【技术】钢筋混凝土刚架拱桥桥面改造技术

钢筋混凝土刚架拱桥是在我国改革开放初期，特殊国情下出现的新型轻型拱桥，那时国内缺乏建筑钢材，水泥供应不足，研制这种桥型的目的，是在适用、安全、经济、美观的前提下，尽量挖掘其承载潜力，优化结构尺寸，尽量减少材料用量，以求最为经济。虽然这种拱桥有许多优点，但由于它属于高次超静定结构，结构受力比较复杂，如果一个构件有病害产生，会引起整座桥梁产生一些列病害。

钢筋混凝土刚架拱桥主要依靠刚架拱片与横系梁、钢筋混凝土微弯板组成的桥梁上部受力体系来承受桥面系传递的荷载，由于其结构上的设计一般从轻型化考虑，因此桥面铺装厚度往往较薄，经过一段时间的运营后，桥面铺装层大多会出现网状开裂、纵横向开裂、坑槽等，病害严重的桥面铺装层出现波浪形起伏变形，同时铺装层破碎开裂，形成危桥。经过长期对钢筋混凝土刚架拱桥病害的观察、分析和治理，笔者认为造成上述病害的原因主要有以下几点：

（一）长期超负荷运营，桥梁主体结构形变引起桥面破坏

 钢筋混凝土刚架拱桥在二十世纪八九十年代大量修建，经过数十年的运营，在重型汽车反复作用下，桥梁拱片、横系梁、斜撑等主体结构出现裂缝等病害，承载力降低，产生变形，而桥梁主体结构的变形直接导致了桥面系的破坏。

（二）桥面铺装厚度较薄，配筋较少，桥面结构整体性及刚度不足

早期钢筋混凝土刚架拱桥在设计时，设计荷载普遍较低，为尽可能的降低恒载，因此常常采用较薄的桥面铺装厚度，同时配筋较少。如此薄弱的桥面结构在长期荷载的直接反复作用下使用寿命本身就极为有限，随着运营时间的增长，桥面自然发生破坏。

（三）桥梁震动破坏

桥梁震动破坏分为两种：1、桥面系整体性及刚度不足，桥面形变引起的震动，这种震动引起的破坏一般是大范围的桥面网状开裂。2、桥面先期破坏（如沥青混合料推移、拱包以及小坑槽）引起桥面不平整后，车辆在其上行驶造成的震动，这种震动会导致先期破坏迅速扩大、发展，从而加速这些部位的病害发展。

（四）排水设施损坏

众所周知，积水对桥面、路面影响极大，本桥桥面铺装层变形严重，桥面凹凸不平，遇水即形成水洼，散落的杂物又堵塞了桥面泄水孔，加剧了桥面的破坏。

（五）施工质量差

为彻底解决钢筋混凝土刚架拱桥桥面铺装反复破坏的问题，针对钢筋混凝土刚架拱桥桥面常见病害情况及病因分析，总结相对应的对策。

（一）须制定系统的桥梁改造方案

钢筋混凝土刚架拱桥桥面的病害修复方案，要在对全桥病害进行排查的前提下研究制定，要针对该桥的具体特点加以综合考虑，重点考虑技术可行性、经济合理性和体现创造性，否则头痛医头，仅对桥面进行修复，只能在表面暂时解决问题。尤其是桥梁主体结构存在的病害应一并修复，必要时采取增大截面加固或者粘贴碳纤维布等措施对主体结构刚度不足的部位进行加固补强，恢复或提高主体结构的承载力，确保主体结构在荷载作用下的形变满足规范和设计的要求。

（二）增强桥面系整体稳定性和刚度

增强桥面系整体稳定性有采用钢筋混凝土桥面铺装，桥面铺装加配筋后，能有效加强桥面连接，使桥面铺装层参与桥梁结构受力，从而提高整体性；提高桥面刚度常用的方法有增大桥面铺装层厚度和提高铺装层材料弹性模量等。

钢筋混凝土刚架拱桥抗超载潜力小，因此采用增大桥面铺装层厚度的方法面临一个问题，加厚桥面铺装层势必增加桥梁恒载，这对原本已经相对薄弱的桥梁结构是一个严峻的考验。近年来，轻质混凝土在工程建设中得到大量的应用，其特点是容重轻、强度高。用于桥面铺装层可大幅增加铺装层的厚度，从而提高铺装层自身刚度，既增加铺装层厚度又不增加荷载，因此轻质混凝土在旧桥桥面改造工程中得到越来越广泛的应用。

（三）减震

桥面破坏造成的坑槽、沉降不均等起伏震动会随着改造完成自然消除。

（四）完善排水系统

排水系统对于桥面乃至全桥的使用寿命都有极大的影响，桥面排水不畅，积水易渗入桥梁结构，对结构产生侵蚀，长期作用的结果就是造成桥梁结构破坏，因此一个顺畅的排水系统对桥梁的使用寿命有很大的帮助。

（五）严把质量关

以漯河市人民路澧河桥维修加固项目为例，对钢筋混凝土刚架拱桥桥面改造中的关键技术进行分析研究。

（一）工程概况

图1 人民路澧河桥加固前侧视图

钢筋混凝土刚架拱桥具有自重轻、构件少和抗超载潜力小的特点，且桥面铺装层厚度往往较薄，容易出现桥面病害。针对钢筋混凝土刚架拱桥的这些特点，总结了钢筋混凝土刚架拱桥常见病害，分析了病害产生的原因，提出了相应的改造对策。并以漯河市人民路澧河桥加固维修项目为例，分析其病害和原因，提出桥面改造技术原则，并制定改造方案，经过三年来的运营，桥面未出现裂缝等病害，实践证明漯河市人民路澧河桥改造成功，取得了良好的效果，为同类工程积累可参考的经验。