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舊路升級改造中橋梁設(shè)計問題探討論文
摘要：結(jié)合筆者參與的若干舊路改造項目，探討了既有橋梁升級改造的若干問題，并提出處理建議。
關(guān)鍵詞：舊路；升級改造；橋梁設(shè)計
中圖分類號：Ｕ４４２．５文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：１００７—６９２１（２０１６）０２—０１００—０１
１研究背景
近年來，舊路升級改造工程在公路工程中的占比逐年提高，挑戰(zhàn)與問題也隨之而來。如何充分利用舊路既有構(gòu)造物、在節(jié)省造價的同時達(dá)到使用效能最大化，是工程參與者面臨的重要課題。尤其是既有橋梁的利用、修復(fù)、改建、重建問題，如何考慮設(shè)計會更加方便施工、確保使用、減少對既有道路的擾動、減少造價，成為此類橋梁設(shè)計中最為關(guān)鍵的考量。
２舊路升級改造工程中橋梁設(shè)計各過程中的重點簡述
眾所周知，一條公路的設(shè)計，通常要經(jīng)歷可行性研究階段、外業(yè)勘測階段、初步設(shè)計階段、施工圖設(shè)計階段、施工中修正設(shè)計階段。每個階段都有其關(guān)注的重點。
�。玻笨尚行匝芯侩A段
該階段要對項目有總體的把握，總體規(guī)劃、規(guī)�？刂贫际窃谠撾A段完成的。作為橋涵專業(yè)，應(yīng)重點關(guān)注改造后公路使用性能的變化對周邊地區(qū)的影響，例如：在低等級公路改高速的工程中，因高速實行全封閉通行，應(yīng)考慮沿線的村鎮(zhèn)市的人民通行便捷，增設(shè)輔道、通達(dá)等，在農(nóng)牧區(qū)，亦應(yīng)增設(shè)農(nóng)耕通道、牧道等。同時，須對既有構(gòu)造物進(jìn)行外觀檢查，詳細(xì)了解構(gòu)造物的外觀損壞、病害情況，并進(jìn)行評估，對于評級較高、存在繼續(xù)使用可能的橋涵，應(yīng)列入相應(yīng)的荷載檢測試驗費，以便在初步設(shè)計階段確定該橋的使用可能性；對于評級較低的橋涵基本可以認(rèn)定為拆除新建。
２．２外業(yè)勘測階段
該階段對既有道路進(jìn)行采集數(shù)據(jù)勘測，同時應(yīng)重點關(guān)注評級較高、存在繼續(xù)使用可能的橋涵，對關(guān)鍵橋涵應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的檢測，確定其使用健康情況，并對其使用狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)分析評價，確定該構(gòu)造物是否可以采取加固措施后繼續(xù)使用。
�。玻吵醪皆O(shè)計階段
除常規(guī)設(shè)計新建橋涵外，應(yīng)對需要加固改造的橋梁按照現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)行驗算設(shè)計。對于上部無法繼續(xù)使用的橋梁，應(yīng)驗算下部承載能力，承載能力驗算尚可的，應(yīng)對蓋梁進(jìn)行改造，以方便架設(shè)新建的上部構(gòu)造，同時，應(yīng)反算橋面標(biāo)高，并要求縱斷設(shè)計人員進(jìn)行重新擬合。對于已無法使用的橋梁，設(shè)計中應(yīng)采取加大單孔跨徑的原則，如原橋為４ｍ～１３ｍ中橋，則重建橋宜設(shè)置為４ｍ～２０ｍ，并采用錯位布置，以避開原有橋梁的基礎(chǔ)，同時橋臺設(shè)計，不宜采用開挖面積較大的橋臺類型，宜采用樁柱式橋臺，以減少開挖，避免擾動原已穩(wěn)定的路基，計算中，樁長應(yīng)從天然地面起算。
�。玻词┕D設(shè)計階段
對可以加固的橋梁應(yīng)提出詳細(xì)的加固改造方案，對于新建橋梁，樁柱式橋臺，天然地面以上部分應(yīng)按墩柱計算受力及配筋，天然地面以下部分按樁基計算配筋，同時，新舊結(jié)構(gòu)防護(hù)工程的銜接應(yīng)仔細(xì)考慮。
�。玻凳┕るA段
應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場具體情況，適當(dāng)調(diào)整設(shè)計方案，以方便施工。
�。玻稊U(kuò)建項目
對于擴(kuò)建項目，亦應(yīng)調(diào)查既有橋涵的典型標(biāo)高，以方便加寬、接長設(shè)計，設(shè)計中應(yīng)充分考慮新舊構(gòu)造物銜接方法，及銜接點的特殊設(shè)計。
３工程實例
某公路，原設(shè)計等級為二級公路，現(xiàn)欲改造為一級公路。既有４ｍ～１３ｍ中橋一座，擴(kuò)大基礎(chǔ)，上部為先張空心板，設(shè)計荷載為汽－２０，掛－１００。經(jīng)外觀檢測，發(fā)現(xiàn)：該橋板縫全部開裂，且大面積脫落，板縫滲水嚴(yán)重；０＃橋臺臺帽開裂，原橋臺混凝土標(biāo)號為Ｃ２５，一字臺。外觀檢測評定為２級，可考慮加固改造繼續(xù)使用。經(jīng)計算分析發(fā)現(xiàn)，該空心板已無法滿足在維持原設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上加鋪１０ｃｍ瀝青混凝土鋪裝層的使用要求，故判定上部拆除重建。按照新荷載標(biāo)準(zhǔn)公路－Ⅰ級驗算后發(fā)現(xiàn)：在該地區(qū)地震動峰值加速度０．１ｇ作用下，橋臺、橋墩承載能力無法滿足使用要求，判定下部亦拆除。經(jīng)考慮后，為避免新建橋梁基礎(chǔ)與既有橋梁基礎(chǔ)沖突，選擇新建４ｍ～２０ｍ中橋，且橋墩與既有橋梁錯位布置。為避免開挖擾動既有已穩(wěn)定的路基，橋臺采用樁柱式橋臺，天然地面以上部分樁高約１０ｍ，按橋墩受力計算，同時亦考慮土壓力影響進(jìn)行二次驗算，樁長計算按照天然地面以下受力，計算應(yīng)有樁長。同時，為了考慮充分利用既有橋梁防護(hù)工程，設(shè)計中，不拆除既有橋梁的橋臺，將原橋臺視為擋墻，鑿除與新建上部沖突部分臺帽，對現(xiàn)有的錐坡等防護(hù)工程進(jìn)行修復(fù)，同時，新建的防護(hù)工程盡量與既有防護(hù)工程銜接，減少工程量。
４結(jié)論與建議
舊路升級改造項目，既需盡量充分利用既有構(gòu)造物，又要考慮改造、加固、重建中的細(xì)節(jié)。
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