路橋拓寬技術(shù)在公路市政化改造中的應(yīng)用

周天璧 朱志勇

岳陽市公路橋梁基建總公司

1 引言

目前，隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，城市人口快速增長，私家車輛的數(shù)量顯著增多，現(xiàn)階段大多數(shù)城市的內(nèi)部公路交通很難適應(yīng)當(dāng)下車輛通行對(duì)道路的要求。所以，公路部門需著眼于運(yùn)輸工作要求，從公路工程的角度進(jìn)行深入分析，有效拓寬公路寬度，大大增加車道通行數(shù)量，為人們出行提供便利，提升行車安全保障水平，有效保障我國公路交通建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展，更好地滿足人們的出行需求。

岳陽市又稱岳州，是湖南省轄地級(jí)市、省域副中心城市、第二大經(jīng)濟(jì)體，也是一座有著悠久歷史文化的名城。近幾年來，岳陽市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，很多市內(nèi)公路由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的局限性已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)交通發(fā)展的需要，因此對(duì)原有的城市道路進(jìn)行市政化改造勢(shì)在必行。岳陽市公路橋梁基建總公司在承攬城市道路市政化改造過程中成功應(yīng)用路橋拓寬技術(shù)，起到了非常好的施工改造效果。

2 公路市政化改造的關(guān)鍵點(diǎn)

為有效提高公路市政化改造工程的質(zhì)量，岳陽市公路橋梁基建總公司在公路市政化改造中合理、科學(xué)運(yùn)用路橋拓寬技術(shù)，不但有效保障了公路市政化改造工程項(xiàng)目的順利開展，還大大改善了路橋改造的效果。在實(shí)施公路市政化改造過程中，該公司從路橋拓寬和路橋拼接等關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手，高度重視和關(guān)注公路市政化改造的關(guān)鍵點(diǎn)。

2.1 路橋拓寬

市政公路橋梁改造和拓寬工程主要包括兩種類型：第一種是對(duì)原有的路橋進(jìn)行拓寬，也可稱其為擴(kuò)建道路或擴(kuò)充道路；第二種是新建。岳陽市公路橋梁基建總公司在前兩種道路擴(kuò)寬施工的前提下又衍生出更為合理的不同擴(kuò)建方式，還包括了不同的設(shè)計(jì)方案。新的設(shè)計(jì)方案不但包含在道路一旁增設(shè)一條新道路，還包含通過拼接、加寬等方式對(duì)道路兩側(cè)進(jìn)行拓寬。在開展市政公路拓寬施工前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從技術(shù)應(yīng)用和管理等層面進(jìn)行深入分析，在綜合權(quán)衡的基礎(chǔ)上做出施工決策。

在公路市政化改造施工過程中，技術(shù)人員首先要解決好拓寬中易出現(xiàn)的沉降問題。大多數(shù)市政道路建成并投入使用多年以后，在行車壓力和自身荷載的雙重作用之下，基本上已經(jīng)完成了基礎(chǔ)的沉降量。而在原道路基礎(chǔ)上開展拓寬施工時(shí)，需要進(jìn)行填方施工，外部重量會(huì)對(duì)新填入土壤造成嚴(yán)重影響，以至于使拓寬的路面出現(xiàn)非常明顯的沉降量，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致側(cè)向變形等狀況，這一情況還可能會(huì)導(dǎo)致原有路基出現(xiàn)附加沉降。若新舊路基之間存在太大沉降差異，則原有路面和新路面之間會(huì)生成巨大的彎拉引力，最終導(dǎo)致新路面與原有路面銜接不良，造成路面分離或者路面裂縫等情況，若在夏季多雨季節(jié)進(jìn)行公路市政化改造施工，雨水很有可能滲透到路堤中，從而對(duì)路面造成嚴(yán)重?fù)p壞，因此，公路市政化改造施工單位在路面拓寬過程中必須高度重視沉降帶來的一系列問題。

2.2 路橋拼接

在市政道路拓寬施工中，常存在橋梁和路面拼接的情況，在開展該項(xiàng)工作時(shí)，一般情況下會(huì)采取一些結(jié)構(gòu)相同或者跨徑相同的方式，也就是分別在橋本身的兩側(cè)開展拓寬施工，即路橋拼接。在具體施工中，有很多種拼接施工的方式，如上下連接、上下不連接、上下互相連接等。橋梁的基礎(chǔ)通常是結(jié)合地質(zhì)情況使用擴(kuò)大基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)等形式，在擴(kuò)建一些使用年限較長的老橋時(shí)應(yīng)注意，這些老橋的結(jié)構(gòu)通常比較大，且結(jié)構(gòu)有一定特殊性，因此最好保持原有的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行加固和改造，對(duì)于老橋拓寬的部分，應(yīng)盡量采取較為獨(dú)立的加寬分幅設(shè)計(jì)。針對(duì)一些存在嚴(yán)重病害的橋梁，則可采取拆除重建和加固改造兩種方案中的一種進(jìn)行施工，在選擇施工方案過程中要盡量選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的一種，然后再?zèng)Q定是否對(duì)橋梁進(jìn)行拆除重建。

3 路橋拓寬技術(shù)在公路市政化改造中的應(yīng)用

3.1 濕噴樁技術(shù)

以湖南省岳陽市公路橋梁基建總公司承建的某項(xiàng)目為例，對(duì)公路市政化改造中濕噴樁技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)論述。在項(xiàng)目拓寬施工中，技術(shù)人員主要采取清淤換填的方法徹底清理軟土地基，并使用新型濕噴樁施工方法在拼接區(qū)域進(jìn)行操作，有效處理了原有路面中的不良地基。這樣的施工方式大大提高了拓寬區(qū)域的整體承載水平，有效解決了新舊路基間產(chǎn)生沉降量的問題。對(duì)于道路拓寬路基施工而言，處理軟土路基具有某些特殊性，不能把沉降量當(dāng)作主要的施工、設(shè)計(jì)以及控制的目標(biāo)，應(yīng)充分考慮道路新舊路基的控制層面，以確保舊路面與拓寬路面間整個(gè)的銜接度。

3.2 臺(tái)階施工

岳陽市公路橋梁基建總公司在實(shí)施市政道路工程擴(kuò)寬的過程中，使用5%～8%的石灰材料作為道路拓寬施工的材料，利用石灰材料能有效提升整個(gè)路面的壓實(shí)程度，還能對(duì)原路面拼接環(huán)節(jié)實(shí)施臺(tái)階處理。在實(shí)際施工過程中，整個(gè)臺(tái)階設(shè)置的寬度要在1m以上，該種方式的設(shè)置能保證原有路面與臺(tái)階之間保持充分的銜接，確保新路面與舊路面構(gòu)成一個(gè)整體，防止在后續(xù)使用過程中出現(xiàn)裂縫等情況。在對(duì)臺(tái)階進(jìn)行施工的過程中，施工單位要結(jié)合臺(tái)階施工特點(diǎn)嚴(yán)格把控施工質(zhì)量，根據(jù)工程施工有關(guān)規(guī)范嚴(yán)格要求，不可出現(xiàn)人為性的施工過程失誤，確保拓寬施工的質(zhì)量。

3.3 路橋拼接施工

在岳陽市公路橋梁基建總公司承建的某項(xiàng)目中，整個(gè)工程的全長是50km，拓寬改造共牽涉到高粱結(jié)構(gòu)10座，其中有2座橋梁工程規(guī)模較大。技術(shù)人員對(duì)改造工程進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)，該大橋的主橋梁運(yùn)用的是變截面連續(xù)性箱梁，橋梁的寬度是15m，橋面中有1.5%施工坡度。要想對(duì)該大型橋梁實(shí)施有效地拼接和拓寬改造，首先要實(shí)施整個(gè)橋面的鋪設(shè)工作，并應(yīng)結(jié)合橋梁的具體結(jié)構(gòu)實(shí)施整體設(shè)計(jì)分析，把整個(gè)橋梁欄桿全部改換為防護(hù)欄，另外在原橋梁右側(cè)建設(shè)一個(gè)相同寬度的新橋梁，兩座橋梁之間的相互距離應(yīng)保持在1m左右。

4 公路市政化改造拓寬工程實(shí)踐

4.1 工程背景

下面以合肥阜陽路改造拓寬工程為例，闡述一下路橋拓寬技術(shù)在公路市政化改造中的應(yīng)用。合肥是一座全國有名的園林風(fēng)景城市，近年來城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，機(jī)動(dòng)車數(shù)量增長迅猛。合肥大部分修建于20世紀(jì)六七十年代的橋梁都不同程度地出現(xiàn)了損壞，橋面寬度和荷載設(shè)計(jì)都無法滿足不斷增長的交通量需要。合肥阜陽路位于榮事達(dá)路上，于20世紀(jì)的70年代修建完成，承擔(dān)著連接新舊城區(qū)交通的主干道作用，主跨是凈跨為50m的雙曲拱橋，矢跨與主跨之間的比例為8：1，矢高為6.25m。邊跨為凈跨為17.6m的肋板拱，矢跨比例是1：8，橋梁寬度是20m，長度是98m，其中，兩側(cè)人行道都是2.5m，機(jī)動(dòng)車道的寬度是15m。設(shè)計(jì)橋梁的荷載是汽車-15級(jí)、掛車-80級(jí)。因?yàn)楦逢柭窐蚴呛戏手鞲傻郎?，隨著城市發(fā)展進(jìn)程的日益加快，交通壓力較大。目前該橋出現(xiàn)局部橋面損壞嚴(yán)重，縱梁、立柱、拱肋等受力構(gòu)件也不同程度地出現(xiàn)了破損。另外，因?yàn)楦逢柭窐驅(qū)嵭蟹菣C(jī)動(dòng)車、機(jī)動(dòng)車混行，橋上交通非?；靵y，尤其是上下班高峰期，有行人有車輛，交通堵塞時(shí)常發(fā)生，在安全方面存在很大隱患，所以，需要對(duì)阜陽路橋進(jìn)行改造。改造阜陽路橋主要分為兩部分，即：舊橋的加固和新建拓寬橋梁。阜陽路橋經(jīng)改造后，設(shè)計(jì)荷載為城市-A級(jí)，設(shè)定成機(jī)動(dòng)車專用橋梁，雙向開辟6車道。在舊橋兩側(cè)都拓寬新增一座橋梁，設(shè)置橋?qū)?2m，布置的橋面為0.5m護(hù)欄+4.0m機(jī)動(dòng)車道+3.5m慢車道+4.0m人行道，新橋和舊橋之間的距離3m。

4.2 拓寬設(shè)計(jì)

一是橋梁拓寬的總體設(shè)計(jì)。因?yàn)樾?、舊橋梁之間的距離只有3.0m，舊橋使用的是箱肋拱橋和雙曲拱，所以，布置拓寬橋梁的橋跨時(shí)不能對(duì)老橋的存在不重視，另外，若完全使用與老橋一樣的結(jié)構(gòu)形式同樣不可取，在反復(fù)對(duì)中承式、上承式、下承式拱橋、連續(xù)梁橋、斜拉橋以及V型剛構(gòu)橋等橋梁造型進(jìn)行論證的基礎(chǔ)上，兼顧美學(xué)的要求，建成后使新舊橋梁在視覺上能夠統(tǒng)一，相互協(xié)調(diào)，確定阜陽路橋最終使用變體V形剛構(gòu)橋，跨徑組合是26m+52.2m+26m，采取與舊橋相同的跨徑布置，外部線性全部都擬合舊橋外觀的尺寸，即：主梁梁底線性和中跨斜腿都跟舊橋主橋懸鏈線型相擬合，主梁梁底線性和邊跨斜腿都跟舊橋邊跨圓弧線相擬合。橋梁的上部結(jié)構(gòu)箱梁使用的是直腹板變截面雙室單箱預(yù)應(yīng)力箱梁，單幅箱梁頂板的寬度是12.0m，頂板的厚度是0.3m，底板的厚度約為0.25m～0.3m，底板的寬度是8.0m，腹板的厚度是0.5m。中跨是擬合舊橋線形，邊跨箱梁的梁底線形更加圓弧變化，與舊橋相一致，跨中的梁高是1.0m。端部配重梁段的尺寸是2.0m×4.0m，邊跨端部的梁高是1.3m，箱梁使用C55號(hào)混凝土。橋梁的下部結(jié)構(gòu)橋墩使用了直徑為1.8m的3根鉆孔灌注樁，根據(jù)嵌巖樁進(jìn)行設(shè)計(jì)，最里邊的側(cè)樁基距舊橋基礎(chǔ)外側(cè)是5.0m，在新橋下部進(jìn)行施工時(shí)保證不會(huì)對(duì)舊橋基礎(chǔ)安全造成不良影響。承臺(tái)使用的是C40號(hào)混凝土，樁基使用的是C30號(hào)混凝土。橋臺(tái)設(shè)計(jì)成輕型肋式橋臺(tái)，樁基設(shè)計(jì)成嵌巖樁。

二是主要參數(shù)。鋼絞線。預(yù)應(yīng)力鋼絞線全部使用ASTMA416-92標(biāo)準(zhǔn)里的270級(jí)鋼絞線?；炷痢Ｂ窐虻纳喜拷Y(jié)構(gòu)都使用的是C55混凝土，樁基礎(chǔ)使用的是C30水下混凝土，承臺(tái)使用的是C40混凝土。溫度荷載。根據(jù)有關(guān)公路橋涵設(shè)計(jì)的通用規(guī)范取用溫度基數(shù)，整體橋梁降溫、升溫都按照20℃進(jìn)行考慮。邊跨配重材料。根據(jù)容重45kN/m3進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算過程中對(duì)以下荷載組合進(jìn)行充分考慮：第一種組合：汽車+恒載；第二種組合：汽車+恒載+升溫+人群；第三種組合：汽車+恒載+降溫+人群；第四種組合：掛車+恒載。

三是設(shè)計(jì)特點(diǎn)。V型連續(xù)剛構(gòu)橋。著眼于城市未來發(fā)展的視角，展現(xiàn)城市現(xiàn)代發(fā)展氣息，增強(qiáng)視覺上的沖擊力。橋梁結(jié)構(gòu)主體的景觀，體現(xiàn)了橋梁和橋墩整體的造型，橋梁結(jié)構(gòu)下緣的曲線根據(jù)原來雙曲拱橋的曲線進(jìn)行擬合，能夠?qū)⑴f橋橋梁和新橋橋梁保持一致，自然美觀，橋梁中部挖空，造型通透有形，另外還能滿足水位升高過水的作用。由于擬合舊橋外形輪廓的需要，因此對(duì)結(jié)構(gòu)受力性能導(dǎo)致不利影響，盡量通過有效措施彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)受力性能不足問題，因橋梁邊跨不長，只是中跨的0.498倍，在邊跨端部設(shè)計(jì)時(shí)添加了2.5m高的配重塊，中間填滿鐵砂混凝土，以防止由于邊跨太短造成的不平衡性。因?yàn)樾蓖鹊母扛叨冗^低，剛度太大，造成溫度變化等誘發(fā)二次內(nèi)力不能釋放，可能會(huì)導(dǎo)致箱梁出現(xiàn)開裂，所以把承臺(tái)以下15m長度的樁基設(shè)計(jì)成自由樁基，可以有一定變形，以能很好地釋放結(jié)構(gòu)的二次內(nèi)力，以保證結(jié)構(gòu)安全。

5 路橋拓寬技術(shù)在公路市政化改造中的應(yīng)用總結(jié)

5.1 道路拓寬技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)總結(jié)

一是在實(shí)施道路拓寬改造工程前，必須先全面掌握該道路的病害發(fā)生程度、發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及道路現(xiàn)狀，這是開展道路拓寬改造施工的前提。二是對(duì)可能影響道路拓寬的各種主要因素進(jìn)行全面掌握，其中包括交通適應(yīng)性、路網(wǎng)總體布局和規(guī)劃、周邊用地條件、建設(shè)投資費(fèi)用、地質(zhì)條件、路網(wǎng)管線布局、環(huán)境狀況等。三是選擇道路拓寬的方式不單單涉及技術(shù)方面的問題，還應(yīng)從投資、管理、社會(huì)影響等多方面考慮道路拓寬方式，在權(quán)衡利弊的基礎(chǔ)上再做決策。四是要重點(diǎn)考慮道路拓寬工程中差異沉降的問題，并在設(shè)計(jì)中通過多種方式進(jìn)行綜合防治。五是道路拓寬工程容易出現(xiàn)沉降差異的問題，因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)重點(diǎn)通過提高路基整體性和強(qiáng)度、提升地基承載力、設(shè)置排水系統(tǒng)以及設(shè)置分隔墻等多種措施來加以有效控制。路基還可以放行車載碾壓，讓其自然沉降。

5.2 橋梁拼接技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)總結(jié)

一是深入開展實(shí)地調(diào)查活動(dòng)，對(duì)原有橋梁的孔徑孔數(shù)、結(jié)構(gòu)形式、通航規(guī)劃和現(xiàn)狀等進(jìn)行調(diào)查，實(shí)地測(cè)量橋梁特征點(diǎn)標(biāo)高、平縱面位置。盡量搜集老橋竣工時(shí)的資料，同時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的數(shù)據(jù)與竣工資料進(jìn)行認(rèn)真比對(duì)，準(zhǔn)確定位老橋的幾何形狀。二是對(duì)老橋檢測(cè)結(jié)論進(jìn)行認(rèn)真分析，若橋梁需提高承載力，最好選擇工藝成熟、已推廣使用、經(jīng)濟(jì)合理的加固技術(shù)，如貼鋼板、局部更換薄弱構(gòu)件、貼碳纖維等。三是結(jié)合具體實(shí)際選擇拼接方式。若沉降差較小、地質(zhì)條件較好，新橋舊橋可選擇上、下部結(jié)構(gòu)均連接的方式；若新橋、舊橋的拼接在側(cè)分帶、中分帶，可選擇上、下部結(jié)構(gòu)不連接的方式。通常情況下選擇下部不連接、上部連接的方式。

6 結(jié)束語

近幾年來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市化建設(shè)加快，很多原有的城市道路已經(jīng)無法很好地適應(yīng)現(xiàn)代城市發(fā)展對(duì)于城市道路的要求。為更好地滿足社會(huì)發(fā)展和人們對(duì)于城市道路建設(shè)的要求，需要對(duì)城市原有的路橋進(jìn)行拓寬改造。在開展路橋拓寬改造工程過程中，有關(guān)施工部門要認(rèn)真研究新舊路面之間的銜接問題，使新舊路面地基保持相同的沉降量，避免出現(xiàn)路面滲水或者路面裂縫情況的出現(xiàn)，以提升市政道路整體工程的質(zhì)量。