2019-06-14
盧瓦爾河畔圖瓦黑大橋建于1882年，位于法國(guó)南特市，為跨越盧瓦爾河的下承式鋼桁架橋，長(zhǎng)393米，路面寬4.62米，日交通流量達(dá)10,500輛。該橋一直被適當(dāng)和定期的維護(hù)維修，特別是針對(duì)鋼桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐蝕維護(hù)，但橋面支撐體系的鋼橫梁和砌筑拱呈現(xiàn)了與滲漏水相關(guān)的嚴(yán)重病害，即橫梁銹蝕，磚砌筑拱砂漿受沖刷流失、凍融等的破壞。
為避免該橋發(fā)生砌筑拱坍塌或橫梁斷裂，2014年底制定了12個(gè)月工期、預(yù)算4800萬(wàn)歐元（不含稅）的維修初始計(jì)劃，包括：拆除和維修損壞嚴(yán)重的磚砌筑拱，修復(fù)和加固銹蝕的鋼橫梁，修復(fù)混凝土橋面板、設(shè)置防水層和瀝青混凝土面層，所有結(jié)構(gòu)重新涂裝。此外，還研究在橋梁兩側(cè)外掛安裝各寬2米的人行與自行車道的可行性。但分析計(jì)算表明，按原設(shè)計(jì)砌筑拱和鋼筋混凝土橋面板進(jìn)行維修，橋梁承載能力既不能滿足現(xiàn)行歐洲規(guī)范的交通荷載要求，也不足以支撐外掛安裝人行與自行車道。因此，需要減小橋面自重的創(chuàng)新解決方案。
利用UHPC的力學(xué)性能進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，既能滿足結(jié)構(gòu)要求（大幅減小自重并可外掛結(jié)構(gòu)）和幾何尺寸要求（保持現(xiàn)有路面高度）、又能滿足造價(jià)和工期的要求，該新技術(shù)方案為：
· 拆除現(xiàn)有砌筑拱（超過(guò)2500噸），用UHPC板替代；
· 在現(xiàn)有橫梁與UHPC橋面板之間空間安裝“新”鋼梁，用于支撐和安裝橋面板；
· 板與梁之間用現(xiàn)澆UHPC接縫連接；
· 鋪設(shè)路面修整薄層（樹脂）。
該創(chuàng)新技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)為：
（1）用平均厚度94mm的R-UHPC板替代原砌筑拱和鋼筋混凝土橋面板，使橋面體系自重從初始方案的3040噸降低到1730噸（含外掛人行與自行車道結(jié)構(gòu)），大幅度提升了橋梁承擔(dān)交通荷載的能力；
（2）板-梁-板之間現(xiàn)澆灌注UHPC連接，形成無(wú)縫橋面，長(zhǎng)期可靠地解決了橋面防水問(wèn)題，有效保護(hù)了鋼梁；
（3）施工費(fèi)用沒(méi)有增加，施工周期則從12個(gè)月縮短為6個(gè)月，減少了對(duì)交通干擾的時(shí)間；
（4）未來(lái)橋梁養(yǎng)護(hù)費(fèi)用顯著降低，主要是鋼結(jié)構(gòu)防腐維護(hù)。
新方案施工方法與步驟為：
（1） 拆除砌筑拱，同時(shí)開(kāi)始預(yù)制生產(chǎn)UHPC橋面板；
（2） 鋼結(jié)構(gòu)重新涂裝；
（3） 安裝“新”鋼梁，安裝UHPC橋面板；
（4） 鋪設(shè)路面修整薄層，完工。
該橋梁的創(chuàng)新性改造翻新技術(shù)方案以及成功實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，適用于許多具有歷史意義和審美價(jià)值的在役鋼結(jié)構(gòu)橋梁，既可保護(hù)這些橋梁，又可提升橋梁的承載能力。該橋上游的盧瓦爾河畔莫武（Mauves-sur-Loire）橋梁（類似結(jié)構(gòu)），計(jì)劃采用相同技術(shù)在2019年進(jìn)行改造翻新。
利用UHPC的高力學(xué)性能為老橋“減負(fù)”，在保持老橋主體結(jié)構(gòu)和原貌的條件下進(jìn)行改造升級(jí)與翻新，為延長(zhǎng)老橋的服役壽命并適應(yīng)現(xiàn)代交通需要，提供了很好的技術(shù)解決方案，值得學(xué)習(xí)借鑒。
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