浅谈国道212线K311+803何家堡2号桥危桥加固改造工程设计

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　　摘 要
　　通过对何家堡2号危桥加固设计方案的对比、优化与实施情况的分析与总结，重点探讨危桥加固改造工程设计方案的选择。
　　关键词
　　何家堡;危桥加固改造;设计
　　中图分类号： U445.72                   文献标识码： A
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 08 . 64
　　Abstract
　　Through the analysis and summary of the comparison， optimization and implementation of the reinforcement design scheme of no.2 dangerous bridge in hejiabao， the selection of the design scheme for the reinforcement and reconstruction of dangerous bridge is discussed emphatically.
　　Key words
　　Hejiabao; Reinforcement and reconstruction of dangerous bridges; Design
　　1 桥梁概况
　　何家堡2号桥位于陇南市宕昌县境内G212线K311+803里程处，该桥为1-25米双曲拱桥，桥梁全长35米，桥面宽为净-7+2×0.5m。设计荷载为汽车-20级，挂车-100级，于1995年11月竣工。
　　该桥上部构造有拱肋5根，边肋宽21厘米，中肋宽为30厘米，各肋间净距为1.56米，各肋间用钢筋砼横隔板连接。下部构造为重力式桥台，基础为M7.5浆砌片石、C20混凝土台身、C20混凝土台帽、C25混凝土拱座。
　　随着灾后恢复重建、武罐高速、兰渝铁路等项目的开工建设，以及經济社会发展，G212线大吨位超限超载车辆的增加，该桥的桥面出现严重变形，出现沉陷、拥包等病害，拱肋裂缝，两岸桥台腹拱圈严重开裂、变形，栏杆系也严重变形破损，该桥的现状已严重影响车辆通行安全。为确保过往车辆的安全通行，对何家堡2号桥实施危桥加固改造工程。
　　2 设计采用标准、规范
　　（1）《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）
　　（2）《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011）
　　（3）《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2015）
　　（4）《公路地质勘察规范》（JTG C20-2011）
　　（5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）
　　（6）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）
　　（7）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362-2018）
　　（8）《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T J22-2008）
　　（9）《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/T T23-2008）
　　（10）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）
　　3 设计标准
　　（1）桥型：上部结构为1-30m正交预应力钢筋混凝土箱形梁，结构简支;下部结构为旧拱桥桥台加高利用，加高后新桥台为U型桥台，扩大基础。
　　（2）桥梁设计荷载：公路-Ⅰ级。
　　（3）桥梁宽度：净8.0+2×0.5m安全带。
　　（4）桥面坡度：桥梁纵坡为0.065%，行车道采用2%的双向横坡。
　　（5）桥梁设计洪水频率：1/50。
　　（6）桥位处设计地震动峰值加速度值：0.20g。
　　（7）环境类别：Ⅰ类。
　　4 设计方案比选
　　方案一：拆除原有拱桥上部结构，利用下部，新修为1-30m正交预应力钢筋混凝土箱形梁，结构简支，桥宽净8.0+2×0.5m;下部结构（1）利用原有拱桥桥台，拆除原有拱桥侧墙，保留台帽部分。以原有桥台台帽顶面为加高桥台基础底面标高，以原拱桥桥台台身前缘退后1米为加高桥台台身前缘，并在原有桥台植入钢筋，使新旧桥台更好的结合成整体。（2）加高后新桥台为U型桥台，扩大基础。（3）由于原拱桥桥台宽度只有7.9米，加高后桥台两侧安全带采用悬出托梁支撑，通过托梁使桥台与安全带连成整体，保证桥台位置桥面与梁板处桥面宽度一致。
　　将原有桥台加高利用，具有钢筋和混凝土工程量都较省的特点，且圬工拆除量小对环境影响较低;虽然箱梁预制吊装比较复杂。但是由于桥台加高利用，所以费用较低。方案一总投资为128.2468万元。
　　方案二：拆除新建，上部结构为2-16m正交预应力钢筋混凝土空心板，结构简支，桥面连续，桥宽净7.5+2×0.5m;下部结构为双柱式桥墩、三柱式桥台，钻孔灌注桩基础。虽然上部16m预应力空心板施工较30米箱梁简单，费用较低，但是下部工程量较大，并且要将原有桥台拆除，不能利用原有桥台，对环境影响较大，施工费用增加较多。方案二总投资为219.2591万元。
　　这两种主桥桥型方案，均能满足桥梁的功能使用要求，但两方案在施工难度、工期、环境保护、工程量、造价等方面有所差别。考虑到该项目为危桥加固改造工程，在确保桥梁结构安全实用的前提下要尽可能缩短工期，施工简单，充分利用原有桥梁下部，降低费用，经济环保。故设计最终推荐方案一。
　　5 设计要点
　　该桥下部桥台加高利用，原桥拆除时要对利用部分进行保护及检测，确保桥台各部分完好，清理干净后植筋加高桥台，保证新旧桥台结合为整体。箱梁按部分预应力混凝土A类构件设计，主梁由预制预应力混凝土箱形梁和现浇混凝土桥面板组合而成。计算时考虑竖向梯度温度效应，竖向梯度温度按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》取T1=14℃、T2=5.5℃。预制梁混凝土强度达到设计混凝土强度的90%后，且龄期不小于7天，方可张拉预应力钢束。两端同时张拉，锚下控制应力为0.75fpk=1395Mpa，未计入预应力钢束与锚圈口之间的摩擦损失。 　　5.1 上部结构
　　桥梁上部采用预应力混凝土箱形梁，桥横向由3片梁组成，采用预制吊装施工，箱形梁顶设置15-24cm的C50水泥混凝土现浇桥面铺装层，桥面横坡通过桥面铺装层形成。
　　5.2 下部结构
　　下部采用旧拱桥桥台加高利用，加高后新桥台为U型桥台，扩大基础。浇注加高桥台前应将原有桥台清洗干净，混凝土表面凿毛，并按设计图纸植入钢筋以保证新、旧混凝土良好结合。浇筑桥台侧墙注意预埋托梁锚固钢筋，浇筑托梁混凝土时注意预埋安全带锚固钢筋。对于桥台加高利用具体见桥型布置图，桥梁施工放样必须准确，仪器校核无误后方可进行施工。
　　6 加固效果
　　自该桥交工验收以来，经养护管理单位定期检查及评定，该桥使用功能良好，满足设计要求。
　　7 小結
　　（1）加固改造设计前首先委托有资质单位试验检测单位按照有关要求及相关规范对桥梁进行检测评定，确定桥梁的技术状况等级，设计单位根据检测评定结果结合日常养护管理情况合理选择设计方案。
　　（2）桥梁加固改造工程应体现“因地制宜、安全经济、一桥一策”原则，尽量应用新技术、新工艺、新材料进行设计，以降低工程成本，保证桥梁加固改造效果，延长其使用寿命。
　　（3）在危旧桥梁的加固改造过程中，要随时做好记录，检测和验证加固改造所取得的效果，为今后桥梁加固改造提供第一手宝贵的技术资料。
　　（4）通过对危桥加固改造工程设计文件的实施验证，一方面消除了公路行车的危险路段，使危旧桥梁重新发挥了安全通行能力，同时为我们积累了桥梁加固改造实施方案的宝贵经验。另一方面，通过对桥梁的加固改造，可以延长桥梁的使用寿命，减少了公路重复建设投资，为桥梁养护经费用提供了保障。
　　参考文献
　　[1]《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011）[J].人民交通出版社，2011，ISBN 978-7-114-09324-1.
　　[2]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362-2018）[J]..人民交通出版社，2018.[J].人民交通出版社，2008.
　　[3]《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T J22-2008）.
　　[4]《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/T T23-2008）[J].人民交通出版社，2008.
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