淺談市政橋梁拓寬設計

蔡燕珊

摘要：隨著我國經濟建設的飛速發(fā)展，城市的交通量也與日俱增，城市道路的現(xiàn)代化建設也在加快進程，大量早期建成并投入運營的市政橋梁，服務水平已明顯降低，難以滿足日益增長的交通需求，存在嚴重的問題，如交通擁擠、行車速度減慢、交通組織困難、日常養(yǎng)護等，嚴重制約了便捷通道的作用發(fā)揮，不利于城市經濟的長期可持續(xù)發(fā)展。因此利用原有道路的拓寬改建，提高道路通行能力，同時提高橋梁的荷載等級和使用功能，節(jié)約工程投資，是舊路改建工程通常采用的有效途徑。因此，橋梁拓寬改建方法的探索具有重要的實際工程意義。 關鍵詞：橋梁 拓寬改建 通行能力

中圖分類號：K928.78 文獻標識碼：A文章編號：

引言??? 目前我國正處于大規(guī)?；A設施建設的高峰期，正在新建大量市政道路與橋梁來滿足交通量需求，與此同時，隨著經濟發(fā)展，交通量迅速增長，大量現(xiàn)有橋梁橋面凈寬不足是普遍存在的問題，為節(jié)省資金，增加通行能力，需要對現(xiàn)有橋梁進行拓寬改造。橋梁拓寬面臨的技術問題和新建橋梁完全不同，并且國內外鮮見成熟的成套技術，沒有配套的標準、規(guī)范和指南，通過綜合廣佛高速公路、沈大高速公路等高速公路的拓寬經驗，本文簡單闡釋市政橋梁拓寬設計的方法。

1 橋梁拓寬設計的一般原則

（1）橋梁拓寬應符合國家現(xiàn)行的有關標準規(guī)范和應滿足整體使用性能要求。

（2）組合橋梁的各組合部分應采用同一荷載等級。新建結構連接原有結構的橋梁應對原有結構部分進行驗算，應與新建結構滿足相同的荷載標準。

（3）拓寬部分＞5m的拓寬方式：拓寬部分基本為獨立受力模式，原則上采用上部構造弱連接，下部構造不連接方式。拓寬部分≤3m的拓寬方式：拓寬部分難以獨立受力或獨立受力性能不佳，需要與原結構共同受力，原則上采用上部構造強連接、下部構造連接方式。介于二者之間的情況可根據(jù)具體情況采用合適的拓寬方式。

（4）拓寬橋梁應注意橋路配合，當橋梁位于平曲線上時，左右加寬橋須按相應曲率布置。位于縱坡處，加寬橋應與原橋縱坡擬合一致。

（5）拓寬橋梁的基礎形式考慮到減小對老橋基礎的影響，原則上采用樁基礎；當?shù)鼗鶙l件較好時，也可采用與原橋相同的基礎形式，但應注意考慮減小結構沉降的措施。當橋梁新老結構均為摩擦樁時，拓寬部分新橋樁長應比原有老橋樁長長。

（6）被阻斷、破壞的既有設施（水管、過橋管線、人行道），設計應根據(jù)地方需要，考慮恢復與改移。橋梁拓寬方案選擇應充分考慮施工對行車的影響，并考慮維持交通施工方案的合理。

（7）橋梁拓寬應本著“安全、適用、經濟、美觀和有利環(huán)保”的原則，因地制宜，盡量利用原有構造物，靈活運用新、舊橋梁設計規(guī)范。

（8）強調橋梁的美學和環(huán)保要求：橋梁拓寬應考慮與原橋的外觀一致性；跨線橋和分離式立交在拆除重建的過程中，應注意橋梁結構型式與周圍景觀的協(xié)調性；距居民區(qū)較近的路段，應注意施工期和運營期的噪聲影響，采取相應的降噪、隔音措施。2 橋梁拓寬設計的一般形式和方法橋梁拓寬形式有單邊拓寬和雙邊拓寬兩種，拓寬形式的選擇應與原有道路路線的拓寬形式相適應。單邊拓寬的形式，一般是平行原橋另建一座新的橋跨結構，具體設計與新建橋梁相同，本文不考慮新建這種情況。雙邊拓寬的形式主要有增設獨立邊梁作為人行道，以及增設大邊梁來拓寬舊橋橋面和提高舊橋承載力。拓寬與新建兩種方式也可進行多種組合。

橋梁拓寬的方法有：（1）增設鋼筋混凝土懸臂挑梁，這是最簡便的橋梁拓寬改造方法，并可和其它橋梁加固補強法一并使用。這種橋梁拓寬的方法適合于梁式橋與拱式橋，一般適用于雙側拓寬的舊橋拓寬。它的突出優(yōu)點是不必拓寬橋墩，加固工作量小。（2）增設邊梁或邊拱，拆除一側（或兩側）欄桿及人行道板后，在一側（或兩側）增設邊梁（或邊拱肋），實現(xiàn)拓寬橋梁的目的。新增邊梁與原主梁之間鉸接，只承受自身恒載、人行道恒載與人群荷載，不承受原主梁傳遞的剪力，也不參加荷載橫向分配。用這種方法拓寬橋梁時，應測量橋墩（臺）頂寬度是否能放置新增的梁或拱肋，若不夠，應進行墩帽（蓋梁）的拓寬處理。（3）增加主梁或拱肋，這種方法一般用于需要拓寬橋梁又要提高承載能力的舊橋。其特點是，新增主梁或拱肋的剛度大于舊橋，以減小原橋主梁或拱肋的荷載橫向分布系數(shù)，從而在拓寬橋梁的同時，提高橋梁的承載力。3 橋梁拓寬設計的橫向連接方式橋梁各橫向組合部分宜采用相同的結構形式和跨徑。為最大限度地發(fā)揮結構抗力，應盡量加強橫向聯(lián)系。當橫向各組合部分為不同的結構形式或跨徑時，存在橫向剛度差，為避免應力集中，應采用鉸接或不連接等弱連接形式，弱化橫向聯(lián)系，同時加強縱向剛度，以確保結構的受力安全。

上部構造可采用有縫連接（不連接）、鉸接、半剛接、剛接等多種方式。下部構造可采用連接或不連接等形式。其中有縫連接、鉸接屬于弱連接，半剛接、剛接屬于強連接。

新老結構上部構造類型主要有預制T梁、預制空心板、預制箱梁、現(xiàn)澆箱梁等。采用同種類型的結構進行拓寬，為同剛度拓寬；采用不同類型的結構進行拓寬，為異剛度拓寬。設計中盡量采用同剛度拓寬。建議橋梁拓寬部位不宜采用橫隔板，而采用邊梁形式，新建結構之間可采用橫隔板。為加強連接部結構整體性，預制結構連接端部應有伸出鋼筋與橋面板連接成整體。為了起到連接新老結構橋面板的作用和減小新老結構不均勻沉降，新舊橋梁之間較好連接方式就是設置濕接縫。濕接縫應在新結構施工完畢后預壓三個月后進行。濕接縫盡量采用標準構造，以便標準化設計和施工。濕接縫的常規(guī)寬度為50～100cm，特殊情況下寬度應在20～130cm之間，否則應進行單獨設計。

新拓寬橋梁下部墩臺結構應盡量與舊墩臺保持外形協(xié)調一致，或采用完全相同的結構?；A型式選用應考慮其施工對舊墩臺的影響，為減小拓寬橋基礎沉降量，拓寬橋梁盡可能采用樁基，并通過加強地基處理、增加樁長或樁徑等措施盡可能減小基礎沉降；淺埋式新基礎埋置深度最好在舊墩臺基底標高之上。原橋采用擴大基礎時要注意新老基礎間的協(xié)調性，必要時對原有基礎進行加固；針對上部結構自身產生的較大附加內力，可通過連接部位增大配筋并改善連接結構形式來解決。

表1 連接形式及特征一覽表

連接方式 構造 受力特征 特點

不連接（廣義連接） 利用伸縮縫或填縫連接新老構造 不傳遞內力，新老結構互不影響 受力明確，但容易破壞，維護量大，或造價高

鉸接 利用假縫處鋼筋連接形成鉸，或僅橋面板連接，受力狀態(tài)類似于鉸 傳遞剪力，不能傳遞彎矩，新老結構影響較小 受力較明確，可忽略新老構造間的相互作用，橋面連續(xù)，適用性好

半剛接 采用深鉸或加厚的橋面板連接 不僅能傳遞剪力，還傳遞部分的彎矩 受力不明確，但較好地解決不均勻沉降引起的開裂，新結構對原有構造能形成一定加固作用，橋面平順

剛接 采用橫梁或全斷面連接 能傳遞剪力和彎矩 不均勻沉降影響較大，受力不明確，可以確保橋面平順。連接的技術難度大

4 橋梁拓寬設計的計算分析

橋梁拓寬計算不僅要分析新建結構受力情況，同時也要考慮對老結構的影響。計算分析的內容有：（1）原結構自身驗算；（2）拼接成整體的驗算（縱、橫方向）；（3）拓寬部位的局部驗算；（4）基礎沉降控制驗算。其中特殊計算有：（1）新建預應力混凝土結構收縮徐變對原有結構的影響；（2）新建結構基礎沉降對原有結構所產生的附加內力的影響；（3）錯孔布置的橋梁，尤其是三向預應力混凝土箱型梁橋。計算分析的邊界條件與結構自身特點、新舊結構拼接方案、拼接構造有關。采用的計算分析軟件有橋梁博士、Midas Civil和Ansys等。

5 橋梁拓寬設計需注意的問題??橋梁拓寬設計前，應對舊橋現(xiàn)狀進行全面調查，包括原橋的技術狀況、沿線的地質條件、橋梁檢測、荷載試驗與分析計算，對舊橋的承載能力與可靠度做全面的評價。在對舊橋準確評估后，根據(jù)拓寬后的線路使用要求，確定拓寬設計標準，需要加固的橋梁應把拓寬與加固結合起來考慮。

在研究橋梁拓寬方案時需要注意的問題較多，如需要考慮新舊橋梁結構之間合理的橫向連接方式、變形協(xié)調、合理拓寬時間以及在不中斷原橋交通的條件下合理的新橋施工方法等。橋梁拓寬改造需要特別注意的關鍵技術問題有：（1）確定舊橋與拓寬新橋部分的縱向接縫，以及接縫對結構受力的影響。（2）拓寬后新舊橋梁受力特性變化、結構收縮徐變及基礎沉降控制。（3）橋梁拓寬的施工問題，包括施工可行性、合理材料選擇和不中斷交通施工工藝等。

[1] 中交公路規(guī)劃設計院．JTGD60-2004 公路橋涵設計通用規(guī)范[s]．北京：人民交通出版社，2004．

[2]魯昌河 . 廣佛高速公路新舊橋梁結構連接試驗段設計[J] . 廣東公路交通，2003(4)

[3]方益紅 . 高速公路橋梁拼寬改造關鍵問題分析. 福建建筑，2009(9)

[4]王新．沈大高速公路加寬改造工程大中橋設計原則[j]．遼寧交通科技，2005(z1)：141—142．

[5]盂廣文．關于公路舊橋拓寬設計問題的思考[j]．公路交通技術，2004(3)：71—75．