因地制宜，采取合理的加寬方案。在考慮滿足使用要求和結(jié)構(gòu)安全的前提下，還要兼顧經(jīng)濟(jì)和美觀，做到與周圍地形相適應(yīng)，與人文環(huán)境相協(xié)調(diào)。只有這樣才能使加寬改造工程與自然環(huán)境和諧統(tǒng)一。

本橋通過二次加寬改建后，消除了一次加寬遺留下的不足，彌補(bǔ)了一次加寬方案的不合理性，扭轉(zhuǎn)了一次加寬后橋梁外觀不規(guī)則、不美觀的局面。本次加寬改造節(jié)省了建設(shè)資金，創(chuàng)造出巨大的社會效益。同時(shí)為今后類似橋梁維修、加固、拓寬，特別是二次拓寬改造提供了一定的參考價(jià)值。

[1]JTJ 021－89公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S]

[2]閆嗣倫.關(guān)于舊橋加寬設(shè)計(jì)的探討[J].科技向?qū)В?011(11):257

[3]姚玲森.橋梁工程[M].北京:人民交通出版社，2008

[4]諶潤水，胡釗芳，帥長斌.公路舊橋加固技術(shù)與實(shí)例[M].北京:人民交通出版社，2001

[5]於文超.舊橋加寬方案設(shè)計(jì)與比選[J].公路交通技術(shù)，2011(1):68－71