城市橋梁拼接改造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

閔詩磊

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司昆明分公司，云南昆明650031）

城市橋梁拼接改造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

閔詩磊

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司昆明分公司，云南昆明650031）

目前我國(guó)處于快速發(fā)展的時(shí)期，為加強(qiáng)新建衛(wèi)星城及產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)與主城之間的連接，對(duì)既有市政快速路及高速公路橋梁拼寬改造的需求越來越高。通過實(shí)際工程的案例，對(duì)橋梁拼接設(shè)計(jì)進(jìn)行初步探討。

橋梁拼寬；設(shè)計(jì)

0 引言

隨著城市的發(fā)展，商業(yè)區(qū)、產(chǎn)業(yè)區(qū)開發(fā)及道路改擴(kuò)建，城市部分已建橋梁寬度已不滿足道路使用要求，且部分已建高架快速系統(tǒng)需由原設(shè)計(jì)的連接功能轉(zhuǎn)為集散功能。因此，對(duì)橋梁進(jìn)行加寬改造是符合城市發(fā)展需求的。而采取在已建橋梁兩側(cè)新建拼寬結(jié)構(gòu)的方案，對(duì)改造路段的交通及原結(jié)構(gòu)影響較小，是較好的解決措施。本文主要結(jié)合昆明二環(huán)快速系統(tǒng)西、南二環(huán)增設(shè)下匝道工程，對(duì)已建高架橋梁拼寬的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析闡述。

1 拼寬橋梁的布置

擬新建拼寬橋梁的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)盡量與老橋結(jié)構(gòu)保持一致。這主要是考慮在拼寬橋梁修建完畢后的運(yùn)營(yíng)期，新老橋所受荷載是一致的，采用相同的結(jié)構(gòu)形式可以使得新老橋梁縱向有共同的彎曲變形，從而減小在車輛通過時(shí)新老橋之間的變形差異，以保證拼接位置的平順。

在拼寬范圍內(nèi)，新建橋墩在道路橫向的設(shè)計(jì)應(yīng)與老橋橋墩對(duì)齊，以避免影響過街設(shè)施及橫向進(jìn)出口的布置，并應(yīng)盡量采用與老橋橋墩風(fēng)格統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，使得新老橋橋墩景觀統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

在昆明二環(huán)快速系統(tǒng)西、南二環(huán)增設(shè)下匝道工程中，原有道路為城市快速路，擬拼接老橋結(jié)構(gòu)為連續(xù)梁及空心板結(jié)構(gòu)，因原設(shè)計(jì)未在西二環(huán)高架東側(cè)設(shè)置由南向北的下匝道，導(dǎo)致車輛進(jìn)入地面道路繞行距離過長(zhǎng)，因此為提高快速路分流功能，在高架東側(cè)設(shè)置下行匝道。新建下行匝道在與主線分流之前設(shè)置122 m變寬段，變寬段采用新建橋梁與老橋拼寬的結(jié)構(gòu)形式。新建拼寬橋梁結(jié)構(gòu)的選型與老橋結(jié)構(gòu)一致，在跨越路口段采用30 m+ 40 m+30 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，其余采用空心板結(jié)構(gòu)。

2 拼寬橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

拼寬橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)遵循保護(hù)老橋并以老橋?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)的原則進(jìn)行。部分老橋結(jié)構(gòu)由于設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)，采用的荷載標(biāo)準(zhǔn)較低，設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)老橋進(jìn)行檢測(cè)鑒定，并對(duì)結(jié)構(gòu)承載力、服務(wù)能力進(jìn)行評(píng)估，在滿足設(shè)計(jì)荷載的條件下再進(jìn)行拼寬設(shè)計(jì)。一般情況下待改造的老橋結(jié)構(gòu)為正常運(yùn)營(yíng)中的橋梁，在運(yùn)營(yíng)過程中老橋結(jié)構(gòu)的收縮徐變及沉降均趨于穩(wěn)定，因此設(shè)計(jì)需收集老橋原有設(shè)計(jì)資料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量資料進(jìn)行對(duì)比，并以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料為最終依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在新建拼寬橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行管線探測(cè)，避免基礎(chǔ)施工破壞既有管線及地下設(shè)施?；A(chǔ)的布置需結(jié)合原有橋梁基礎(chǔ)統(tǒng)一考慮，由于老橋基礎(chǔ)沉降已趨于穩(wěn)定，為避免新建橋梁沉降對(duì)老橋產(chǎn)生影響，應(yīng)盡量按照新老橋基礎(chǔ)獨(dú)立的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。為減少新建拼橋的沉降量，保證成橋運(yùn)營(yíng)后新老橋間不出現(xiàn)較大高差，新建橋梁基礎(chǔ)應(yīng)采取如樁底注漿的措施以控制沉降。新建拼寬橋梁的橋墩設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮與已建橋梁的橋墩風(fēng)格統(tǒng)一，并應(yīng)考慮已建橋墩對(duì)新建結(jié)構(gòu)的影響。

在昆明二環(huán)快速系統(tǒng)西、南二環(huán)增設(shè)下匝道工程中，老橋基礎(chǔ)采用群樁基礎(chǔ)，并采用了樁底后注漿工藝進(jìn)行處理，橋墩設(shè)置于地面道路的機(jī)非分隔帶中，老橋的連續(xù)梁橫梁采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，橫梁寬度大于橋面寬度，已伸入到新建拼橋范圍內(nèi)。因此在新建拼橋的設(shè)計(jì)中，橋梁基礎(chǔ)也采用樁基礎(chǔ)，拼橋樁基距離老橋樁基距離按不小于3D（D為樁基直徑）控制，并且采用樁底后壓漿技術(shù)進(jìn)行處理。由于老橋承臺(tái)過大，因此新建拼橋承臺(tái)縱向加長(zhǎng)，在靠近老橋承臺(tái)側(cè)邊緣采用“]”形布置，以滿足構(gòu)造要求，新老承臺(tái)之間采用木板隔斷。上部連續(xù)梁橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮老橋橫梁伸入的影響，在靠近老橋側(cè)橫梁采用挑臂結(jié)構(gòu)，以避免損壞已建橫梁結(jié)構(gòu)。昆明二環(huán)快速系統(tǒng)西、南二環(huán)增設(shè)下匝道工程拼橋布置如圖1所示。

在橋梁拼寬設(shè)計(jì)中，需考慮拼接處老橋原有設(shè)施的改造，如防撞墻、人行道欄桿、排水口等。在拆除原有設(shè)施時(shí)須注意對(duì)老橋進(jìn)行保護(hù)，避免采用破碎等震動(dòng)較大的施工措施，而應(yīng)采用切割的施工方案。老橋在拆除防撞墻或人行道欄桿后，橋面受荷寬度有所改變，因此需對(duì)原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行縱向及橫向驗(yàn)算，以保證原結(jié)構(gòu)在改造后的安全要求。

在昆明二環(huán)快速系統(tǒng)西、南二環(huán)增設(shè)下匝道工程中，拼寬老橋橋面較寬，橋面板采用了橫向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，因此對(duì)拆除防撞墻進(jìn)行了嚴(yán)格要求，以對(duì)橋面板預(yù)應(yīng)力錨頭進(jìn)行保護(hù)。

3 拼縫的設(shè)計(jì)

在拼寬橋梁的設(shè)計(jì)中，新老橋的拼縫是重要的設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)，是新老橋連接的關(guān)鍵部位。根據(jù)相關(guān)工程實(shí)例，拼寬橋梁與老橋之間的拼縫處理主要有兩種形式：一是采用型鋼伸縮縫的斷縫處理，按照此方式布置，新老橋之間采用型鋼伸縮縫，對(duì)橋梁橫向變形有很好的適應(yīng)性，但由于斷縫的存在，使得車輛通過時(shí)舒適性較差。另一種斷縫形式采用橋面連續(xù)縫形式，按照此方式布置車輛可以平順通過拼縫，舒適性較高，但受到新老橋梁結(jié)構(gòu)沉降變形等因素影響，對(duì)橋面連續(xù)縫位置的材料選擇有較高要求。兩種拼縫處理方案各有優(yōu)勢(shì)，在工程中均有實(shí)例。

在昆明二環(huán)快速系統(tǒng)西、南二環(huán)增設(shè)下匝道工程中，為考慮行車舒適性采用了橋面連續(xù)的方案設(shè)計(jì)，新老橋橋面之間設(shè)置30 mm斷縫，新建橋梁鋪裝與老橋鋪裝一致，均采用混凝土調(diào)平層+瀝青混凝土橋面的組合。老橋在拆除防撞墻后重新制作防撞墻范圍內(nèi)混凝土鋪裝，新老橋混凝土鋪裝在橋梁拼縫處斷開。混凝土鋪裝澆筑完畢后進(jìn)行瀝青混凝土攤鋪，為使得新老橋面結(jié)構(gòu)過渡平順，在新建橋梁橋面及老橋防撞墻拆除范圍統(tǒng)一攤鋪瀝青混凝土，攤鋪完畢后在拼接縫左右各200 mm范圍切割一條400 mm寬的瀝青混凝土鋪裝槽，在此槽口內(nèi)進(jìn)行高彈性瀝青混凝土施工。具體施工順序如圖2所示。

圖2 具體施工順序

圖3 現(xiàn)場(chǎng)照片

目前昆明二環(huán)快速系統(tǒng)西、南二環(huán)增設(shè)下匝道已投入使用4年，經(jīng)過4年的運(yùn)營(yíng)狀況來看，橋面拼縫位置并未出現(xiàn)損壞情況，服務(wù)狀況良好。在車輛通過拼縫的行駛過程中未出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，與使用型鋼伸縮縫的拼縫相比有較高的舒適性。施工完畢和運(yùn)營(yíng)4年后的現(xiàn)場(chǎng)照片如圖3所示。

4 結(jié)語

目前，橋梁拼寬設(shè)計(jì)還未有相關(guān)規(guī)范可依照?qǐng)?zhí)行，設(shè)計(jì)人員基本依靠工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文通過實(shí)際工程案例，對(duì)拼寬設(shè)計(jì)中涉及的問題進(jìn)行了梳理，希望對(duì)橋梁拼寬設(shè)計(jì)工作能有所幫助。

U445.6

B

1009-7716（2017）06-0140-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.041

2017-03-13

閔詩磊（1983-），男，云南紅河人，工程師，從事橋梁設(shè)計(jì)工作。