高速公路改擴建橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究

山東高速股份有限公司，山東 濟南 250000

1 針對高速公路改擴建的相關(guān)問題

（1）高速公路如何加寬。由于高速公路的改擴建不同于其他交通方式，因此常用的加寬方式主要有對公路的兩側(cè)分別加寬、對公路的其中一側(cè)加寬以及分離加寬。這三種高速公路加寬的方式各有利弊，因而選擇這三種加寬方式時，一定要結(jié)合公路的地形地勢、擴建規(guī)模、擴建公路的周邊是否有征地拆遷以及公路擴建的投資問題，對相關(guān)公路擴建工程進行調(diào)查研究和反復(fù)求證，之后對相關(guān)的方案進行討論與研究，再結(jié)合擴建公路的實際情況確定相應(yīng)的加寬方式。①高速公路雙側(cè)同時加寬的優(yōu)點為兩側(cè)厚度均勻、受力性好、施工時也較為方便，還可以保留一部分原有的綠化設(shè)施等，造價成本較低。②對其中一側(cè)加寬要保留路面原有一部分的路面，因此可能會造成路面厚度不均勻、受力性較差的問題，導(dǎo)致擴建成本較高。③分離加寬時可以充分利用原有公路的設(shè)施，優(yōu)點是成本較低，施工時對交通通行的影響最小，厚度均勻、受力性好；缺點是征地拆遷量大，需要大量的經(jīng)濟和時間投資，新路與舊路之間的互通能力弱等。

（2）新路舊路之間如何進行拼接。新老路基經(jīng)過多年的使用，沉降已趨于穩(wěn)定，但是新路基成型必會經(jīng)歷一個沉降的過程，可能因沉降不均勻而造成路面裂縫，破壞路面的結(jié)構(gòu)層，若遇到下雨天，會使路面結(jié)構(gòu)層破壞程度加大，給道路交通安全帶來一定的隱患。新舊路的拼接關(guān)鍵在于需要經(jīng)過多次的實踐，并總結(jié)相關(guān)的理論知識對實踐內(nèi)容進行指導(dǎo)和分析，對于新舊路的沉降問題，要及時發(fā)現(xiàn)、及時解決。

2 高速公路改擴建工程關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

2.1 路面結(jié)構(gòu)技術(shù)

路面工程施工是高速公路中最重要的一個環(huán)節(jié)。相關(guān)工作人員在高速公路工程改擴建施工過程中，對路基兩側(cè)加寬處理時縱向拼接較為困難。新老結(jié)構(gòu)的拼接是高速公路中較為重要的施工環(huán)節(jié)。工作人員在拼接路基的過程中，需綜合考量新老結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的沉降不均勻現(xiàn)象，與路基層相比，路面層所承受的荷載較大，并且起著較為重要的作用，因此相關(guān)工作人員需要仔細分析新老路面在拼接縫的位置處所受荷載的大小，重點考量拼接路面所具備的整體強度的大小。另外，在路面拼寬的過程中，需要適當(dāng)處理拼接位置處的舊路基層臺階。此外，在高速道路施工的過程中采用半剛性基層加厚式瀝青路面，從而最大限度地提升路面結(jié)構(gòu)性能。在進行新舊公路基層側(cè)向拼寬時，施工人員要均勻地涂刷水泥混凝土的界面劑，在拼縫處把細集料和混合料填進拼縫位置，并采用聚酯纖維布處理拼縫處，從而達到吸收應(yīng)力、防雨水和防輻射的效果。

2.2 路基拼接技術(shù)

進行高速公路改擴建的過程中，在新老路基相鄰的地方極易容易發(fā)生沉降問題，嚴重的情況下，路面會出現(xiàn)明顯的縱向裂縫，以上問題的出現(xiàn)會影響高速公路的使用性能，并削弱路基的承載能力。拼接技術(shù)在高速公路中的使用不僅能夠進一步提高工程質(zhì)量，還能夠有效減少施工單位投入的成本。在設(shè)計和施工特殊軟土路基時，如果需要將原有公路擴建，則需要施工單位及時有效地處理新建拼接路基的沉降問題。為避免新老路基之間產(chǎn)生比較大的沉降差，需要在公路改擴建施工過程中對軟土路基進行特殊處理，以保證新老路基拼接后避免出現(xiàn)明顯的縱向裂縫。軟土路及擴建拼接施工的正確處理能夠有效控制新老路基差異的沉降問題。另外，為了有效解決新老路基差導(dǎo)致的沉降問題，施工單位要嚴格選擇填料，綜合考慮處理地基上的問題，將科學(xué)合理的施工技術(shù)應(yīng)用于公路改擴建施工過程，同時還要考慮該公路的實際情況，一旦新老路基出現(xiàn)比較大的沉降差異，就要采用預(yù)壓排水固結(jié)的方式來解決。如果在施工的過程中沉降量比較小，在處理基樁施工時則需要采用兩側(cè)拼寬路基軟土處理的方式來避免新老路基產(chǎn)生過大的沉降差異，并減少路基荷載對舊路基的影響，最終形成復(fù)合地基。在設(shè)計路基拼接時，由于路基基底拼接處的應(yīng)力受基底沉降差異的影響較大，因此，要通過防止縱向裂縫的出現(xiàn)來保證舊路基能夠與新路基銜接，同時，還要及時有效地調(diào)整新老路基拼接位置的應(yīng)力狀況，避免出現(xiàn)橫向錯臺現(xiàn)象。路基加寬填筑之前，施工單位需對老路基周邊30cm范圍內(nèi)進行清坡作業(yè)；自上而下對老路基邊坡進行開挖臺階作業(yè)施工，保證開挖作業(yè)與填筑作業(yè)同時進行；并對開挖后的路基進行壓實作業(yè)。為了增強老路基和拼接路基之間的銜接，使路基變形的現(xiàn)象得到限制和緩解，需通過鋪設(shè)一定數(shù)量的木土格柵來處理路床和基底。

2.3 橋梁拼接技術(shù)

公路橋梁建設(shè)需要注意高速公路本身的使用特性，大部分公路橋梁建設(shè)的主要形式是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，上部結(jié)構(gòu)主要有三種：先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。為了降低橋梁的施工成本，提升施工質(zhì)量，在全線擴建高速公路的過程中，需要按照相關(guān)的技術(shù)要求和施工規(guī)范應(yīng)用橋梁拼接技術(shù)開展施工作業(yè)。在橋梁的拓寬過程中，施工企業(yè)要對公路橋梁的結(jié)構(gòu)進行深入的分析和仔細的研究，通過實地考察，充分分析和考慮新老橋梁上部結(jié)構(gòu)拼接的連接性質(zhì)。剛性連接和鉸接連接是目前兩種比較常用的橋梁拼接方式。其中，剛性連接又稱為強連接，彎矩和剪力在這種連接方式下能夠得到很好的傳遞；鉸接連接又稱為弱連接，這種連接方式主要是進行剪力的傳遞。無論采用何種連接方式，都不允許出現(xiàn)混凝土開裂的現(xiàn)象。

3 橋梁拼寬施工關(guān)鍵問題分析

3.1 原有舊橋全面調(diào)查

在進行橋梁改擴建之前，針對原有的橋梁需要進行如下相關(guān)的調(diào)查：（1）整理并搜集原橋梁的地質(zhì)勘察資料和設(shè)計圖紙；（2）復(fù)測原有橋梁的垂直度、墩柱偏位和橋梁橋面標(biāo)高；（3）對原有橋梁進行檢查，檢查原有橋梁是否發(fā)生不均勻沉降，是否出現(xiàn)裂縫和滲水等不良現(xiàn)象；（4）需要邀請相關(guān)設(shè)計、監(jiān)理單位來綜合地對橋梁進行科學(xué)準確的評定，檢查是否需優(yōu)化原施工圖紙。

3.2 改擴建橋梁質(zhì)量控制要點

裂縫是改擴建拼寬橋梁過程中需要重點注意的問題，當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土所受到的拉應(yīng)力超過了混凝土所承受的額定抗拉強度，就會導(dǎo)致混凝土裂縫的出現(xiàn)。拼寬橋混凝土裂縫的出現(xiàn)大多數(shù)是由于新舊橋梁出現(xiàn)相對位移造成的，當(dāng)出現(xiàn)的裂縫反射到橋面鋪裝層時，橋面鋪裝就會發(fā)生裂縫現(xiàn)象，嚴重時還可能發(fā)生錯臺，在錯臺位置，車輛的多次沖擊會使橋梁的梁板出現(xiàn)斷裂。

以下是新舊橋梁發(fā)生相對位移的具體原因：（1）不均勻沉降。舊橋梁的沉降在運營期已逐步較為平穩(wěn)，但是對于新橋而言，其下部結(jié)構(gòu)的沉降正處于逐步發(fā)展的時期。（2）混凝土收縮徐變。對于剛建成的新橋而言，其徐變變化程度較大，舊橋的收縮徐變較為穩(wěn)定。新橋與舊橋的收縮徐變量不同。

3.3 避免施工過程交通中斷

施工人員在進行橋梁拼寬施工的過程中，需要注意不妨礙當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的交通通行，安排相關(guān)人員進行交通組織、行車導(dǎo)改，并且做好相應(yīng)的安全警示工作。現(xiàn)場的相關(guān)管理人員，一方面需保證交通狀況不受影響，另一方面要嚴格控制拼接部位的施工質(zhì)量。

4 建議與展望

公路改擴建過程中，施工人員和技術(shù)人員需對公路的基本狀況進行實地考察和科學(xué)分析，通過嚴格的質(zhì)量標(biāo)準和準入條件來選擇適合的材料和設(shè)備等資源，全面發(fā)揮施工方案的效用。對施工過程中遇到的困難和問題，要及時有效地予以解決，提出可行性分析和方案，選擇適宜的技術(shù)和施工方案，保證公路的整體施工水平，從而提升公路改擴建施工質(zhì)量。

為盡量避免施工過程中拼寬橋梁出現(xiàn)裂縫等問題，需要提出更高的標(biāo)準和要求來進行公路橋梁的拼寬施工。出于減少新舊橋梁相對位移的目的，在施工過程中需要對關(guān)鍵工序和部位進行質(zhì)量控制，加強新舊橋梁拼接處的設(shè)計技術(shù)，優(yōu)化控制樁基施工過程中的沉降和混凝土性能，從而避免更多的裂縫問題影響公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性。

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展以及城市化的不斷推進，高速公路擴建成為滿足城市交通發(fā)展需求的有效途徑。就目前而言，改擴建工程與新建工程不同，在實際施工過程中，我國改擴建工程還存在著很大的改善空間，技術(shù)標(biāo)準和規(guī)范還有很多需要完善的地方，需要相關(guān)技術(shù)人員和管理人員在施工過程中和設(shè)計過程中不斷探索和總結(jié)，尤其需要對高速公路改擴建的關(guān)鍵技術(shù)進行完善和補充，最重要的是要將我國路面設(shè)計施工體系與高速公路的改擴建工程相結(jié)合，嚴格把控施工的各個環(huán)節(jié)，從而促進高速公路改擴建工程質(zhì)量的提升，提高改擴建后的高速公路橋梁質(zhì)量。