小跨徑現(xiàn)澆橋梁?jiǎn)蝹?cè)加寬的設(shè)計(jì)技術(shù)

于紅周

摘 要：我國(guó)近幾年新技術(shù)工藝不斷發(fā)展橋梁加寬、維修加固工程逐年增多。內(nèi)容以某省國(guó)道282線北干渠左橋?yàn)槔?，根?jù)在小跨徑現(xiàn)澆梁橋經(jīng)常碰到的單側(cè)加寬設(shè)計(jì)、鉸縫連接設(shè)計(jì)和下部構(gòu)造的設(shè)計(jì)方法提出一些建議。內(nèi)容先是對(duì)工程概況進(jìn)行了介紹，其次介紹了拼接設(shè)計(jì)方案，如上部結(jié)構(gòu)形式選擇、上部連接方式的確定、下部結(jié)構(gòu)形式選擇。第三部分橋梁拓寬的方法，例如單側(cè)拓寬法等。第四部分講述了施工注意事項(xiàng)，最后總結(jié)出結(jié)論。

關(guān)鍵詞：小跨徑;現(xiàn)澆橋梁;單側(cè)加寬

我國(guó)近年社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展、人們的生活水平得到了提高，人們的出行方式得到了改善，道路交通量日益增加。我國(guó)小跨徑現(xiàn)澆橋梁的工程質(zhì)量有明顯下降，通過加寬小跨徑現(xiàn)澆橋梁可以讓我們的橋梁服務(wù)水平得到提升，提升既有橋梁的荷載標(biāo)準(zhǔn)，延長(zhǎng)既有橋梁的使用年限。在此背景下，人們對(duì)小跨徑現(xiàn)澆梁的拼寬方案及施工質(zhì)量都會(huì)提出更高的要求，這就使我們進(jìn)一步研究加寬既有橋梁設(shè)計(jì)方案，來提升小跨徑現(xiàn)澆橋梁的服務(wù)水平及使用年限。

1 工程概況

某省道282線北干渠左橋，在2000年的時(shí)候修建舊橋?yàn)槿?3 m預(yù)制空心板橋，兩側(cè)各0.3 m防撞護(hù)欄，橋梁全寬12.0 m，橋面凈寬11.4 m，右前夾角90°。這座橋荷載為汽車-20，掛-100。在2011年對(duì)這橋加寬后，橋梁全寬22.5 m，橋面凈寬21.5 m，兩側(cè)各0.5 m防撞護(hù)欄。上部的橋梁用了13 m鋼筋混凝土空心板，下部則是圓形的墩臺(tái)，基礎(chǔ)是鉆孔灌注樁的形式。利用原來橋的設(shè)計(jì)方案，左側(cè)加寬。加寬以后，橋面的凈寬度為26.25 m，橋梁全寬27.25 m，兩側(cè)各裝0.5 m防撞護(hù)欄。加寬橋梁上部采用三跨13 m現(xiàn)澆連續(xù)鋼筋混凝土實(shí)心板，下部采用柱式墩臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

2 結(jié)構(gòu)形式選擇

2.1 上部結(jié)構(gòu)形式選擇

橋梁橫向彎矩越大，寬度就越大，支點(diǎn)反力越大，橋梁斜度越大?？刂苾?nèi)力的結(jié)果出來后，還要進(jìn)行驗(yàn)算。橋臺(tái)、抗震錨栓和墩上設(shè)置抗震擋塊。內(nèi)力計(jì)算和上部結(jié)構(gòu)建模主要利用MidasCivil2020。要結(jié)合車道荷載及車輛荷載進(jìn)行荷載數(shù)據(jù)的估算。根據(jù)合理估測(cè)其變化過程，材料的物性限制，估測(cè)板的下部與上部之間存在50℃差別的情況，預(yù)測(cè)1 500天混凝土的緩慢變化的過程。內(nèi)力按板單元分析，把整體的板縱向的劃分為1 m左右的單元，分析抗剪時(shí)考慮不同斜度的影響。分析受彎時(shí)考慮Mxx、Myy、MMvector的各種情況。

2.2 上部連接方式的確定

經(jīng)常見到的加寬方式有鉸接和剛性連接兩種，新、舊主梁的模量差對(duì)橫向彎拉應(yīng)力的影響變化是剛接縫增大幅度比較小，然而鉸縫連接下部構(gòu)造對(duì)新、舊橋的不均勻沉降具備很好的適合性。所以，無論利用什么方式完成接縫，荷載的橫向位置對(duì)最大橫向彎拉應(yīng)力的敏感程度都非常高，只能提升它的固護(hù)能力。因此，剛接縫還必須考慮剛度的問題，根據(jù)工程的現(xiàn)實(shí)情況，新、舊橋都作為獨(dú)柱墩臺(tái)，還可以把它們當(dāng)作兩個(gè)獨(dú)立橋梁，所以在設(shè)計(jì)中對(duì)縱縫采取不連接簡(jiǎn)易角鋼的方法處置。新、舊橋梁只承受自身恒載、人群荷載和人行道恒載，不能承受主梁連接后傳遞的剪力，還不能參加荷載橫向分配，進(jìn)而降低連接時(shí)候的施工困難。新老結(jié)構(gòu)之間采取工作縫預(yù)留方式，縱縫兩側(cè)采取直徑12 mm的螺紋鋼支架焊接30 mm×30 mm等邊角鋼用連接，縫間填塞熟料泡沫板?；炷翗蛎婧徒卿摰捻斆鏄?biāo)高、橫坡都要保持一樣。在鋪裝橋面時(shí)，橋面橫坡要確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求，要把原來的橋上的東西全部清除，橋面及防水都要重新做，要使用C50防水混凝土做橋面。

2.3 下部結(jié)構(gòu)形式選擇

按照設(shè)計(jì)原則，這個(gè)橋下部連接的方式要是采取剛接，盡管總體上比較好，但是連接剛度超過預(yù)估水平。然而現(xiàn)實(shí)的施工中不可能保留原來舊橋中某些蓋梁等構(gòu)件，但提高了對(duì)施工人員的要求，并且還提升了施工的難度。新舊橋之間上面部分的結(jié)構(gòu)因?yàn)椴牧系奈锢硖匦?，即使混凝土存在緩慢變形以及收縮，并且新老橋之間還存在因沉降的差異進(jìn)而帶來的附加應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致下部分的結(jié)構(gòu)連接出現(xiàn)拉裂，并且下部結(jié)構(gòu)也會(huì)這樣，所以后期需要投入更多的養(yǎng)護(hù)工作和費(fèi)用。為了保證建成后橋梁美觀協(xié)調(diào)，應(yīng)該防止新橋和原橋基礎(chǔ)的沉降差，橋梁下部形式采取和原橋結(jié)構(gòu)相同并且完全分離式結(jié)構(gòu)。集合原橋設(shè)計(jì)圖紙，制定下部結(jié)構(gòu)采取墩柱接蓋梁，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋墩墩柱直徑為110 cm，樁徑為120 cm。支座設(shè)置方法為橫橋向按1 m左右設(shè)置一塊板式橡膠支座。

3 橋梁拓寬法

3.1 單側(cè)拓寬法

簡(jiǎn)單的說單側(cè)拓展法就是在橋梁的一側(cè)加寬。這種方法可以節(jié)省不必要的施工成本支出，還能降低工程量。在大橋或者等級(jí)低的橋這種單側(cè)拓展法經(jīng)常使用，這種方法也能對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的中橋使用。所以單側(cè)拓寬法便于施工，還可以保證交通秩序的正常運(yùn)行。

3.2 上部拼接法

（1）拼接橋梁的上部結(jié)構(gòu)都沒有連接，很復(fù)雜的工作在橋梁拓寬中很少，一般很容易出現(xiàn)啃邊和縱縫錯(cuò)臺(tái)的情況。對(duì)橋梁拓寬連接的方法來講，一般采納縱向伸縮縫的方法，科學(xué)合理的對(duì)縱縫進(jìn)行處理，最常見的方法有以下幾點(diǎn)：

第一點(diǎn)，縱縫采用瀝青木條填充，保證橋梁質(zhì)量和外形是按照標(biāo)準(zhǔn)要求施工的。在實(shí)際生活應(yīng)用中，在受到車輛荷載的重復(fù)影響，很容易出現(xiàn)啃邊的狀況。連接縫在受到重復(fù)荷載的影響下也會(huì)出現(xiàn)撓度差，導(dǎo)致瀝青和木條從橋面冒出來，從而對(duì)大型車的危險(xiǎn)系數(shù)增加。所以這樣的辦法適合跨度小的橋梁加寬。

第二點(diǎn)，對(duì)橋面行車溜車和橋面啃邊的情況進(jìn)行合理的預(yù)防。橋梁開裂是由于長(zhǎng)時(shí)間荷載的影響撓度差容易造成的情況，這就要后期不斷地加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，在舊橋或者跨度相當(dāng)小的橋拓寬工作中常使用。

第三點(diǎn)，啃邊的問題可以采用鋼板包邊的方法迅速解決，對(duì)于撓度來說，撓度要是很大，在行車中很有可能出現(xiàn)安全問題，一般常常使用兩邊相對(duì)獨(dú)立的橋梁之間，然而橋梁和橋梁當(dāng)中的間隔距離很小。

下部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)分別是連接和不連接。舊橋主梁柔性連接和新橋連接的情況普遍使用拼接方法。根據(jù)舊橋主梁的柔性和新橋的連接，連接剛度可以大大的削弱，在后續(xù)工作中也很容易導(dǎo)致出現(xiàn)問題。除了這之外對(duì)撓度差和收縮來講，在連接處可以釋放。

4 施工注意事項(xiàng)

在施工的過程當(dāng)中，千萬不要忽略了模板支架的不易變形性和穩(wěn)定性，每當(dāng)澆筑之前，需要先完成模板支架的穩(wěn)定性測(cè)試，并且實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整，防止以后操作當(dāng)中出現(xiàn)嚴(yán)重變形。然而當(dāng)實(shí)心板的混凝土強(qiáng)度超過80%，并且施工的時(shí)間超過一周，才可以拆除支架，最后在實(shí)行橋面鋪裝和護(hù)欄施工。

縱向蓋梁處鋼筋的位置有特別的地方，通常是兩層或者多層，并且還會(huì)導(dǎo)致兩層或者多層鋼筋之間的混凝土黏接力下降，所以要想有不同層次的鋼筋之間的連接，需要用焊接骨架的方法處理。焊接骨架的方法在設(shè)焊縫，詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息可以對(duì)照相應(yīng)的圖紙。

對(duì)樁基進(jìn)行施工的時(shí)候，應(yīng)該防止樁底和樁側(cè)的攪拌，并且混凝土不能澆灌在相近的兩個(gè)孔隙之間。鋼筋之間的搭建和穩(wěn)定大多數(shù)是利用焊接的方式，還要嚴(yán)格依照規(guī)則操作。耳墻、橋臺(tái)蓋梁、背墻、肋板和土接觸面需要均勻涂刷兩道熱瀝青防水層。

5 結(jié)束語

采用簡(jiǎn)易角鋼縱縫可有效避免梁板的模量差對(duì)橫向彎拉應(yīng)力、基礎(chǔ)不均勻沉降的影響，日常維護(hù)所需費(fèi)用減少。簡(jiǎn)易角鋼縱縫處理必須對(duì)縱縫處做必要的防滑設(shè)計(jì)處理，避免在不利天氣狀況下，車速過快導(dǎo)致安全事故。

在橋梁加寬設(shè)計(jì)之前，必須先要舊橋的各種數(shù)據(jù)收集起來，分析研究，比如所處地貌、舊橋的荷載能力等。合理科學(xué)分析原橋后，再根據(jù)實(shí)際情況的橋梁使用情況預(yù)判及要求，設(shè)計(jì)拓寬結(jié)構(gòu)。

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