周伟，赵晓斌，丁金堂，李伟

（重庆市建筑科学研究院，重庆 400016）

0 引言

随着城市发展的需要，对老旧设施改造及景观提档的需求日益增大。考虑到拆除重建将带来经济、环保等多方面的问题，以在原混凝土结构基础上进行加固后，增设长悬臂拓宽桥面的改造方式，提升老旧桥梁功能，这一方法已经越来越普遍地运用到实际项目中。本文以重庆市秀山县西门桥实际案例出发，介绍了钢筋混凝土老旧桥梁拓宽改造中的关键施工技术，这些技术达到了严控施工成本、尽量避免过多拆除破坏原结构的效果，可供类似项目参考。

1 原秀山西门桥拓宽改造项目概述

西门桥位于重庆市秀山县，跨越梅江河。该河为季节性河流，枯水季节最低水深约为2.5m，河床底为较完整砂岩。西门桥全长为61m，桥梁上部结构为3跨17m+22m+22m简支梁桥，建成于1996年，使用至今。

原西门桥桥梁结构主梁采用钢筋混凝土矩形梁，桥面全宽为6.2m，断面布置为：1.4m（栏杆路缘人行道）+3.4m（行车道）+1.4m（栏杆路缘人行道），桥面厚度20cm，主梁间设置横隔板，板厚18cm，每4m布置一片。桥梁下部墩、台为重力式墩台，基础设置在河床基岩上。

该桥原设计荷载：设计荷载：汽车-15级,人群荷载：3.0kN/m2。

加固改造后主要技术标准及荷载如下：

（1）设计荷载：桥面取消行车道车辆荷载，根据建筑设计改造为廊桥，增加了一层木结构建筑自重，人群3.0kN/m2；

（2） 断面布置：3.75m(栏杆、人行道)+3.4m(人行道)+3.75m(栏杆、人行道)=10.9m；

（3）该桥加固改造后使用年限为30年。

西门桥加固前后横截面对比示意图见图1。

图1 西门桥加固前后横截面对比示意图（单位：mm）

2 桥梁拓宽改造施工关键技术

2.1 拓宽改造流程

由于该拓宽改造工程工期只有100d，按照此类型桥梁加固施工以往零散的施工经验，常规的施工流程[1]为：搭设全桥支架→桥台加固→拆除桥面铺装、人行道及栏杆→主梁病害处治→钻钢悬挑梁锚栓孔→按照钢悬挑梁箱体内侧锚板→增加T梁底板→钢悬挑梁工厂焊制→钢悬挑梁安装（若不合格返厂重制）→增大边梁截面→桥梁顶升、支座修复与更换→桥面铺装→设置伸缩缝→养护。

按照该流程实施施工，每个节点施工完成且质量必须合格后才能进行下一道工序施工，各时间各工序间一旦出现问题，下一工序的工期随之延后，施工成本额外增加。

根据现场的实际情况，将全桥搭设脚手架改为第一跨搭设型钢支架、其余跨搭设吊架，保证支架在洪水季不受影响；增加原主梁梁端及横隔板进行加固，用于桥梁顶升；增加桥面开洞，方便底板浇筑后也可进行钢悬挑梁锚固板施工；调整钢悬挑梁预制安装为现场拼装焊接，保证安装效果；调整落梁次数，节约更换支座工期；抗拉支座设置限位垫块，保证抗拉支座有效工作。其他工序按照要求相应进行调整，调整后施工流程如下：

2.2 拓宽改造施工要点

1）架、拆除桥面铺装、人行道及栏杆

由于该跨需要对桥台一侧进行加固处理，采用吊架会增加原梁荷载，影响桥台加固。根据现场走访与资料调查，该季节有引发洪水的可能，如果搭设钢管架会减少河面宽度，且该河流上游处于山谷地带，洪水极易夹杂枯木等对钢管架造成安全隐患，遂采用搭设型钢支架作为更换支座及增加T梁底板平台。

剔除桥面铺装层直至原主梁骨料，拆除人行道板及栏杆。

2）吊架、主梁病害处治、桥台台帽加固

在主梁翼缘板处按照吊架布置尺寸要求凿除孔洞，便于吊架底模型钢吊装和底板混凝土浇筑。吊架下横梁与桥面上横梁之间通过精轧螺纹钢杆件连接，并在精轧螺纹钢套PVC管，便于拆除作业（图2）。

利用搭设的支架平台及吊架平台对原主梁病害进行修复[1]，利用支架平台处理病害桥台台帽（图3）。

图2 吊架搭设

图3 桥台台帽病害处置

3）梁端粘钢加固、增设桥梁支座、第一次落梁

原桥梁未设置支座，按照设计要求需要在主梁支点处增设橡胶支座，新增边梁处增设抗拉支座，增设支座前对原主梁梁端进行粘钢加固[1]。

按照设计要求更换支座需在主梁底板浇筑完成后进行，但底板浇筑后桥梁上部结构自重增加，且原主梁端部之间有横隔板连接，更换支座的操作空间减小，不利于操作。根据此特殊情况，经反复讨论论证，对主梁间横隔板进行加固处理，加固完成后作为顶升主梁的支点，逐跨顶升主梁，更换支座。

主梁顶升采用4台同步千斤顶分别布置于横隔板下方，利用原墩、台作为千斤顶支撑点和临时支撑点，并用环氧树脂砂浆进行找平，千斤顶上下端铺垫20mm厚钢板。在主梁两侧布设百分表，精确测量顶升高度并在梁体顶升过程中控制梁体姿态，顶升过程中专人负责记录百分表读数。试顶前先检查千斤顶安装是否垂直牢固；影响顶升的设施是否已全部拆除；顶升部分结构与其他结构连接是否已全部去除。

根据施工需要控制主梁顶升高度，顶升过程中分级顶升，严格控制高差，采用位移传感器检测梁体顶升位移情况。通过主梁两侧布设百分表监测其转动的情况，将梁体姿态控制在允许范围内。主梁临时支撑采用不同厚度的钢板组合支撑，每顶升一级，临时支撑增加一块钢板。顶升到位后对主梁梁体进行检查，无异后将梁体由千斤顶转落至临时支撑上。

清理原台帽上杂物，采用环氧树脂混凝土修复原桥墩、台支座垫石。在支座垫石上根据设计图纸标出支座位置中心线，同时在橡胶支座上也标出十字交叉线，将橡胶支座安放在垫石上，使支座的中心线与墩台的设计位置中心线重合，保证支座准确就位。原边梁在增大截面后将增加抗拉支座，在原墩台两侧边梁底植入预埋钢筋，将抗拉支座预埋件标高调至普通支座同一标高后固定至预埋钢筋上，用环氧树脂混凝土填实。

完成后进行第一次落梁，第一次将主梁落至橡胶支座顶面后将梁体由千斤顶转落至临时支撑上，落梁过程中保证梁体两端同步下落，防治落梁时产生水平位移。

4）主梁截面转化加固[1-2]

剔除原主梁梁底主筋保护层，将新增底板横向钢筋焊接于原主梁主筋上，布置纵向主筋，并与横向钢筋点焊连接。通过调整支架顶托、吊架精轧螺纹钢使底模与原主梁梁底紧密结合，并浇筑底板混凝土，使原T梁形成箱型整体（图4、图5）。

图4 底板钢筋安装

图5 底模校正

5）钢悬挑梁

按照设计图纸要求需预制焊接H型钢三角形钢挑梁，然后通过吊装使钢挑梁螺栓孔与边梁侧面及顶面螺栓孔精确对中后锚固（图6）。

图6 钢挑梁

但原桥边梁钢筋密布，螺栓孔实际布置情况与设计出入较大，且单片钢挑梁重量超过700kg，钢挑梁螺栓孔与空心板侧面及顶面螺栓孔对中困难，安装后效果不满足要求。根据现场实际情况，将设计要求的预制安装改变为现场制作拼装。

现场将钢挑梁拆分为3个杆件（图7），各杆件根据现场实测尺寸下料。由于①号杆件需与边梁螺栓孔精确对位锚固，首先采用透明塑料板将已施工完成的边梁上的螺栓孔位置拓至①号杆件上，用小型钻床钻螺栓孔，钻孔完成后将杆件锚固至边梁上。其次将②号杆件吊装至临时支撑上，调整杆件位置，就位后与①号杆件进行焊接。再次将③号杆件吊装就位，并分别与①号杆件、②号杆件进行焊接连接。为保证各钢挑梁焊接质量，现场对焊缝进行检测，检查合格后采用环氧树脂封闭①号杆件与边梁处缝隙，并压胶填实。钢挑梁施工时两侧同时安装，避免梁体扭转受力。

图7 钢挑梁杆件示意图

左右侧钢挑梁之间设有拉通连接钢板，施工时为保证钢板顺直，通过调整临时螺栓与垫片将钢板紧固与桥面上，分别于左右侧钢挑梁②号杆件焊接。焊接完成后封闭连接钢板缝隙，并压胶填实。

6）边梁抗拉支座、增大边梁截面[1]

利用支架及吊架作为施工平台，对原边梁侧面进行凿毛处理并植入抗剪钢筋，布置边梁侧面纵向钢筋，支立模板，浇筑混凝土。

浇筑前将抗拉支座上预埋板安装到位，并采用型钢垫块对上下板之间进行限位，确保抗拉支座在第二次落梁前不受力。

7）次落梁、拆除支架和吊架、设置桥梁伸缩缝

待新增边梁混凝土强度达到设计强度的80%脱下底模，拆除抗拉支座限位型钢垫块进行第二次落梁，落梁完成后检查各支座受力情况。支座检查合格后拆除千斤顶和临时支撑钢板等设备。

安装钢挑梁连接钢板及底部钢横梁，对钢构件进行防腐涂装，安装完成后拆除支架及吊架。原T梁翼板开孔处采用钢筋补强，与桥面铺装同时浇筑。

在桥台两侧T梁端部植入伸缩缝钢筋，安装桥梁伸缩缝。

8）桥面铺装

在原主梁翼板上按照梅花形布置连接钢筋，铺设桥面系钢筋，并按照设计图纸在T梁连接处布置桥面连续钢筋，浇筑桥面混凝土。

3 结语

本文将截面转换加固改造的理论研究与工程实践相结合，以秀山西门桥为例，对钢筋混凝土老旧桥梁拓宽改造关键技术进行了解析；并通过现场合理的施工计划安排及施工措施处理，最终确保了加固改造施工的顺利进行，使实际项目达到了预期效果[2]，为老旧桥梁拓宽改造积累了较大价值的经验。