農(nóng)村公路舊橋拓寬建設(shè)分析

張 琳，柳顏鵬，張煥強(qiáng)，司曉健，張正凱

（濟(jì)南市交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展中心，山東 濟(jì)南 250000）

引言

鄉(xiāng)村振興和城鎮(zhèn)化的使農(nóng)村公路的交通量逐年增加，對(duì)農(nóng)村公路行車通暢性提出了更高的要求。農(nóng)村公路由于早期設(shè)計(jì)等級(jí)低和養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)仍?，公路路面寬度小、路面結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，一般公路改造難度小、施工方便。但是農(nóng)村公路上橋梁的改造，受到舊橋原有設(shè)計(jì)、現(xiàn)狀、投資、工期等諸多因素的制約，成為農(nóng)村公路升級(jí)的難點(diǎn)。舊橋改造通常有三種方式：重建、加固、拓寬[1]。（1）重建工程量大、造價(jià)高，除特殊情況一般在農(nóng)村公路橋梁升級(jí)中較少采用。（2）舊橋加固有利于增加橋梁結(jié)構(gòu)承載力、剛度、穩(wěn)定性，但無(wú)法解決交通量增大需求。（3）對(duì)舊橋進(jìn)行拓寬既滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)性又能緩解交通量壓力，是較好選擇。舊橋拓寬對(duì)新舊橋拼接設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量等要求高，往往根據(jù)實(shí)際選擇不同的拓寬建設(shè)方案。

1 工程概況

韓王許東大橋?yàn)檫B接鄉(xiāng)鎮(zhèn)與周圍農(nóng)村的縣道水東線的重要橋梁之一，是某高新區(qū)園區(qū)道路匯河大道延長(zhǎng)線規(guī)劃的重要連接節(jié)點(diǎn)，延長(zhǎng)線由此橋跨過(guò)河道，與泰山路平面交叉。舊橋?qū)?0 m，長(zhǎng)100 m，是一座5 孔20 m 跨徑的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板橋。橋下河道地質(zhì)從上之下依次為中粗砂、強(qiáng)風(fēng)化泥巖、中風(fēng)化泥巖。由于延長(zhǎng)線工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較高，舊橋已無(wú)法承擔(dān)相應(yīng)交通量，新路面寬度較舊橋面寬出10 m。同時(shí)，舊橋經(jīng)計(jì)算通行荷載符合建設(shè)要求，上下部結(jié)構(gòu)狀況良好無(wú)先天缺陷和較大病害，綜合考慮到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素，利用舊橋進(jìn)行改造拓寬。

1.1 建設(shè)原則

（1）改造后橋梁需滿足交通量增長(zhǎng)需求，并與縣道延長(zhǎng)線順接，使其滿足公路行車順暢、快速、舒適、安全等要求。橋梁改造后技術(shù)等級(jí)須與公路一致，技術(shù)等級(jí)為公路-I 級(jí)。（2）橋梁改造后延長(zhǎng)線公路平曲線符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，保持路線線形流暢。（3）改造后橋梁上部結(jié)構(gòu)原則上采用與舊橋相同結(jié)構(gòu)形式。（4）設(shè)計(jì)方案要降低新橋結(jié)構(gòu)變形或沉降對(duì)舊橋產(chǎn)生的應(yīng)力影響，減少由于拓寬拼接方式造成橋面鋪裝的病害。施工方案成熟并能夠采取有效措施降低新橋?qū)εf橋結(jié)構(gòu)的破壞。（5）堅(jiān)持安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則，工期安排緊張，須倒排工期，確保在計(jì)劃工期內(nèi)實(shí)現(xiàn)全線通車。

2 可利用方案對(duì)比

2.1 新橋與舊橋分開(kāi)平行布置

新橋與舊橋分開(kāi)布置，上、下部結(jié)構(gòu)均不連接，這種形式可以避免新舊橋不均勻沉降帶來(lái)的不利內(nèi)力影響，減少新橋施工時(shí)對(duì)舊橋交通的影響，方便交通導(dǎo)行。無(wú)需鑿除舊橋兩側(cè)邊緣梁板，施工量小，施工簡(jiǎn)單，對(duì)舊橋破壞小、費(fèi)用低。但是兩幅橋面凈距不應(yīng)過(guò)寬，當(dāng)出現(xiàn)新舊橋沉降差或位移差過(guò)大時(shí)，在新舊雙幅橋面沿拼接縱縫處產(chǎn)生反輻射病害，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致鋪裝層鼓起錯(cuò)開(kāi)，影響行車安全，不利于后期運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)，故對(duì)于此種形式要采取相應(yīng)措施減小變形量[2]，并加設(shè)安全防護(hù)設(shè)施。

2.2 單側(cè)建新橋與舊橋拼接

該方案將新橋布置于舊橋的一側(cè)，新舊橋上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鉸接縫連接，下部結(jié)構(gòu)不連接，建成后組成左右幅，再與延長(zhǎng)線順接。該方案建成后橋梁整體性好，新舊橋梁板變形協(xié)調(diào)性好。但是須注意：（1）應(yīng)嚴(yán)格控制新橋沉降量在容許范圍之內(nèi)，降低對(duì)舊橋影響[2]。（2）加強(qiáng)橋面鋪裝層，新舊梁板加強(qiáng)橫向連接，或二者同時(shí)采用，以減小變形對(duì)橋面鋪裝的損害[3]。

2.3 雙側(cè)建新橋與舊橋拼接

此方案為在舊橋左右兩側(cè)建新橋，兩側(cè)新橋下設(shè)單排橋墩，上、下部結(jié)構(gòu)均相連接。這種橋型布置將舊橋置于完成后新橋的中部，能夠完美對(duì)接上、下行路面中心線與橋面中心線，保持公路整體線形平順。該方案有明顯不足：（1）兩側(cè)新橋基礎(chǔ)施工對(duì)舊橋兩側(cè)基礎(chǔ)均造成干擾。（2）不均勻沉降控制難度較大，縱向接縫處橋面鋪裝層容易過(guò)早破壞，影響通車安全，增加后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。（3）舊橋左右兩側(cè)布置的單排橋墩與舊橋墩須通過(guò)橫向鋼筋混凝土系梁進(jìn)行剛接，雖能增強(qiáng)整體剛度，但產(chǎn)生較大內(nèi)力、沉降差、撓度差易使舊橋受力不利。

3 加寬方案

綜合考慮造價(jià)、工期、施工難度等因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，在減小對(duì)舊橋影響的情況下充分利用舊橋進(jìn)行拼接拓寬。在新橋與舊橋拼接形式的選擇上，應(yīng)減小二者因沉降或變形不同導(dǎo)致全橋整體受力不利，保證整橋行車安全、舒適。

3.1 基本設(shè)計(jì)

（1）新橋技術(shù)等級(jí)為公路-I 級(jí)，人群荷載為3.5 kN/m2；橋面路段位于平面直線段上，橋面縱坡為0；橋梁標(biāo)準(zhǔn)橫坡，坡度為1.5%；橋梁抗震設(shè)防烈度為7 度。

（2）新建橋與舊橋平行布置，保留舊橋上、下部結(jié)構(gòu)，充分利用舊橋，新橋與舊橋上、下部結(jié)構(gòu)不連接，橋型布置見(jiàn)圖1。新舊橋梁間凈距為1 cm，全橋中心接縫橫向1 m 范圍內(nèi)采用C50 防水混凝土及角鋼進(jìn)行處理，角鋼上表面與瀝青混凝土橋面鋪裝齊平，見(jiàn)圖2。

圖1 橋型布置/mm

圖2 全橋中心接縫構(gòu)造

（3）新橋上部結(jié)構(gòu)采用先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板，跨徑20 m；新橋下部結(jié)構(gòu)根據(jù)地質(zhì)條件，橋墩、橋臺(tái)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，為減少沉降量，適當(dāng)增加樁長(zhǎng)。

（4）橋面設(shè)計(jì)單向標(biāo)準(zhǔn)橫坡，通過(guò)改變橋墩、橋臺(tái)高度來(lái)調(diào)整蓋梁、臺(tái)帽橫坡，坡度為1.5%。

（5）為滿足行車舒適、安全要求，新橋結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)支梁轉(zhuǎn)換為1 聯(lián)連續(xù)梁。橋面鋪裝層為10 cm厚C50 防水鋼筋混凝土+二次聚合固化防水黏結(jié)劑層+8 cm 厚瀝青混凝土，全橋中心橫向1 m 范圍內(nèi)采用黃色警示標(biāo)線進(jìn)行渠化設(shè)計(jì)。

3.2 施工注意事項(xiàng)

（1）墩臺(tái)基礎(chǔ)施工減小對(duì)舊橋的影響，采取措施縮小新舊橋沉降差。新橋樁基礎(chǔ)施工中鉆孔灌注樁的鉆頭沖擊會(huì)在土體周圍一定范圍內(nèi)產(chǎn)生振動(dòng)，須采取措施降低其對(duì)舊橋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。采取控制樁孔沉渣厚度、堆載預(yù)壓、嚴(yán)控樁長(zhǎng)、延長(zhǎng)橋面鋪裝間隔等措施減小新橋沉降和變形。

（2）舊橋橋面鋪裝層鑿除不得損傷原有橋面板，減小機(jī)械沖擊造成橋梁板裂縫，并掌握舊橋面鋪裝層交界處病害。橋面鑿除分兩步：①采用風(fēng)炮進(jìn)行粗鑿至橋梁板頂面并留有薄層；②薄層面進(jìn)行精鑿，采用小功率鑿除機(jī)械或人工鏟除等方式，不得使用大功率風(fēng)炮直接鑿至設(shè)計(jì)要求深度，碎渣清除干凈并保護(hù)好裸露鋼筋。鑿除施工宜從邊緣開(kāi)始逐漸向中間分段分塊進(jìn)行，可以先行試鑿，施工中根據(jù)觀察鑿除界面顏色、鑿除難易程度來(lái)判斷是否鑿除到設(shè)計(jì)要求處。當(dāng)出現(xiàn)超長(zhǎng)裂縫、大面積開(kāi)裂等問(wèn)題時(shí)，應(yīng)立即停止施工，會(huì)同建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位采取修補(bǔ)措施后才能繼續(xù)施工。

（3）提高縱向拼接質(zhì)量。嚴(yán)格控制支座及墊石高程，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求保證新舊橋凈距，拼接處橋梁板吊裝時(shí)加強(qiáng)測(cè)量，確保誤差在規(guī)定范圍之內(nèi)。新橋面鋪裝前對(duì)界面進(jìn)行鑿毛或切紋處理，深度不能太淺易在2 mm 為宜，不得破壞鋼筋。全橋中心范圍內(nèi)縱向接縫水泥混凝土鑿毛、振搗、厚度以及鋼筋規(guī)格、尺寸、綁扎等符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，角鋼與預(yù)埋鋼筋連接穩(wěn)固，保證該區(qū)域標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)村公路舊橋改造，在受力驗(yàn)算及檢測(cè)舊橋結(jié)構(gòu)承載力、剛度、穩(wěn)定性滿足相應(yīng)建設(shè)要求后，可以積極利用舊橋拓寬改造，技術(shù)上易操作性，經(jīng)濟(jì)上有利于降低造價(jià)。拓寬改造要結(jié)合舊橋?qū)嶋H分析、選用合適的拼接方案，減小拓寬后橋梁整體內(nèi)力影響，降低施工和養(yǎng)護(hù)難度。要著重做好施工過(guò)程中質(zhì)量控制，在鋪裝層鑿除、拼接縱縫施工、墩臺(tái)基礎(chǔ)施工等方面注重提高工人責(zé)任意識(shí)，完善工藝、工法，保證工程質(zhì)量。