高速公路橋梁拼接加寬設(shè)計探討

山東通達(dá)路橋規(guī)劃設(shè)計有限公司 264003

摘要：隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展，高速公路的交通量也在飛速增加，一些等級較低的舊橋已經(jīng)不能適應(yīng)高速公路交通量的需求，改變結(jié)構(gòu)與增加路段已成為解決的頭等問題。橋梁加寬存在技術(shù)復(fù)雜、實(shí)施難度高、對現(xiàn)狀交通影響大的特點(diǎn)，是高速公路改擴(kuò)建工程的技術(shù)重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高速公路；橋梁改擴(kuò)建；拼接加寬設(shè)計；舊橋改造

高速公路的建設(shè)對我國交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展有著重大的意義，但是隨著我國交通運(yùn)輸行業(yè)的不斷發(fā)展膨脹，高速公路上的交通量也在日益擴(kuò)增，對高速公路的等級要求也越加嚴(yán)格。早期修建的高速公路通行能力日趨飽和，部分四車道的高速公路已不能滿足交通量的增長需求，因此對其進(jìn)行改擴(kuò)建，由四車道加寬為六車道或八車道，提高其通行能力已成為當(dāng)務(wù)之急。橋梁在現(xiàn)代高速公路中占有較大比重，加上橋梁加寬存在技術(shù)復(fù)雜、實(shí)施難度高、對現(xiàn)狀交通影響大的特點(diǎn)，因此橋梁加寬設(shè)計成為高速公路改擴(kuò)建工程的重點(diǎn)。

一、橋梁改擴(kuò)建的設(shè)計原則

根據(jù)現(xiàn)有道路構(gòu)造物的特點(diǎn)、改擴(kuò)建的整體要求及橋涵結(jié)構(gòu)物加寬加固的特殊性，重點(diǎn)提出以下設(shè)計原則：

1.首先收集舊橋的設(shè)計、竣工資料和地質(zhì)資料，對全線原有橋梁構(gòu)造物進(jìn)行歸類分析和現(xiàn)場調(diào)查，進(jìn)行必要的研究、論證，以選擇合理可行的建設(shè)方案。

2.橋涵構(gòu)造物的改擴(kuò)建，本著“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀和有利環(huán)?！钡脑瓌t，因地制宜，盡量利用原有構(gòu)造物，靈活運(yùn)用新、舊橋梁設(shè)計規(guī)范。橋梁的拼接加寬宜采用與原橋同跨徑、同結(jié)構(gòu)型式，力求標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化、外觀一致性。

3.對現(xiàn)有老橋逐一進(jìn)行檢測、驗(yàn)算、分析歸類，合理確定加固利用方案，提高其承載能力。

4.當(dāng)加寬加固設(shè)計方案完成后，便要考慮其實(shí)施的可行性，要在保證原有橋梁與加寬部分的承載性與持久性可達(dá)到最大的發(fā)揮，在成本上實(shí)現(xiàn)合理化，節(jié)約建成后的修護(hù)成本。

5.在實(shí)施方案之前，要做好預(yù)實(shí)驗(yàn)，即模擬方案中的技術(shù)，在模擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)際實(shí)施方案達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，才可進(jìn)行工程的實(shí)施，橋梁的拼接加寬原有目的為良好的解決交通問題，努力實(shí)現(xiàn)在保證工程質(zhì)量與速度上更不妨礙正常的交通秩序的目標(biāo)。

7.部分路段沿線城鎮(zhèn)化水平較高，從減少拆遷占地、降低工程造價和可持續(xù)發(fā)展理念出發(fā)，充分做好橋梁改擴(kuò)建方案的比選論證，注重提升土地和城市空間利用率。

8.強(qiáng)調(diào)橋梁的美學(xué)和環(huán)保要求：老橋的加寬應(yīng)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(yīng)注意橋梁結(jié)構(gòu)型式與周圍景觀的協(xié)調(diào)性；距居民區(qū)較近的路段，應(yīng)注意施工期和運(yùn)營期的噪聲影響，采取相應(yīng)的降噪、隔音措施。

二、橋梁改擴(kuò)建設(shè)計要點(diǎn)

1.荷載標(biāo)準(zhǔn)

近年來，由于新的公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范的逐步頒布執(zhí)行，設(shè)計荷載由汽-超20 提高到公路-Ⅰ級；新橋規(guī)對結(jié)構(gòu)在正常使用狀況下的各項(xiàng)應(yīng)力要求也有較大提高。而現(xiàn)有橋梁大部分是按舊橋規(guī)設(shè)計的，不可能全面滿足新橋規(guī)的要求?；谝陨蠈?shí)際情況，本文認(rèn)為應(yīng)本著“盡量利用現(xiàn)有橋梁、靈活運(yùn)用規(guī)范”的原則，務(wù)實(shí)采用“舊橋舊標(biāo)準(zhǔn)、新橋新標(biāo)準(zhǔn)”的方法處理；同時通過對舊橋進(jìn)行驗(yàn)算、加固，將其承載能力極限狀態(tài)提高到公路Ⅰ級的水平，正常使用極限狀態(tài)仍按“舊橋規(guī)”進(jìn)行驗(yàn)算。

2.新舊橋梁的連接方式

橋梁改建拼接加寬的關(guān)鍵是新舊橋梁上下結(jié)構(gòu)的連接，連接形式的選擇對公路運(yùn)營的安全性與可靠性有直接關(guān)系，且對橋梁改建工程施工難度及后期養(yǎng)護(hù)都有重要影響。根據(jù)以往橋梁改建拼接加寬工程實(shí)踐，筆者總結(jié)出以下幾種連接形式：

2.1上下均不連接

加寬部分與原橋的上、下部構(gòu)造不連接，新老結(jié)構(gòu)之間留工作縫。優(yōu)點(diǎn)：加寬的新橋與舊橋互不影響，獨(dú)自受力，可以簡化施工程序，減小連接的施工難度，施工期間基本上不影響原路的正常使用。

缺點(diǎn)：在汽車活荷載作用下，兩橋主梁產(chǎn)生不均衡撓度，再加上新舊橋基礎(chǔ)之間的不均勻沉降，將會造成連接部位瀝青鋪裝層的破壞，容易形成縱向裂縫和橫橋向錯臺。

2.2上下均連接

即橋梁上下均連接，此方法可使新舊橋梁完美得統(tǒng)一在一起，這種連接方法可以很好的解決橋梁受力問題，這樣在新舊橋梁上部通過增加鋼筋作為加固，再將新舊橋面統(tǒng)一澆筑，便可使其共同受力，也消除了由于新舊橋梁負(fù)荷不同而產(chǎn)生的變形差異。

優(yōu)點(diǎn)：加寬橋與原橋形成完整的一體，減少各種荷載作用下新老橋連接處的不均衡變形。

2.3上部構(gòu)造連接，下部構(gòu)造不連接

將橋梁外側(cè)護(hù)欄拆除，鑿除邊緣1m 左右范圍內(nèi)的橋面現(xiàn)澆板，在新老橋接縫處設(shè)置加強(qiáng)鋼筋，再和新橋的橋面現(xiàn)澆層一起澆筑，而下部結(jié)構(gòu)不連接。

優(yōu)點(diǎn)：有利于上部結(jié)構(gòu)受力，下部結(jié)構(gòu)不連接，下部各自受力內(nèi)力互不影響，并且便于施工，降低了造價，又保證了新老橋之間連為整體，能較好地控制橋面縱向裂縫的產(chǎn)生。

缺點(diǎn)：新舊橋基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)連接處易出現(xiàn)裂縫，影響原路交通，并且在新舊橋上部結(jié)構(gòu)連接時，是通過現(xiàn)澆一定寬度的混凝土接縫來實(shí)現(xiàn)的，因此能否保證現(xiàn)澆混凝土接縫在養(yǎng)護(hù)及隨后的使用過程中不出現(xiàn)過大的變形和開裂是施工的關(guān)鍵。

3.結(jié)構(gòu)拼接部的構(gòu)造處理

（1）空心板梁的拼接處理。

空心板擬采用鉸縫與橋面現(xiàn)澆層共同連接，在舊橋空心板邊緣植入鋼筋，待新橋架設(shè)3 個月以后再進(jìn)行橫向連接。施工前先將舊橋邊緣50cm 范圍橋面鋪裝及整體層鑿開，連接鋼筋，再在鑿開的整體層內(nèi)澆筑C40 補(bǔ)償收縮鋼纖維混凝土。對行車影響較少，施工簡單、方便，施工費(fèi)用較低，新、舊橋形成整體后共同受力。

（2）箱梁的拼接處理。

通過新、舊箱梁翼緣板濕接縫橫向連接，并每隔10m 左右設(shè)置一道橫隔板。先鑿除舊橋部分翼緣板混凝土并保留鋼筋，鑿毛腹板外側(cè)面混凝土并植入鋼筋，待新橋施工完成3個月以后，澆筑翼緣板濕接縫和橫隔板。施工簡單、方便，連接可靠。