橋梁工程的拼寬設計和施工初探

葛璟愷++王建偉

摘要：隨著城市的發展，交通量越來越大，現有道路已滿足不了交通要求，對現有道路進行提升改造已經成為了一種趨勢，這也促使了許多現狀橋梁進行拼寬改造。拼寬改造即在能滿足整體要求的前提下，原橋結構盡量不動，對原橋兩側拼寬并對原橋梁板加固處理，以避免管線遷移帶來的諸多問題，這種拼寬設計可以加快工程進度，保證交通不中斷，降低工程費用，因此得到了廣泛的應用。

關鍵詞：橋梁工程；拼寬改造；施工；應用

1 橋梁拼寬加固的基本要求

（1）在橋梁的拼寬加固中，應注重橫向拼裝中上部的結構形式，盡量與現有橋梁保持一致，否則在橋梁使用中可能出現局部開裂或坍塌等安全事故。在橋梁下部結構拼裝中，應與現有橋梁的墩臺保持協調、一致的外形，而且要考慮到基礎形式的選用問題，減少對于現有墩臺的影響，如果在條件允許的情況下，應盡量采用鉆孔灌注樁的基礎形式，以確保墩臺及上部結構的安全性、牢固性。

（2）在橋梁的拼寬加固中，還應注意以下基本要求，以確保工程項目的整體建設效率與質量：①合理控制新老橋之間的連接接縫構造；②橋梁拼寬加固后，應注重對于新舊橋梁實際受力特性變化情況的分析，其中包括：橋梁拼寬加固后舊橋的實際受力性能，新橋與舊橋之間的沉降差、收縮徐變差等，以及對于新舊橋整體與接縫局部受力特性的具體分析等；③在橋梁的拼寬加固設計中，應考慮到施工材料的采用、入場與使用，以及施工期間可能出現的影響交通問題等，以確保施工現場左右的有序開展和進行。

2 橋梁拼寬常用拼接方法

2.1 新舊橋梁上、下部結構均不連接

這種拼接方式常見于單邊新建橋梁的型式，縱向拼接部位采用伸縮縫或填縫連接。采用這種方法，需要相應地拓寬橋梁的墩臺，或者靠近舊橋另外新建橋梁墩臺。優點在于新舊橋之間不傳遞內力，互不影響，但缺點也比較明顯，無法提高舊橋的負載，由于基礎沉降不同，在拼接部位容易出現裂縫，影響行車。目前，城市道路提升改造工程中有不少橋梁拼寬均采用這種拼寬方式。

2.2 新舊橋梁上、下部結構均連接

這種拼接方式常見于拼寬部分橋寬較小（<3m）的情況，上部連接通過植筋、澆筑濕接縫等方式進行連接，下部結構對應的橋墩蓋梁、橋臺臺帽也通過植筋方式把新舊橋基礎澆筑成整體。優點在于可以減少在新舊橋連接處的扭拉變形，拼接后橋梁結構整體性較好。但也存在一定的缺點，新舊橋基礎沉降差會引起較大的內力，容易導致上下部結構拼接處產生裂縫。這種拼接方式在目前工程實例中使用較少。

2.3 新舊橋梁上部結構連接、下部結構不連接

這種拼接方式常見于舊橋上部為預制結構的拼寬設計，采用橋面部分進行拼接。采用這種方法，同樣需要相應拓寬橋梁的墩臺，或者靠近舊橋另外新建橋梁墩臺。優點在于通過在縱縫上設置鋼筋連接，重新進行橋面鋪裝，橋面平順，行車舒適；且由于下部不連接，產生的附加內力較小。缺點也同樣存在，無法提高舊橋負載，需對舊橋承載能力進行重新驗算。

3 工程施工實例

3.1 工程概況

某橋梁拓寬改建工程，橋梁為三跨簡支梁橋（15m+25m+15m三跨）。25m跨的為寬99cm、高1lOom預應力鋼筋混凝土空心板，15m為寬99cm、高80cm鋼筋混凝土空心板。橋梁設計荷載為汽一2O、掛一100。原橋梁寬度為36m，快車道寬度8.5m（兩車道），現將橋面拓寬至53m，拓寬后快車道寬度為12m（三車道），原先的機非隔離帶成為拓寬后的快車道。原橋梁的北側機非隔離帶下有12孔電信干管，南側機非隔離帶下有DN220煤氣管道。現狀橋梁機非隔離帶下梁板均為邊板，兩塊邊板的懸臂長度為30cm，懸臂端之間的實際縫寬L為45cm（兩塊梁板除懸臂部分，凈距為105cm）。

3.2 拼寬設計

拓寬方式為，保留現狀橋梁，保持現狀橋梁板位置不變，在原橋兩側拼寬新橋拓寬。改建后的橋梁按城一A級荷載設計。橋梁拓寬后，橋梁荷載由汽一20變為城一A，荷載值增加。為安全起見，通過調整橫向分布系數法對原橋梁板進行加固，在不更換橋板的前提下以適應城一A荷載。

（1）梁板加固。首先，將原橋梁機非隔離帶下兩塊邊板懸臂部分進行聯結。技術方案為：鑿開懸臂部分混凝土并露出鋼筋，與新布置的14結構鋼筋焊接，然后現澆C50混凝土濕接縫。其次，在全幅梁板頂面采用粘貼鋼板法進行加固，鋼板采用厚15mm寬400mm的A3鋼板，沿橋橫向按間距20cm布置，A3鋼板與空心板問用C50環氧砂漿（環氧樹脂摻量10%）粘結牢固。A3鋼板上面按梅花型焊接長20cm的25鋼筋，問距為20cm，以增強鋼板與橋面鋪裝層的粘結力。再次，采用C50混凝土（摻鋼纖維1%）進行橋面鋪裝。

（2）橋梁拼寬加固后的沉降控制措施，結合本工程項目的實際情況，嵌巖樁的沉降相對較小，為了有效控制可能出現的不均勻沉降現象，新橋橋梁的橋面應盡早采取相應的鋪裝與壓重措施。本工程的局部地基為軟土層，沉降相對較大，設計中經過實際勘察，設計人員將其沉降分為四個部分，其中包括：樁身壓縮變形、樁尖承載力引起的樁底土層壓縮變形、樁側摩擦力引起的樁底土層壓縮變形、樁尖刺入變形。針對不同的沉降部分、原因及類型，設計人員分別采取了預壓、加大樁長等方法，以有效控制沉降的問題。

3.3 拼寬加固后的效果分析

橋梁道路拓寬為雙向6車道后，對梁板的橫向分布系數和承載力分別進行了計算，根據實測數據與計算數據的對比發現，新、老梁板所分擔的活載內力基本一致，均滿足承載能力的要求。橋梁加固設計時，車道數由兩車道變為三車道，荷載由汽一20變為城一A，對梁板受力不利。但現狀梁板頂面經粘貼鋼板法進行加固后，梁板懸臂部分有機連接，l號梁橫向分布系數有所減小，受力得到有效調整，從而避免了部分梁板受力偏大而部分梁板受力偏小的現象，且該加固方案一定程度上提高了橋梁的整體剛度。可見，采用粘貼鋼板法加固取得了預期的效果。

4 結束語：

綜上所述，橋梁拼接技術質量直接影響著行車安全及橋梁使用壽命，因此，在橋梁的拼寬設計中，設計人員必須綜合考慮各方面的實際情況與影響因素，特別是在使用時間較長的橋梁進行拼寬加固設計時，必須對于現有橋梁的實際情況進行綜合的監測與實驗，確定現有橋梁的綜合性能，以此作為拼寬加固設計的主要依據，來保證橋梁改造效果。

參考文獻：

[1]高速公路改擴建工程橋梁拼寬關鍵技術的調研[J].鄧學軍.北方交通.2013（03）.endprint