近日一则公交公司的通告“由于黄陵大桥是汉南到蔡甸、武汉沌口经济开发区的必经之路，车流量大使桥出现了隐患。为安全角度考虑，7月20日起对大桥封闭维修加固施工。因施工给上班的乘客带来不便，请乘客合理规划路线及出行时间”引得附近的人们人心惶惶：为何才修十多年的黄陵大桥便出现了隐患、成了危桥？到底是什么原因造成这样的局面？难免产生见桥必忧的担心。

    本网视点

    据了解，黄陵大桥位于老桥下游55.5米处，为预应力钢筋混凝土连续T梁结构，桥长696.06米，桥宽12米，桥下垂直净高6米，最大跨径30米，设计荷载汽-20、挂-100。工程于2000年12月动工，2001年10月28日竣工，总投资2,693万元。这座耗资不菲的桥是101省道必经之路，车流量大，大吨位的货车、渣土车更多，正是这些大吨位的货车，经常在桥上驶过，使得桥梁出现了安全隐患，并被上级有关部门鉴定为危桥。

    随着我国公路建设的不断发展，为国民经济发展提供了强大的基础保证，桥梁是公路的重要组成部分，但随之而来的桥梁病害问题也日益严重，如何保证桥梁正常的使用寿命和人们的生命财产安全呢？大体从两个方面来控制：一方面是桥梁的设计上；另一方面桥梁的日常养护、桥梁的维修与加固上。

    从桥梁的设计上分析

    大家知道，黄陵大桥为预应力钢筋混凝土连续T梁结构。笔者从我国预应力混凝土连续梁桥施工设计方面整理如下：

    1.桥梁设计技术

    （1）主要设计规范  a.1978年交通部颁布了我国第一部《公路预应力混凝土桥梁设计规范》，该规范按单一系数极限状态设计理论编制，比以往采用的破坏阶段理论规范前进了一步。  b.1985年交通部颁布了《公路桥涵设计规范》，其中《公路钢筋混凝土预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85将单一系数改成多系数，以塑性理论为基础作强度极限计算，以弹塑性或弹性理论为基础作正常使用极限计算。85规范原则上是参照1978年CEB-FIP的《国际标准规范》，即《Medelcodeforcon－creteStrUctures》编制的。  c.JTK023－85规范允许桥梁构件按部分预应力混凝土（ppc）设计。

    2、预应力混凝土连续梁桥工程实践中出现的主要问题、形成原因、敏感性分析和设计对策探讨

    （1）在预应力混凝土连续梁桥，特别是大跨径连续梁桥的施工或使用过程中，部分桥梁有时会出现这样或那样的问题，其主要问题是箱梁混凝土出现了不同性质的裂缝。在已建成的连续梁桥中，某些桥梁上部结构曾出现了部分裂缝，主要有箱梁顶板和底板的纵向裂缝；箱梁腹板的斜向裂缝。特别是靠近边路现浇箱梁端部范围的两侧腹板，出现近45度的斜向裂缝。

    （2）针对预应力混凝土连续箱梁结构而言，裂缝形成的原因，主要有以下几方面：  a.在主桥总体设计中，跨径比例、箱梁截面尺寸的拟定不合理；b.结构设计抗弯剪能力不足；  c.对由预应力钢束引起的附加力估计不足；  d. 对温度应力重视不够；  e.施工质量不好、其中包括混凝土浇筑与养生；施工顺序与施工精度；预应力钢来的保护层厚度达不到设计要求；支架与模板变形过大；预应力张拉力不足；灌浆不及时或其他质量问题等。  f材料质量--如混凝土的水泥及骨料品种、材料级配及计量误差等问题。

    （3）预应力混凝土连续梁桥的裂缝问题涉及到设计、施工、监理等各方面，设计方面的对策重点从四个方面分析：

    a、桥梁跨径布置和箱梁截面尺寸拟定。

    桥梁跨径布置 ：在连续梁桥设计中，一般可以通过调整各跨的刚度。即合理取用相邻跨长的不同比值来调整各截面的内力，以满足设计的要求。对中小跨径的连续梁桥而言，边跨与主跨比一般取用0.5～0.8，这样可以使中跨跨中不致产生异号弯矩，边墩支点也不会出现负反力。对采用满堂支架施工的连续梁桥，这跨取中跨长度的70％～80％是经济合理的。但对采用挂篮悬臂浇筑法施工的大跨径预应力混凝土连续桥而言，边跨总有一段需采用支架现浇。为使连续梁结构的内力变化较合理和减少支架长度，设计时边跨长度一般选用中跨长度的65％左右为宜。结合国内外部分大跨径连续梁桥的工程实践，作者建议边跨与中跨的长度比一般控制在0.55～0.65。

    箱梁断面尺寸拟定：现行公路桥梁设计规范是采用极限状态设计的，结构均应通过承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算。除此，对构造上及施工工艺方面的要求必须得到满足。从一些出现裂缝的桥梁来看，有一些是与箱梁所选用的断面尺寸安全储备偏小有关。通过主拉应力的敏感性分析得知，若不设置竖向预应力钢束或者竖向预应力失效，则必须加大腹板厚度尺寸，重新设计。若竖向预应力只考虑50％的效果时，计算所得的主拉应力仍会出现大于规范规定值的情况。这说明与腹板厚度尺寸的选定有一定的关系。另外现行设计规范中与此有关部分的公式一般“仅适用于等高度的简支梁”，若用于连续梁时，应考虑一定的安全系数。这样按公式计算得到的斜截面抗剪强度Qhk＋QW值应适当折减。反过来折减后的Qhk＋QW值对腹板厚度又有所要求。作者建议选定箱梁断面尺寸时，除了注意梁高（H支和H中）的因素外，还应该重视腹板尺寸的优化。

    b、纵向预应力布束方案与预应力储备

    纵向预应力布束方案：工程实践证明，在采用直线束布置方案的同时，有必要在靠近箱梁支点附近的节段内，在腹板内布置部分下弯束，但吨位不宜太大，如用φj15.2-7～φj15.2-2，并同时在边跨现浇段端部腹板内布置部分弯起束。由于这类预应力钢束通过腹板，使得预压应力容易均匀分布到全断面上，是克服剪应力最有效的合理的布束形式，并可达到免费提供预剪力的效果。设计工程师可以通过合理布置纵向预应力钢束，来改善箱梁版权的受力状态；同时建议在边跨箱梁端部将腹板的箍筋适当加密，直径适当放大一些，这些措施对克服腹板的斜向裂缝是十分有效的。

    预应力储备：在设计过程中，有必要考虑结构各个截面的应力要有一定的安全储备，即对使用荷载作用下截面的正应力和混凝土主拉应力，提供一定的应力储备，以便在设计上带来可靠保证。

    c、预应力混凝土连续梁桥的设计要重视温度应力

    计算表明桥面局部升温或降温将会在结构中引起较大的内力变化，虽然这部分内力不是永久的，但却是不可避免的。若考虑不当，温度应力会造成支点附近和跨中断面的裂缝。即使这些细微裂缝不至于影响结构的正常使用，但设计时必须给予重视。除了对这些截面进行必要的应力验算满足规范要求外，有必要采取一些构造措施，如在验算截面附近布置一定数量的非预应力钢筋，使得温度应力分布均匀，控制温度裂缝的产生或发展。另外还得考虑在支点和梁端处的硬板和底板内布置足够的纵向钢筋和箍筋，因为对于箱梁横截面，腹板和底板在温度作用下混凝土容易开裂。

    d、重视箱梁结构非预应力钢筋的配置

    纵向公布钢筋或受力钢筋，特别是箍筋对构件的抗剪、斜截面强度和主拉应力的贡献很大。尤其在采用高强度混凝土情况下，箍筋的套箍作用十分显著。

    从桥梁的日常养护、桥梁的维修与加固上分析

    桥梁是公路的重要组成部分，是确保公路畅通的咽喉。桥梁在使用了一定的时期后，由于气候、荷载、特别是超载荷载等方面的原因，桥梁的损坏速度会不断的加快，如果不及时进行桥梁的维护，将会严重缩短桥梁的使用年限，甚至发生严重的安全事故。因此，加强对桥梁的检查，及时地对桥梁进行有效的日常养护、维修与加固，对延长其使用寿命、保证其承载及通行能力、保证行车安全、保持桥梁的良好的使用状态，具有十分重要的意义。

    怎么样进行桥梁的日常养护呢？

    （1）对桥梁进行各种检查及检验。了解桥梁的技术状况、掌握病害情况及其发展情况，针对具体的桥梁提出具体的养护措施，各种小修、中修甚至大修及改造等应建立在对桥梁进行的各种详尽的检查检验基础上。

    （2）桥梁的常见病害。表层缺陷，桥梁的表层缺陷主要有：蜂窝、漏筋、麻面、空洞、磨损、锈蚀、老化、表层成块脱落等类型。结构裂缝，砼结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至是多种因素相互影响，桥梁的构裂缝的主要有以下几种：网状裂缝、下缘受拉区的裂缝、腹板竖向裂缝、腹板斜向裂缝、梁侧水平裂缝、梁底纵向裂缝。

    （3）维修养护方法。

    梁（板）体砼的空洞、蜂窝、麻面、表面风化、剥落等应先将松散部分清除，再根据情况用高标号砼或水泥砂浆填补。

   梁体若出现漏筋或保护层剥落等现象，应先将松动的保护层凿去，并将钢筋锈迹清除，如损坏面积不大可用环氧砂浆修补，如损坏面积过大，可喷射高标号水泥砂浆修补。

    钢筋砼简支梁产生裂缝时，按下列方法进行处理：①当裂缝宽度大于限值规定时，应采用压力灌浆法灌注环氧树脂胶；②如裂缝发展严重时，应查明原因，按照不同情况采取加固措施，并加强观测。而加固的方法有：塞缝灌浆；塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥（砂）浆、环氧树脂（砂）浆，通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内，起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。上部结构加固；上部结构加固改建在调查研究老桥具体情况的基础上，经过技术、经济比较，采用充分利用原桥进行拼宽，利用桥台将拱式结构改为板式结构的加固方法，使其满足超限运输的要求。老桥下部结构加固；桥台特别是高度较大的桥台，受行车荷载和土压力作用，常见病害有桥台开裂、凸肚，翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小，水流不大的石拱桥，采用在桥跨内加钢筋砼框架进行加固。由于桥台太高，且位于长距离的高路堤纵坡上，在行车和土压力的共同作用下，使两岸桥台和拱脚开裂。采用钢筋砼框架加固桥台；对于尚在维持正常交通运输的桥梁，其台背填土破坏棱体引起的主动土压力由原桥台承担，框架结构仅承受在破坏棱体范围内布置超重车所引起的主动土压力。

    在后来的应用中，取消了钢筋砼立柱，仅在桥台上凿出牛腿的位置，将横系梁、支撑梁、牛腿一起现浇成平面支撑框架，这不仅减少了工作量，而且施工方便。采用这种方法加固的桥涵，经多次实地观察，处理效果良好。基础加固；桥梁基础特别是天然地基上的浅基础，由于埋置深度较浅，易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道，导致桥台基础冲空，引道被毁。桥梁地基局部软弱，致使桥台发生不均匀沉降，引起桥台开裂等。针对以上病害，我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌，上游河床设置丁坝，打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。防治桥台基础冲刷；对于跨径较小的桥梁，由于河水改道，洪水直接冲刷桥台基础，导致基础冲空甚至掉脚，可采取在桥跨范围内满铺C15片石砼的方法进行加固，铺砌厚度为30cm,铺砌两端设置截水墙，截水墙的深度为1m,宽度为0.6m。

    对于桥梁上游河床变迁、水流改道，洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道，导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁，采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物，将河水导入主河道。扩大基础加固法；采用扩大基础进行加固的具体做法：挖除桥台前的淤泥，深度与原基础高度相同；在基底打入木桩，木桩按梅花型布置。桥面铺装层的加固；桥面铺装层开裂或剥离等病害，通过有限元计算结果分析可知，在铺装层结构厚度一定的情况下，铺装层的模量比对铺装层的受力状态影响很大。我们通常的具体做法。首先，清除或刨洗桥梁原铺装层。在清除过程中注意处理的厚度等。在使用机械清除时，尤其注意不得损坏老桥的预制梁板、伸缩缝等构造。其次，认真清洗老桥面。对已经刨洗完毕的老桥铺装层及时外运，用人工清扫废旧料，用高压水冲洗梁板顶面，使之清洁并干燥。最后，重铺新桥面：水泥砼桥面铺装在浇筑砼的强度达到设计等级后，才可开放交通，其车辆荷载不得大于设计荷载。如采用快硬水泥砼铺装，开放交通的时间需根据试验确定。沥青砼桥面铺装应待摊铺的混合料完全自然冷却，其表面温度低于50℃后，方可开放交通。需要提早开放交通时，可洒水冷却降温。伸缩装置安装完毕，预留槽浇筑的砼强度达到设计强度后，方可开放。

 

责任编辑：王元

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