淺析橋梁加寬設(shè)計(jì)方法

付志平

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路交通量不斷增長(zhǎng)，對(duì)原有道路進(jìn)行改擴(kuò)建項(xiàng)目越來(lái)越多，設(shè)計(jì)中涉及到對(duì)原有橋梁進(jìn)行加寬設(shè)計(jì)的項(xiàng)目越來(lái)越多，如何充分利用原有橋梁，選擇適當(dāng)?shù)臉蛄杭訉挿绞竭M(jìn)行加寬，是橋梁設(shè)計(jì)者面對(duì)的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。本文借鑒沈大高速部分主線橋梁、鞍山市千山東路七號(hào)橋、建國(guó)南路楊柳河南北橋改擴(kuò)建工程的成功經(jīng)驗(yàn)，收集在改擴(kuò)建工程中橋梁加寬設(shè)計(jì)技術(shù)方面的相關(guān)資料、綜合了目前國(guó)內(nèi)一些橋梁加寬的方法、分類(lèi)及特點(diǎn)，對(duì)主要幾種加寬模式進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)、使用情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析研究。從而提出橋梁加寬中有針對(duì)性地合理選擇橋梁加寬方法。

關(guān)鍵詞：橋梁加寬；上下部不連型式；不均勻沉降；設(shè)計(jì)方法

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，早期修建的公路，正面臨著大修改造期的到來(lái)。有些公路路面寬度己經(jīng)不能滿足交通量迅速發(fā)展的要求。這些公路不僅需要正常的維修養(yǎng)護(hù)，同時(shí)需要進(jìn)行改擴(kuò)建。改擴(kuò)建中由于橋梁完全重建費(fèi)用較高，因此舊橋加寬成為道路改擴(kuò)建中橋梁設(shè)計(jì)的常用方法。

橋梁加寬需要在原橋梁一側(cè)或雙側(cè)進(jìn)行加寬，橋梁加寬涉及到新建部分與原橋部分荷載標(biāo)準(zhǔn)、上下部結(jié)構(gòu)尺寸不同等問(wèn)題，進(jìn)而帶來(lái)了加寬橋梁中新舊結(jié)構(gòu)之間的連接問(wèn)題。

目前我國(guó)加寬橋梁新、舊結(jié)構(gòu)之間的連接方式主要有三種：分別是上下部均不連型式、上下部均連接型式、上部連接下部不連接型式

1 上下部均不連型式

新、舊橋梁上部、下部構(gòu)造之間均不連接，僅在新、舊橋之間留工作縫，然后橋面瀝青混凝土鋪裝層連續(xù)攤鋪。這種連接方式令新、舊橋各自受力明確、互不影響、簡(jiǎn)化了施工程序，回避了連接的技術(shù)問(wèn)題。

這種拼接方式是在新舊結(jié)構(gòu)間留一條縱縫，即新老梁和橋面鋪裝均不連。新舊橋梁完全獨(dú)立，各自受力，可以避免由于新舊橋梁收縮徐變和地基沉降差異在加寬后橋梁上部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的影響。因此該方法多用于新建部分橋梁可為單獨(dú)一幅或新舊橋梁間用分隔帶分開(kāi)的橋梁。另外，對(duì)于大跨徑的連續(xù)梁橋，由于其收縮徐變差，不均勻沉降差及預(yù)應(yīng)力反拱的影響較大，很難對(duì)連接面進(jìn)行加固處理，通常也采用這種方法。

2 上下部均連接的模式

新、舊橋梁上部、下部構(gòu)造之間均連接。新、舊橋上部梁板相鄰之處，對(duì)應(yīng)位置通過(guò)橫向植筋、澆筑濕接縫連接起來(lái)：下部對(duì)應(yīng)的墩臺(tái)帽、系梁等也通過(guò)植筋連接，然后澆筑混凝土形成整體。這種連接方式令新、舊橋形成整體，減小了在荷載作用下二者連接處產(chǎn)生的變形。

這種加寬方式是在新舊主梁之間通過(guò)植筋，澆筑橫隔梁等方法將新舊主梁連接在一起。連接的方法有主梁僅通過(guò)翼板相連和主梁通過(guò)翼板、橫隔梁相連兩種。采用這種方法也可以較好的避免橋面由于新老梁的收縮徐變差異和新舊橋梁地基的沉降差異而產(chǎn)生的變形差，保持橋面的平整，行車(chē)的舒適。但是因?yàn)樾陆ㄖ髁旱幕炷潦湛s徐變和地基沉降變形受到原有主梁的約束，會(huì)在新舊部分中產(chǎn)生約束力。若約束力過(guò)大，超過(guò)連接處的抗力，會(huì)使連接處出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞影響到橋梁的安全使用。

3 上部連接下部不連接模式

新、舊橋梁上部構(gòu)造之間連接，下部構(gòu)造之間不連接，結(jié)合上述兩個(gè)連接方式的優(yōu)缺點(diǎn)，可以綜合起來(lái)采用新、舊橋上部連接、下部不連接的方式進(jìn)行連接。上部連接方式分兩種，一種是上部梁板結(jié)構(gòu)連接，即切割舊橋邊梁挑臂混凝土，保留原鋼筋或種植鋼筋與新建橋進(jìn)行鉸接或剛接。澆注濕接縫并鋪設(shè)橋面鋪裝鋼筋連續(xù)并加密，形成上部連續(xù)的橋面結(jié)構(gòu)。另一種是主梁不連而橋面鋪裝相連，即在縱縫左右一定范圍內(nèi)重鋪橋面鋪裝，在縱縫上布置橫向鋼筋來(lái)實(shí)現(xiàn)新舊結(jié)構(gòu)的連接。

采用這種方法可以使橋面保持平整，在一定程度上避免新舊主梁的撓度差對(duì)橋面平整度的影響。但是，在主梁不連的情況下，僅靠橋面板相連，連接面較為薄弱，若新老梁的撓度差較大，就會(huì)引起連接面的破壞，產(chǎn)生沿連接面的縱向裂縫。因此這種連接方式要求結(jié)構(gòu)跨徑較小，相對(duì)撓度差較小，否則橋面易開(kāi)裂。另外這種連接方式也可用于新舊橋梁結(jié)構(gòu)型式不一致的拓寬拼接橋梁，如舊橋?yàn)楣皹蚨聵驗(yàn)榱簶虻那闆r。

這種加寬模式的優(yōu)點(diǎn)是新舊橋下部受力互不影響，上部連接對(duì)下部構(gòu)造產(chǎn)生的內(nèi)力影響很小。但是這種連接方式也有一些不足之處，對(duì)上部構(gòu)造來(lái)講，由于連接后新、舊橋的不均勻沉降和新老材料的差異而產(chǎn)生的附加內(nèi)力會(huì)使上部構(gòu)造連接處的內(nèi)力增大。因此為減少不均勻沉降，加寬的橋梁應(yīng)采取措施減少基礎(chǔ)沉降。尤其對(duì)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)更應(yīng)重視，必要時(shí)還須對(duì)原有基礎(chǔ)進(jìn)行加固。另外為減小加寬橋梁基礎(chǔ)沉降量，加寬橋梁盡可能通過(guò)采用樁基礎(chǔ)并適當(dāng)增加樁長(zhǎng)、控制上部拼接時(shí)間等措施減小基礎(chǔ)沉降。針對(duì)上部自身產(chǎn)生的附加內(nèi)力，可通過(guò)連接部位改善構(gòu)造、增大配筋來(lái)解決。對(duì)下部構(gòu)造來(lái)講，由于彼此不連接，因此新、舊橋的下部構(gòu)造相互不產(chǎn)生影響，上部構(gòu)造對(duì)下部構(gòu)造的影響也不大。

由于橋梁加寬的特殊性，以及舊橋所處地區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等建設(shè)條件的影響，舊橋整體加寬必須結(jié)合原公路橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、日常使用狀況、擴(kuò)建后設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真研究各種影響因素，并借鑒舊橋加寬的成功經(jīng)驗(yàn)，做好加寬方案的選擇。

實(shí)踐證明，采用適當(dāng)?shù)募訉挿绞剑謴?fù)和提高舊橋的承載能力及通行能力，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，滿足現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)男枰晒?jié)省大量投資，收到良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，特別是對(duì)我市，甚至我省部分地區(qū)來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)尤為重要；但同時(shí)在已加寬改造的橋梁上發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題，如在新老橋的連接處出現(xiàn)裂縫，從而影響到改造后橋梁橋面行車(chē)舒適度問(wèn)題等。因此，如何在安全、美觀、經(jīng)濟(jì)、適用的原則下，做好橋梁加寬設(shè)計(jì)工作，保證橋梁的加寬方法的合理有效，是擺在橋梁設(shè)計(jì)者面前的一個(gè)重要課題。需要我們?cè)O(shè)計(jì)者在今后的工作中對(duì)橋梁加寬改造方法進(jìn)行深入的研究，并不斷總結(jié)、積累經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D62-2004

[2]劉來(lái)軍 趙小星.橋梁加固設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[M]，人民交通出版社，2004

[3]王新.沈大高速公路加寬改造土程大中橋設(shè)計(jì)[J].遼寧交通科技，2003年01期

[4]李偉.沈大高速公路改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)[C].高速公路擴(kuò)建土程技術(shù)研討會(huì)論文集，2004