復(fù)雜條件下城市橋梁拼寬設(shè)計(jì)與施工

夏一達(dá)

（江西贛水建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西 上饒 334000）

0 引言

蘆林大橋，始建于20 世紀(jì)80 年代末，雙向兩車道，位于原廣豐縣城西部，是G353 國(guó)道（上饒至二度關(guān)閩贛界）經(jīng)過(guò)廣豐縣城的重要橋梁，由于城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市交通不斷發(fā)展過(guò)程中，原大橋兩端的道路已經(jīng)拓寬改造城市主干道，原大橋已經(jīng)完全不能滿足交通通行，為使交通擁堵問(wèn)題得到有效緩解和改善，采用兩邊拼寬將原橋拼寬至雙向6 車道+2 邊非機(jī)動(dòng)車道+2 邊人行道。對(duì)于中心城區(qū)，應(yīng)保證橋梁拼寬的綠色性、安全性。與此同時(shí)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，顯著增加了城市車流量，在城市道路車道數(shù)不斷增加的影響下，現(xiàn)狀道路寬度與交通通行需求并不相符。為了與道路的改造需求相符，應(yīng)對(duì)城市道路上的橋梁進(jìn)行拼寬予以高度重視。通常來(lái)說(shuō)，在交通繁忙的中心城區(qū)，如果開展橋梁拼寬這項(xiàng)工作，其施工期間交通組織的難度性較強(qiáng)，且工期具有一定的緊張性特點(diǎn)，同時(shí)明確提出了對(duì)于環(huán)保的要求。對(duì)此，應(yīng)提高對(duì)城市橋梁拼寬設(shè)計(jì)與施工的重視程度，確保其取得良好的實(shí)施效果。

1 橋梁拼寬加固的必要性

現(xiàn)階段，在工程技術(shù)不斷發(fā)展過(guò)程中，再加上我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)水平的顯著提升，極大地促進(jìn)了橋梁建設(shè)。在交通建設(shè)行業(yè)內(nèi)部，市政橋梁建設(shè)工程發(fā)揮著重要的作用和意義，深刻影響著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展。但是在以往，因?yàn)槭┕ぜ夹g(shù)的完善程度較低，且缺少充足的資金，一定程度上很難將市政橋梁的施工質(zhì)量提升上來(lái)，甚至?xí)斐墒姓蛄航Y(jié)構(gòu)的各種問(wèn)題的出現(xiàn)[1]，就目前而言，諸多市政橋梁和橋墩的強(qiáng)度，與再施工要求并不一致，再加上我國(guó)交通運(yùn)輸需求的增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，更加明確提出了對(duì)運(yùn)輸設(shè)施和運(yùn)輸建設(shè)的要求。對(duì)于拼寬加固技術(shù)的應(yīng)用，在市政橋梁建設(shè)中具有較高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可以使橋梁質(zhì)量得到有效改善，給予橋梁的實(shí)際壽命一定的保證，而且也可以使橋梁強(qiáng)度和硬度得到保護(hù)，致力于市政橋梁安全性和穩(wěn)定性水平的顯著增強(qiáng)。特別對(duì)當(dāng)前的市政道路橋梁進(jìn)行分析，其使用次數(shù)是比較多的，且承重明顯[2]，一定程度上使得裂縫、地面沉降等問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生，進(jìn)而不利于市政道路橋梁質(zhì)量的提升。因此，在新形勢(shì)下，市政橋梁的質(zhì)量已經(jīng)成為共同關(guān)注的焦點(diǎn)話題之一，必須要加強(qiáng)固定技術(shù)的合理運(yùn)用，將其與市政橋梁建設(shè)相結(jié)合。

2 復(fù)雜條件下城市橋梁拼寬設(shè)計(jì)方案

2.1 上部結(jié)構(gòu)道路橋梁拼寬加固

首先，橋梁截面拼寬加固方法。要想將市政橋梁的設(shè)計(jì)水平提升上來(lái)，應(yīng)對(duì)道路橋梁區(qū)段進(jìn)行合理增設(shè)，為其承載能力的提升創(chuàng)造有利條件，其中，應(yīng)保證主要橋梁鋼筋數(shù)量的充足性，并確保厚度的合理性。同時(shí)，應(yīng)將框架合理安裝在公路橋梁的一側(cè)，以此來(lái)為公路橋梁的抗剪強(qiáng)度助力，而且在施工后，也可以為主要保護(hù)層方面提供支持。在拼寬加固公路橋梁方面，T 型橋的應(yīng)用價(jià)值顯著，其對(duì)于公路橋梁的承載能力有著極大的支持作用，分析其運(yùn)用領(lǐng)域，主要體現(xiàn)在市政道路的較小橋梁上。其次，增加縱梁方法。該方法在承載力較高的公路橋墩下非常適用，通過(guò)緊密連接原橋梁主梁與新增橋梁，以此來(lái)給予橋梁拼寬加固效果一定的支持。例如，剛性混凝土結(jié)構(gòu)[3]可以使結(jié)構(gòu)的外部得到有效恢復(fù)，而對(duì)于外部預(yù)應(yīng)力，對(duì)于結(jié)構(gòu)內(nèi)力的恢復(fù)有著巨大的支持。最后，加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力拼寬加固的合理使用。對(duì)于該方法來(lái)說(shuō)，主要是指在拼寬加固道路和橋梁方面，應(yīng)借助于預(yù)應(yīng)力的支持。在道路橋梁改建方面，額外高強(qiáng)度構(gòu)件的增加，可以使橋梁受力得到增強(qiáng)，將部分橋梁的重量控制在合理范圍內(nèi)，從而確保道路橋梁承載能力的穩(wěn)步提升。

2.2 下部結(jié)構(gòu)橋梁拼寬加固設(shè)計(jì)

首先，增補(bǔ)樁基法。在樁基周圍，通過(guò)鉆孔灌注樁的增設(shè)，可以使地基的穩(wěn)定性得到保證，并緊密銜接原樁基地承臺(tái)和新樁基，共同對(duì)荷載進(jìn)行合理分解，從而推動(dòng)整體拼寬加固效果的提升。借助該方法的應(yīng)用，可以避免墩臺(tái)沉陷、樁基傾斜情況的發(fā)生，而且免去了抽水等水下作業(yè)步驟，然而在施工時(shí)，因?yàn)樾枰獙?duì)打樁架和橋面進(jìn)行設(shè)置，極容易影響到原有交通的正常運(yùn)行。

其次，擴(kuò)大地基法。對(duì)于該方法來(lái)說(shuō)，在橋墩為剛性混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁方面非常適合應(yīng)用，且具有承載力小、基礎(chǔ)淺等特點(diǎn)，同時(shí)在適用范圍方面，也包括地基的均勻程度不夠、沉降明顯等情況。分析該方法的目標(biāo)，可以緊密結(jié)合舊地基與新地基，使之成為一大整體，共同致力于一個(gè)受力體的形成。結(jié)合相關(guān)規(guī)定了解到，地基承載力應(yīng)在原承載力的1.5 倍以上。而且拼寬加固機(jī)制，在調(diào)整結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)面積方面有著較強(qiáng)的適用性，給予擴(kuò)大地基時(shí)底部承載力不足這一現(xiàn)實(shí)狀況有效的預(yù)防，從而推動(dòng)拼寬加固效果的提升。同時(shí)，要想將總體設(shè)計(jì)水平提升上來(lái)，既要注重地基強(qiáng)度的嚴(yán)格檢查，也要對(duì)拼寬加固工作予以不斷改進(jìn)和調(diào)整，在混凝土澆筑前，先要對(duì)施工基礎(chǔ)予以不斷鞏固，借助砂漿墊塊做好相應(yīng)的平整工作，在此之后，應(yīng)對(duì)分層澆筑處理進(jìn)行實(shí)時(shí)。

除此之外，要想確保施工整體質(zhì)量的穩(wěn)步提升，在澆筑前，應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)予以及時(shí)清理，然后與實(shí)際需要相結(jié)合，將混凝土的配合比高度明確化。在混凝土的攪拌方面，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)積極參與進(jìn)來(lái)[4]，在攪拌施工后，還要對(duì)相應(yīng)的質(zhì)量檢查工作進(jìn)行落實(shí)，給予施工質(zhì)量一定的支持。

2.3 其他市政橋梁拼寬加固設(shè)計(jì)方法

2.3.1 主梁橋梁拼寬加固

通過(guò)對(duì)當(dāng)前橋梁的實(shí)際情況進(jìn)行分析，加固方法主要如下。首先，碳纖維加固，其在耐腐蝕方面發(fā)揮著重要的作用，且操作的難度性較低。分析其應(yīng)用范圍，在混凝土梁橋、板橋的剪切加固等方面得到了充分體現(xiàn)。其次，體外預(yù)應(yīng)力加固法，其施工周期并不長(zhǎng)[5]，不易對(duì)交通造成嚴(yán)重的影響，而且不易破壞到橋梁原有結(jié)構(gòu)，對(duì)于橋下凈空的影響也并不深。最后，錨固，在這一方面，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有零件進(jìn)行合理應(yīng)用，將拆卸和更換次數(shù)控制在合理范圍內(nèi)。在該方法的應(yīng)用范圍內(nèi)，在強(qiáng)度較低的部件方面非常適用。

2.3.2 調(diào)整橋梁結(jié)構(gòu)法

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在市政橋梁設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要的地位，面對(duì)路橋結(jié)構(gòu)問(wèn)題的產(chǎn)生，很難將路橋整體質(zhì)量提升上來(lái)。但在路橋施工過(guò)程中，環(huán)境因素和地形變化為重要的影響因素。例如，面對(duì)自然侵蝕的出現(xiàn)，極容易威脅到公路橋梁結(jié)構(gòu)的完整性，而且在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，也會(huì)威脅到公路橋梁結(jié)構(gòu)和材料性能。因此，對(duì)于相關(guān)工作人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)加強(qiáng)路橋加固設(shè)計(jì)流程的制定，保證路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，促進(jìn)路橋結(jié)構(gòu)改造工作的順利進(jìn)行，將橋梁的張力降至最低。此外，基于相關(guān)工作人員角度，應(yīng)注重涵洞結(jié)構(gòu)的改造，為道路和橋梁承載能力的提升助力。

3 復(fù)雜條件下城市橋梁拼寬設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用實(shí)例

3.1 工程概況

以蘆林大橋拼寬改擴(kuò)建工程為例，在橫向預(yù)制板之間，鉸縫連接得到了廣泛應(yīng)用。原橋梁寬度在18m 左右，現(xiàn)對(duì)橋面進(jìn)行拓寬，拓寬到36m，拓寬后快車道主要以雙向6 車道為主，外加兩側(cè)非機(jī)動(dòng)車道和人行道，原先的機(jī)非隔離帶實(shí)現(xiàn)了向拓寬厚的快車道的順利轉(zhuǎn)變。橋梁原結(jié)構(gòu)使用情況如表1 所示。

3.2 拼寬設(shè)計(jì)

在拓寬方式中，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有橋梁進(jìn)行保留，防止橋梁板位置出現(xiàn)任何的變化，在原橋兩側(cè)，應(yīng)開展拼寬新橋拓寬這一工作。在橋梁拓寬后，橋梁荷載值增加明顯。出自于對(duì)安全的考慮，在原橋梁板的加固方面，調(diào)整橫向分布系數(shù)法得到了廣泛應(yīng)用，在不保持現(xiàn)有橋板的同時(shí)，以此來(lái)與相應(yīng)的荷載達(dá)到相互適應(yīng)的狀態(tài)。具體如下。

（1）梁板加固。首先，分析其技術(shù)方案，應(yīng)先對(duì)懸臂部分混凝土予以鑿除，并將鋼筋裸露出來(lái)，然后焊接新布置的14 結(jié)構(gòu)鋼筋，接著對(duì)現(xiàn)澆C50 混凝土濕接縫進(jìn)行落實(shí)。其次，粘貼鋼板法的應(yīng)用，在全幅梁板頂面的加固方面非常適用，鋼板的厚度和寬度分別為15mm、400mm。最后，在橋面鋪裝這一方面，主要借助C50 混凝土來(lái)進(jìn)行。

（2）橋梁拼寬加固后的沉降控制措施，通過(guò)對(duì)本工程項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)行分析，嵌巖樁的沉降并不明顯[6]，要想防止不均勻沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，在新橋橋梁的橋面，鋪裝與壓重措施的制定非常有必要。結(jié)合本工程，在局部地基為軟土層的影響下，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的沉降問(wèn)題，通過(guò)實(shí)際勘察設(shè)計(jì)人員對(duì)沉降展開了細(xì)致的劃分，并對(duì)預(yù)壓、加大樁長(zhǎng)等方法進(jìn)行開展，從而不斷提升沉降的控制水平。

3.3 拼寬加固后的效果分析

在橋梁道路拓寬方面，因?yàn)楦淖兂蔀殡p向6 車道，仔細(xì)計(jì)算梁板的橫向分布系數(shù)等，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，了解到新、老梁板分擔(dān)的活載內(nèi)力并無(wú)明顯的差異，與承載能力的要求比較一致。在橋梁加固設(shè)計(jì)方面，車道數(shù)實(shí)現(xiàn)了兩車道向三車道的順利過(guò)渡。同時(shí)現(xiàn)有梁板頂面，在粘貼鋼板法加固的支持下，為梁板懸臂部分的連接提供了極大的便捷[7]，而且受力比較合理，防止部分梁板受力出現(xiàn)不一致、不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，且通過(guò)該加固方案的應(yīng)用，對(duì)于橋梁整體剛度的提升也具有一定的幫助。由此可以看出，粘貼鋼板法加固的實(shí)施效果極為凸顯。

4 復(fù)雜條件下城市橋梁拼寬施工要點(diǎn)

首先，錨桿靜壓樁施工。在上述工程樁基中，鋼管樁得到了廣泛應(yīng)用，針對(duì)于傳統(tǒng)的打入方式，靜壓樁等方式的應(yīng)用較為常見，在現(xiàn)有兩幅橋中間，主要進(jìn)行樁基施工，因?yàn)槭┕た臻g具有一定的限制性，傳統(tǒng)靜壓樁的相關(guān)施工機(jī)械的空間明顯不足，進(jìn)而嚴(yán)重影響到了本工程樁基施工方案的開展。然后業(yè)主和施工單位等對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行反復(fù)核查，開始對(duì)錨桿靜壓樁施工方法進(jìn)行使用，并將其與本次樁基施工方案相結(jié)合。

對(duì)于錨桿靜壓樁來(lái)說(shuō)，主要是指緊密結(jié)合后種錨桿和精力壓樁，作為重要的施工方法之一，主要是指在壓樁位置周圍，應(yīng)進(jìn)行混凝土筏板的澆筑工作，然后進(jìn)行壓重，隨即對(duì)壓樁孔予以開鑿，借助筏板基礎(chǔ)自重的應(yīng)用，將其與反力相結(jié)合，最終借助千斤頂為鋼管樁向土中的壓入提供極大的便捷。在壓樁力和壓入深度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以不斷強(qiáng)化樁和基礎(chǔ)連接之間的關(guān)系，從而為沉樁提供支持。

其次，墩臺(tái)施工?，F(xiàn)階段，城市道路改建工作越來(lái)越流行，預(yù)制拼裝，在橋梁下部結(jié)構(gòu)中應(yīng)用頻繁，其施工效率較高，而且與環(huán)保要求相符，通過(guò)在高架橋梁標(biāo)準(zhǔn)段的應(yīng)用，其工程效益顯著。結(jié)合上述工程可知，施工空間具有一定的限制性，現(xiàn)場(chǎng)條件的復(fù)雜程度較高，拼橋下部墩臺(tái)結(jié)構(gòu)形式有著明顯的差異，通過(guò)對(duì)預(yù)制拼裝的應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和預(yù)制廠預(yù)制的匹配度仍然難以保證[8]，從而不利于工程綜合效率的提升。對(duì)此，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察和反復(fù)論證可知，墩臺(tái)施工與某路況立交綠化范圍比較近，不易影響到交通的正常運(yùn)作，所以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工方式進(jìn)行應(yīng)用。

最后，拼縫設(shè)計(jì)。因?yàn)槔蠘蚪Y(jié)構(gòu)形式有著較強(qiáng)的多樣性，在布置方面有著明顯的差異，對(duì)于結(jié)構(gòu)連接，如果應(yīng)用于新建拼橋與老橋，其施工難度性較高。再加上老橋建成時(shí)間較早，沉降的穩(wěn)定性較強(qiáng)，如對(duì)結(jié)構(gòu)連接進(jìn)行應(yīng)用，在不均勻沉降等因素的影響下，極容易威脅到老橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而不利于老橋的運(yùn)營(yíng)安全水平的提升?；诖?，橋面連接的形式，非常適合應(yīng)用于工程新建拼橋與老橋。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的橋面連接形式進(jìn)行分析，有型鋼伸縮縫連接、橋面鋪裝連接等較為常見。在型鋼伸縮縫方面，橋面應(yīng)加強(qiáng)縱向型鋼縫的設(shè)置，對(duì)新舊橋的不均勻變形予以控制和預(yù)防，其外觀效果難以避免，面對(duì)沉降情況的出現(xiàn)，縱向高低錯(cuò)縫較為凸顯。此外，為了與新老橋間的不均勻沉降問(wèn)題相協(xié)調(diào)，在拼縫的位置局部，應(yīng)加強(qiáng)彈性混凝土的使用。

5 結(jié)語(yǔ)

從以上論述可以看出，針對(duì)于橋梁拼接技術(shù)，對(duì)于行車安全和橋梁使用壽命起到?jīng)Q定性的作用，所以在橋梁拼寬設(shè)計(jì)方面，對(duì)于相關(guān)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)從實(shí)際情況開始出發(fā)，尤其在長(zhǎng)期使用的橋梁當(dāng)中，為了保證拼寬加固設(shè)計(jì)良好的實(shí)施效果，應(yīng)開展綜合化監(jiān)測(cè)與實(shí)驗(yàn)工作，以此來(lái)在整體上給予橋梁改造效果一定的支持與動(dòng)力。