市政橋梁拼寬加固設(shè)計方法分析

曹歡

【摘要】橋梁改造需要采用科學(xué)的設(shè)計，選擇合理的方案。對市政橋梁實施拼寬加固，可以提升橋梁的整體承載力和交通運輸能力。本文結(jié)合實際工程，研究和分析市政橋梁拼寬加固設(shè)計方法，希望對相關(guān)從業(yè)者提供一定的參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】市政橋梁;拼寬;加固;設(shè)計

在我國經(jīng)濟高速發(fā)展的推動下，城市化進程不斷加劇，城市人口越來越多，基礎(chǔ)建設(shè)力度越來越大。在城市發(fā)展的過程中，道路交通逐漸成為制約城市發(fā)展的因素，交通擁堵越來越嚴重，給人們的生活造成了很大的困難。解決城市交通問題最有效的方法，就是對市政公路展開全面的改造，從而提升城市道路交通運輸量。道路改造中，橋梁的改造是施工的重點，尤其是對原橋梁實施拼寬，更是其中的難點?？茖W(xué)合理對橋梁實施拼寬，既能夠有效提升橋梁的通行能力，又可以提高橋梁的承載能力。這就需要設(shè)計過程中結(jié)合橋梁的實際情況，選擇合理的設(shè)計和施工方案。

1.工程概況

本文所探討的市政橋梁，為一座上下分離式斷面橋梁，工程總長度達到206.4m。該橋梁的上部結(jié)構(gòu)，以預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁建構(gòu)，設(shè)計跨徑為20m，梁板高度為0.85m。橋梁結(jié)構(gòu)中通過鉸縫使橫向預(yù)制板連接起來;主梁上方為厚度10cm的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。另外，該橋梁使用的空心板與鉸縫的混凝土標(biāo)號均為C30。本文將以該橋梁為例，就其拼寬加固設(shè)計展開探討和分析。

2.橋梁拼寬的特征與設(shè)計準(zhǔn)則

2.1 橋梁拼寬的基本特性

（1）我國改革開放以后，經(jīng)濟發(fā)展速度非?？?，城市化進程日新月異，這也讓城市道路交通面臨極大的壓力。城市交通系統(tǒng)的復(fù)雜性不僅體現(xiàn)在市政道路、橋梁等方面，而且體現(xiàn)在各種各樣的市政管線等方面涉及面廣，變動非常復(fù)雜;尤其是一些光纜設(shè)施，遷移不但費用較高，而且制約因素很多。在這樣的條件下，對于橋梁的改造，應(yīng)當(dāng)盡可能地保留橋梁的原結(jié)構(gòu)，盡量將改造簡單化。所以針對舊橋?qū)嵤﹩蝹?cè)或雙側(cè)拼寬設(shè)計，成為一種非?？尚械母脑旆桨浮Ｐ枰⒁獾氖?，在施工之前，務(wù)必針對實際情況展開合理設(shè)計，保證道路暢通。

（2）在橋梁拼接加固施工中，因為舊橋梁部分與新建部分，都各自有預(yù)制空心板、預(yù)制T梁、預(yù)制小箱梁、現(xiàn)澆板梁等等構(gòu)造，所以在設(shè)計改造的過程中，務(wù)必在保證新舊構(gòu)造之間相同剛度的基礎(chǔ)上展開拼接施工[1]。

（3）現(xiàn)有橋梁因為已經(jīng)使用了較長的一段時間，所以其基礎(chǔ)沉降基本已經(jīng)處于非常穩(wěn)定的狀態(tài);而新建橋梁部分，基礎(chǔ)施工完成以后，會逐漸開始沉降;這樣新舊橋梁之間就很容易出現(xiàn)一定的沉降差;設(shè)計施工中應(yīng)當(dāng)盡可能注意新舊橋梁沉降差，保證其在允許范圍內(nèi)。

2.2 橋梁拼寬設(shè)計原則

（1）市政橋梁拼寬加固，務(wù)必保證新建的拼寬橋梁的結(jié)構(gòu)與舊橋梁保持一致，包括其跨徑、形式等，這樣才能使得新舊橋梁在使用過程中的受力狀態(tài)相同，其結(jié)構(gòu)剛度差處于一定范圍，這樣橋梁在受到相同受力影響后，其撓度差才能夠控制在合理范圍內(nèi)，從而避免新舊橋梁連接的地方發(fā)生裂縫[2]。

（2）橋梁的主梁結(jié)構(gòu)改造的主要方案有接縫、橫隔板連接、鉸接，不同方法有各自不同的特點;在實際改造過程中，務(wù)必根據(jù)橋梁的實際情況，采用相應(yīng)的拼寬方法。

（3）在市政橋梁拼寬加固工程設(shè)計和施工作業(yè)中，務(wù)必全面思考拼接方案對橋梁下部結(jié)構(gòu)造成的影響。同時要綜合施工影響、施工規(guī)模、施工技術(shù)、施工難度以及未來的維護等因素，分析和選擇最佳的拼寬方案。另外，還必須充分考慮到新老地基的沉降量，新老混凝土的收縮量等影響，通常要求拼寬的新橋梁建設(shè)安裝完成之后，至少要在三個月以后，才能實施新老橋梁的連接作業(yè)，這也是為了最大限度地消除混凝土收縮對橋梁整體結(jié)構(gòu)的影響[3]。

（4）在市政橋梁拼寬加固工程設(shè)計和施工作業(yè)中，要保證新建橋梁所用的預(yù)應(yīng)力空心板，必須與舊橋主梁保持一致;另外對于拼寬新橋，應(yīng)當(dāng)選擇樁基礎(chǔ)對新橋地基實施有效鞏固，從而降低新橋在不均衡受力狀況下出現(xiàn)的沉降，最大限度地保證道路交通安全。

（5）在市政橋梁拼寬加固工程設(shè)計和施工中，其整個過程都應(yīng)當(dāng)將安全、經(jīng)濟、耐用、美觀作為始終遵循的準(zhǔn)則。

（6）在市政橋梁拼寬加固工程設(shè)計和施工之前，應(yīng)當(dāng)對舊橋梁的狀況展開全面的檢查，僅僅從橋梁外觀上，就能夠非常有效地了解橋梁結(jié)構(gòu)的實際情況。比如通過觀察橋梁混凝土外觀的完好狀況，橋梁表面是否存在表皮脫落現(xiàn)象、橋梁表面是否存在裂縫、橋梁的支座是否出現(xiàn)了變形等等情況，能夠?qū)蛄航Y(jié)構(gòu)作出較為準(zhǔn)確的判斷。另外，還可以運用包括載荷試驗、超聲波檢測等方式，對橋梁的結(jié)構(gòu)、受力狀況作出更加精確的分析，從而了解橋梁的實際受力狀況與標(biāo)準(zhǔn)受力狀況之間的不同，進而對橋梁的真實情況作出更準(zhǔn)確的判斷[4]。

3.市政橋梁的拼寬加固方法

3.1 鋼筋混凝土懸臂挑梁

該技術(shù)在市政橋梁改造中應(yīng)用較多，在承載方面有較為顯著的優(yōu)越性。通過建設(shè)橋墩，為拼寬提供條件，而且采用這種方式不會對舊橋梁的承重性能造成影響;還可以根據(jù)需要，調(diào)整橋梁橫梁橫向系數(shù)，或增加鋼板的方式，讓整個結(jié)構(gòu)的強度得到增加。這種方式的使用，前提是舊橋梁在承載力方面相對較為理想。

3.2 單邊新建橋梁

一些橋梁經(jīng)過多年的使用，老化現(xiàn)象較為嚴重，承載力也相對較差;對于這類橋梁的改造，往往會選擇在舊橋梁的一側(cè)增加新橋梁的方式來實施拼寬加固。然而這匯總加固方式具有較高的技術(shù)難度，最大的問題在于如何讓新舊橋梁最大限度地連接為一個整體以及如何保證新舊橋梁的平衡性。在實際施工過程中，要最大限度保障外部因素的改變，從而是橋梁的沉降、變形盡可能地減少。并且在建設(shè)過程中，往往需要對施工區(qū)域的氣候、地質(zhì)、水文保持密切關(guān)注[5]。

3.3 邊梁或邊拱設(shè)計

這種方式具體的應(yīng)用就是拆除原橋梁單側(cè)或雙側(cè)護欄或道路然后以邊梁或邊拱的方式對其實施拼寬，并以鉸接方式完成拼寬結(jié)構(gòu)與主結(jié)構(gòu)的連接。這種方式下，原橋梁的載荷能力不會因為改造而發(fā)生變化。這種方法雖然從應(yīng)用上來看非常便捷，但是其最大的問題在于難以保障橋梁的平衡載荷問題。

4.橋梁拼寬設(shè)計方案分析

4.1 濕接縫連接方案的基本操作

濕接縫連接方案是應(yīng)用非常廣泛的一種方案，在施工過程中，需要首先在舊橋梁結(jié)構(gòu)外側(cè)，完成連接鋼筋的安裝，然后將連接鋼筋與預(yù)埋鋼筋采用焊接的方式連接在一起;最后再以45cm寬的混凝土，在新舊橋梁接縫位置完成澆筑并確保其平整性。

采用濕接縫連接，能夠最大限度地保證新舊橋梁在施工完成以后成為一個有機整體，而且以這種方案拼寬加固的橋梁，新舊部分所受外力幾乎是相同的。

4.2 鉸縫連接方案的具體操作

如果選擇使用鉸縫連接，則需要首先針對舊橋梁邊板外側(cè)腹板混凝土實施鑿除作業(yè)，然后將原橋梁的邊板替換為預(yù)制中板。另外在新舊橋梁接縫處，需要留出一個寬度在5cm左右的縫隙，然后以混凝土澆筑的方式，完成新舊橋梁的結(jié)構(gòu)連接作業(yè)。

4.3 橫隔板連接方案的具體操作

這種方法的具體操作方式是在新舊橋梁空心板主梁接縫處頂端部分，在與頂端相隔2m，中間部分4m位置，設(shè)置一個混凝土橫隔板，然后再將新舊橋梁的結(jié)構(gòu)連接起來，從而使得新舊橋梁在使用中保持相同的受力狀況。

5.拼寬設(shè)計注意事項

（1）設(shè)計展開之前，設(shè)計人員務(wù)必全面收集和分析舊橋梁的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)作為設(shè)計的重要參考信息。

（2）新舊橋梁的連接，很容易由于新舊橋梁地基沉降的不同而造成裂縫的出現(xiàn)，所以在設(shè)計過程中務(wù)必重點針對新舊橋梁基礎(chǔ)沉降差實施控制，采取有效措施盡量縮小沉降差。

（3）改造的橋梁，如果均采用摩擦樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，要注意在拼接連接的位置，新橋樁必然需要長于舊橋樁。

（4）在針對橋梁弱連接的相關(guān)計算過程中，應(yīng)當(dāng)針對新舊橋梁分開計算，盡量將各自看作獨立整體，針對結(jié)構(gòu)接縫處，可將其視為邊梁，在針對橋梁強連接的相關(guān)計算過程中，則必須盡量充分考慮新舊橋梁的相互影響，將二者作為一個整體實施計算。

6.小結(jié)

綜上所述，市政橋梁拼寬加固是城市道路改造的重點也是難點，所以在設(shè)計過程中，一方面要充分考慮新舊橋梁之間的有效連接，保證其結(jié)構(gòu)受力的均衡性;另一方面充分考慮拼寬改造的經(jīng)濟性。只有選擇了合理的改造拼寬方案，才能夠讓橋梁改造綜合質(zhì)量得到保證，切實有效地提升交通能力。

參考文獻

[1]胡江，駱春雨.市政橋梁拼寬加固設(shè)計方法探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016，（31）：86-87.

[2]胡志強，張磊.市政橋梁拼寬加固設(shè)計方法[J]黑龍江交通科技，2017，40（07）：128+130.

[3]龔乾龍.市政橋梁拼寬加固設(shè)計方法研究[J].建材與裝飾，2017，（44）：221-222.

[4]陶璇.市政橋梁的拼寬加固設(shè)計[J].黑龍江交通科技，2013，33（06）：105.

[5]李韜.市政橋梁拼寬加固設(shè)計方法研究[J].居舍，2018，（03）：84.

（作者單位：上海皓科建設(shè)發(fā)展有限公司）

【中圖分類號】TU997

【文獻標(biāo)識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）10-0090-02