旧桥在改造工程中的利用和处理

在公路改造过程中,是否使用或废除大量的现有桥梁,以及如何使用它们?是一个值得研究的问题。

第一,关于荷载标准。

对于那些使用状况良好,达到汽车-20标准的桥梁,可以在改建为一级和二级公路的过程中直接使用或加宽。否则,应通过调查原桥梁的地质条件并使用原桥梁设计和竣工数据对其进行检查。在没有上述资料的情况下,应进行必要的动、静荷载试验,通过加固使桥梁达到最低汽车-20标准。一般可直接用于汽车-13荷载标准、汽车-15荷载标准、跨度8m及以下的钢筋混凝土矩形板、汽车-15拱桥。下部结构,特别是重力式桥墩和桥台,由于质量和荷载较大,经过多年的交通和洪水考验,已经压实稳定。提高标准增加的车辆荷载占总荷载的比例相对较小,也可以直接使用。

第二,关于防洪标准

由于原有公路等级低或河流本身防洪标准低,部分桥梁防洪标准偏低。在提高公路等级的同时,一些桥梁的防洪标准相对降低,甚至一些原本符合标准要求的桥梁也达不到规范要求。如三级公路改为二级公路时,大中桥设计洪水频率由1/50提高到1/100,小桥涵由1/25提高到1/50。二级公路改为一级公路时,特大桥由1/100增加到1/300,小桥涵由1/50增加到1/100。这是一个不容忽视的普遍问题。解决办法是提高梁底标高,以满足有泄洪通道的大中桥的防洪标准。对于不能直接抬高的拱桥,可以去掉上部,抬高下部。对于排水沟上的小桥涵,考虑加长提高标准。特大桥由二级公路改为一级公路时,桥梁的长度和高度应按新建桥梁的300年一遇标准确定,原有桥梁可加高加长以满足要求。

三、关于桥型问题

在公路改建过程中,通常有以下几种处理方法:

(1)桩墩

一般还是用钢筋混凝土的宽度,盖梁可以接也可以不接。如果旧桥悬臂短,加宽不多,盖梁就接不上了。当旧桥悬臂较长、较宽时,应将盖梁连接在一起,以改善结构的协同受力。使用摩擦桩时要注意,旧桥由于长期使用,沉降基本完成,新加宽桩的埋深要加深,尽量减小其沉降值,使新老墩台之间不出现明显的沉降问题。

(2)重力墩

它可以通过重力或桩结构来加宽。重力墩加宽一般用于地基较密、承载力较高的情况。需要将新老桥墩连成一个整体,且基础埋深较大,如公路苗壮桥。在有冲刷的河床中,基础应按规范要求埋至冲刷线以下一定深度。当河水较深或土质基础较弱时,可采用桩基结构,盖梁与旧墩帽为一体,施工方便,经济适用。

(3)拱桥

拱形结构加宽。首先要注意拱桥的加宽:一是桥台采用肋板式桩柱组合桥台,以减少结构推力引起的桥台后移,尤其是建在不良土地基上的拱桥;第二,拱顶应采用轻质混凝土代替原有的灰土填料,既能避免桥面下沉,又能满足桥梁的温度变形。

四、关于细节。

(1)伸缩装置和支架

大中桥宜将水泥混凝土路面改为连续桥面,安装变形能力大的伸缩装置,但接缝长度宜控制在80 ~ 100 m,不宜安装滑动支座。GQF-MZL80、GQF-C60等类似设备可作为扩展设备使用。对于小桥,可以取消伸缩缝,即在混凝土路面中设置2cm厚的木板,将孔洞相互隔开,在其上连续铺设沥青混凝土面层。由于旧桥多为简支,桥面不连续,橡胶支座较薄,水平变形能力有限。因此,在桥梁加宽过程中,支座应更换为橡胶支座,其厚度根据重新计算的结构纵向伸缩量确定。

(2)桥面横坡

桥面横坡应尽可能与路面横坡一致。如果桥面没有沥青混凝土铺装,应加铺沥青混凝土铺装,其厚度可与路面上层厚度一致,一般不小于3cm。由于加宽,无论原桥是单向坡还是双向坡,随着路线中心线的变化,原桥面的横坡总是要调整的。当桥面由双向横坡变为双向坡,或由单向坡变为单向坡时,调整量一般较小,可在沥青混凝土路面中进行调整。当桥面由双向破坏变为单向坡时,可以用水泥混凝土调整横坡,同时保持下侧最小厚度。当曲线桥因超高而发生变化时,需要进行较大调整以满足横坡要求。

(3)桥梁护栏

护栏的类型参见《高速公路交通安全设施设计与施工技术规范》(GTJ074-94)。一般桥梁宜选用钢筋混凝土墙式F型或组合式护栏,位于市区时也可根据情况选用金属护栏。对于小桥来说,设置一个轮带就足够了。当原桥为防撞护栏时,加宽一侧的护栏类型应与原桥一致。当二级公路改为一级公路时,中小桥梁内侧可设置为分离式路缘盖板。桥梁和特大桥内部仍应安装防撞护栏,桥梁位于平曲线时还应考虑防眩设施。

在公路改造过程中,旧桥的利用和处理需要考虑的问题很多,但可以遵循一个原则:不留后患,尽量减少投资。在此基础上,尽可能利用现有桥梁。