公路橋梁拓寬工程設(shè)計探討

馬　超安徽宏泰交通工程設(shè)計研究院有限公司

公路橋梁拓寬工程設(shè)計探討

馬超
安徽宏泰交通工程設(shè)計研究院有限公司

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國公路建設(shè)的步伐逐漸加快，特別是“十三五”期間我國新規(guī)劃國省道干線公路的升級改造，公路建設(shè)上了一個新的臺階，利用老路升級改造的項目會較多涉及到橋梁拓寬。橋梁拓寬的重點在于拓寬方案設(shè)計，只有根據(jù)實際情況設(shè)計合理的拓寬方案，制定有效的施工方案，才能確保橋梁拓寬質(zhì)量。

公路橋梁；拓寬工程；設(shè)計

一、橋梁拓寬

橋梁拓寬主要是指在既有橋梁的基礎(chǔ)上，通過新建、增設(shè)、拼接等方式，加大橋梁的寬度，達到提升通行能力的目的。在進行拓寬設(shè)計時，需要遵循以下幾個基本原則。

（1）進行拓寬設(shè)計時，要充分考慮拓寬部分的沉降。如果拓寬部分沉降不合理，就會導致拓寬接縫的力學性能較差，進而引起拓寬部分的可靠性下降。因此，在進行拓寬設(shè)計時，需要通過合理的措施控制新橋的沉降問題，同時還要盡量避免對舊橋造成擾動。

（2）進行橋梁拓寬施工時，必然會對交通以及周邊環(huán)境造成影響。因此，在進行拓寬設(shè)計時，應(yīng)當充分考慮外界因素，最大程度降低拓寬施工對外界產(chǎn)生的干擾。

（3）進行拓寬設(shè)計時，拓寬部分從原則上來說，最好和舊橋保持一致，即在橋長、結(jié)構(gòu)和跨徑等方面保持相同，視老橋結(jié)構(gòu)情況及交通組織需求，選擇新老橋各部分結(jié)構(gòu)是否連接。

（4）在拓寬設(shè)計時，要充分考慮接縫對行車安全可能產(chǎn)生的影響，最好使新橋和舊橋的接縫能夠一起承受載荷，保證形變協(xié)調(diào)。

（5）對施工技術(shù)和工藝要作出詳細設(shè)計，明確施工工藝和流程，確保拓寬施工接縫質(zhì)量。

（6）橋梁拓寬是在既有橋梁無法滿足交通要求的基礎(chǔ)上展開的，因此在新橋性能設(shè)計上應(yīng)該優(yōu)于舊橋，即強度、承載力等性能都應(yīng)高于舊橋。

二、公路橋梁拓寬設(shè)計的常用手段

1.單邊、雙邊新建橋梁

單邊新建橋梁是橋梁拓寬的一種方式，在原有橋梁無法滿足交通需求的時候，需要通過增加橋梁寬度提升原有橋梁的通行能力。如果原有橋梁的交通功能不能中斷，那么就無法對原橋直接進行拓寬施工。此時，就可以采取單邊新建橋梁的方式，在原橋的一側(cè)新建橋梁，以此緩解原橋的交通壓力，提升線路的通行能力。單邊新建橋梁的是在原橋交通不能受阻的情況下進行的，不會和原橋產(chǎn)生接縫。雙邊新建就是在原橋兩側(cè)進行新橋建設(shè)，實現(xiàn)拓寬目的。單邊或雙邊的拓寬形式需要根據(jù)拓寬功能、斷面形式和建設(shè)條件等進行合理選擇。

2.增設(shè)懸臂挑梁

增設(shè)懸臂挑梁是最為簡單的一種橋梁拓寬手段。在橋墩、承臺等完好無損的情況下，也滿足加載需求和拓寬條件，就可以對主承重上部結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，強化其加載需求。與此同時，還需拆卸老橋兩側(cè)的人行道欄桿等附屬設(shè)施，鑿開鋪裝層，重新鋪裝加固后的橋面，在人行道兩側(cè)增設(shè)懸臂梁，在車行道中增設(shè)懸臂板，然后再重新安裝人行道欄桿，完成橋梁拓寬。增設(shè)懸臂挑梁的拓寬手段主要適合拱式或梁式橋梁，拓寬位置以舊橋兩側(cè)為主。增設(shè)懸臂挑梁的拓寬方式不需要拓寬橋墩，施工量較小，效果顯著，適用于加寬寬度不大，加寬段載荷要求不高（人非載荷）的情況。

3.增設(shè)主梁

增設(shè)主梁的拓寬方式，主要是針對具有提升承載力需求的舊橋提出的。增設(shè)的主梁剛度應(yīng)該高于舊橋，實現(xiàn)原橋橫向載荷分布系數(shù)減小的目的。

4.橋梁拼接

橋梁拼接是橋梁拓寬的一類常用手段，主要有三種形式：新舊橋上、下部結(jié)構(gòu)連接；上、下部結(jié)構(gòu)不連接；上部結(jié)構(gòu)連接，下部結(jié)構(gòu)不連接。

第一種形式將新舊橋的上下部結(jié)構(gòu)都進行了連接，可以提升新舊橋的整體性，最大程度降低連接處的形變。但是，上下部結(jié)構(gòu)都進行連接，由于新橋的沉降還不穩(wěn)定，可能導致橋體內(nèi)力變大，導致新舊橋的連接處出現(xiàn)裂縫，影響拓寬質(zhì)量。

第二種形式實現(xiàn)了新舊橋上下部結(jié)構(gòu)的分離，提升了新舊橋的獨立性，避免了新舊橋之間各種力的相互作用，也切實避免了新橋沉降不穩(wěn)定可能引起的問題。不僅如此，上下部結(jié)構(gòu)不進行連接，可以大幅降低施工量和施工難度。但是，新舊橋上下部結(jié)構(gòu)不進行連接，在活載作用下，新舊橋主梁撓度會出現(xiàn)差異，加之兩橋沉降也存在不同，很有可能導致連接處鋪裝層受損，影響整橋性能和行車安全。

第三種形式僅僅連接了上部，下部未進行連接。連接上部、分離下部，可以減小上部結(jié)構(gòu)對下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。但是，沉降問題會導致上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力增加，可能導致質(zhì)量問題，影響行車安全。

三、公路橋梁拓寬工程設(shè)計的具體應(yīng)用

1.設(shè)計要求

某橋梁工程需要對其進行擴寬設(shè)計，根據(jù)實際情況來看，需要對其采用單側(cè)拼寬設(shè)計，因此在進行擴建設(shè)計時，需要在保證原橋安全的情況下，對其進行部分切除。通過實地測量之后，切除部分為0.5m，原橋?qū)挾仁?7.5m。單側(cè)切除0.5m之后，整橋?qū)挾戎挥?7m。由于擴建后整橋?qū)挾葹?5m，因此需要在橋體單側(cè)拓寬8m。因此，需要做好接縫處的處理。

2.接縫處理

接縫處理是進行橋梁拓寬的一個重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到拓寬質(zhì)量。接縫處理主要包含了三個方面的重要內(nèi)容。

（1）接縫處理不得中斷交通

要達到不中斷交通的目的，首先需要進行施工期間交通組織設(shè)計，在不干擾接縫處理的情況下，限制行車路線、行車速度以及行車流量。其次是選擇混凝土材料，尤其是拼接部位施工時，混凝土材料應(yīng)該具有早強快硬、低收縮、微膨脹等基本性能，確保接縫質(zhì)量。最后就是沉降控制，避免對接縫產(chǎn)生破壞性影響。

（2）確定拼接時機

拼接施工是需要在合適的時機下進行的，如此才能發(fā)揮顯著的作用。在拓寬部分施工完成后立即進行拼接，會因為混凝土徐變和新橋沉降，給拼接部分形成較大的內(nèi)力，導致拼接部位受損，性能下降。由于新橋沉降和混凝土徐變的速度并不一致，沉降穩(wěn)定的時間遠遠短于混凝提徐變穩(wěn)定的時間。因此，權(quán)衡兩者的變化規(guī)律，進行拼接處理的最好時機就是新橋完工后3～6個月。在條件允許的情況下，應(yīng)該盡量混凝土徐變完成70%之后再進行拼接。

（3）控制沉降

沉降問題在橋梁施工中一直存在，誘發(fā)這一問題的原因主要是橋體自重和地基性能。所以對沉降進行控制，也應(yīng)該從這兩個方面出發(fā)。但是橋體整體重量不宜優(yōu)化，只能通過優(yōu)化橋體結(jié)構(gòu)分散重力，減小對地壓力。地基性能主要應(yīng)該加強樁基處理，提升樁基強度和承載力，緩解沉降問題。

四、結(jié)語

橋梁拓寬的方法較多，對于公路橋梁而言，進行拓寬設(shè)計時需充分結(jié)合實際，嚴格遵守基本設(shè)計原則，處理好接縫施工、拼接處理和沉降控制等方面的工作，保證公路橋梁拓寬設(shè)計質(zhì)量。

[1]許彥,吳俊.高速公路橋梁墩臺設(shè)計[J].交通世界(運輸.車輛).2015(12)

[2]朱曄,蘭先宏.淺談山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2014(07)