公路橋梁向城市道路橋梁功能轉變的加寬加固設計分析

王曉龍

（山東宇通路橋集團有限公司，山東 東營 257300）

我國一些原有的公路橋梁等交通基礎設施由于建成年代久遠，在使用功能以及質量標準方面都已經無法適應新時期的實際需要，因此需要對其進行改造。在改造設計中，除了對就橋梁結構進行加固設計外，還要特別注意其在功能方面的轉變。很多原公路橋梁在建成時并不具備非機動車到以及人行道的設計，所以要采取相應的加寬以及功能完善的設計手段來滿足城市交通對道路橋梁功能的需要。本文將以某公路橋梁向城市道路橋梁功能轉變的改造設計為例來分析公路橋梁的加固加寬改造設計方法。

1 某公路橋梁的基本概況

某公路橋梁長度為565 m，其寬度為25 m，兩側防撞護欄寬度均為0.5 m，凈路寬則只有24 m。該橋梁上部為14孔40 m的I型簡支組合梁，梁間連接為TST，下部結構基礎為鉆孔灌注樁，該橋墩樁基的長度為50 m，半徑為0.75 m，而橋臺樁基的半徑為0.6 m，其長度則為40 m。該橋梁投入使用超過10年，未設置人行通道，且橋面以及伸縮縫均存在質量問題，需要對其進行加寬加固改造來實現功能轉變，以適應城市發展到 需要。

2 公路橋梁功能轉變改造設計方案的合理確定

在對公路橋梁進行改造設計時，要全面了解相關的水文資料，并合理確定改造設計方案。以本文所述橋梁為例，其所在地區的洪水流量約為3 000 m3/s，而沖刷深度通常在4.3 m左右。在該公路橋梁周邊50 m范圍內存在大量由細砂、粉以及黏性土構成的沉積物質。其液化層深度在12.3～13 m之間。通過對以上數據信息的分析，確定了在該橋梁的改造設計中需要重點解決加寬改造后的橋型設計、舊橋改造的加固設計以及改造后的新舊部分縱向連接設計這三個主要問題，需要分別制定相應的設計方案。

2.1 根據加寬需要設計橋型的改造方案

為了增強該橋梁加寬后的整體橫向剛度，在改造中可以采用T型梁以及40 m14孔的應力混凝土的設計方案。這種橋型設計方案的結構形式與舊橋的變形特征基本一致，便于后期對橋梁進行整體的維護管理。同時這種結構形式也能夠很好地滿足泄洪時的要求。

2.2 根據功能轉化改造需要設計加固方案

由于該公路橋梁的原有結構在行車的舒適性以及受力能力方面都存在一定的缺陷，所以在改造中可以采用先簡后支的設計方案，從而既能夠合理調整舊橋結構，使其能夠在一定程度上實現連續梁的功能，同時也能夠盡量減少新舊部分在受力以及變形特征上的差異。確定的改造設計方案為：鑿除舊橋梁端的原有鋪裝，對其橫隔梁采取鉆孔處理，并通過鋼筋進行穿過錨固處理以及綁扎兩片梁，從而使新舊橋的鋼筋形成可靠連接。然后對其進行整體的混凝土澆筑以及橋面鋪裝，從而達到功能轉換的改造目的。

2.3 橋梁新舊部分的縱向連接設計方案

該公路橋梁的原有結構由于經過長時間的使用，基本完成了沉降，而改造后的部分則仍存在沉降以及位移變形的可能。在改造設計中可以采用分離處置的方案來解決新舊部分的連接問題。因此在設計方案中對在其新橋加寬部分的上部結構預設了沉降縫，并采用了柔性填充材料的方式，對橋面鋪裝部分則采用了切縫的設計方案，對加寬部分的下部結構采用的是不做連接的設計方案。

3 某公路橋梁的功能轉變加固加寬改造的具體設計實踐分析

在對公路橋梁進行功能轉變加寬加固改造設計時，應首先保證其形成的安全性，并增加機動車道、人行通道以及相關照明設施的設計，使公路橋梁能夠符合城市道路交通的需要。

3.1 為實現向城市道路橋梁功能的轉變而進行的加寬設計

在改造設計中，其相關參數要以城市道路橋梁工程的設計規定為標準，并在改造方案中詳細標注各項改造數據。以本次公路橋梁的改造為例，該橋面在改造后的寬度應達到46 m，并在左右兩側增加人行通道的設計，各為4.5 m寬。同時還要根據該城市的整體景觀規劃來對該橋梁進行兩側護欄以及中央隔離帶進行景觀設計。經過分析，該橋梁的改造設計寬度應達到55 m，而其左右兩側則各需要進行15.5 m的加寬設計。

3.1.1 對橋梁上部結構的調整設計

首先，需要對上部T梁進行調整設計。由于要對舊橋的左右兩側進行15.5 m的加寬改造，因此在設計中應采取措施對邊梁寬度加以調整，主要是通過調整中線與邊梁翼板的原120 cm間距的方式，將其調整為85 cm，從而使翼板外側懸出25 cm的人行通道板，同時中梁可以采用230 m寬度標準構件，在加寬改造區間內需要使用中梁5個以及邊梁2個。

其次，需要對橋梁上部橫膈版進行調整設計。在該橋梁的改造設計中，由于還需要敷設供水管道，其管徑達到了80 cm。因此為了美化景觀效果，在設計中采用了將供水管道設置在粱邊內側并在橫膈版間穿插布置的方式，同時要保證孔中心和梁底間應保持91 cm的間距，并用鋼筋對孔與橫膈板進行綁扎固定。

最后，還要對橋梁上部橋梁蓋梁進行調整設計。

在改造設計中，為了使舊橋符合城市道路橋梁的建設標準，并與城市建筑規劃形成有機的整體，需要調整該橋的橋墩外側。設計時在保證橋梁整體結構安全的基礎上，采用弧線形設計對舊橋的直線型蓋梁下緣進行了改造。

3.1.2 對橋梁下部結構的調整設計

在對該橋進行改造時，需要準確計算其橋墩橋臺的受力以及配筋情況。以本橋梁改造設計為例，其要實現功能轉換的加寬設計，其橋墩樁的長度應為55 m，而樁徑則要達到1.6 m；同時橋臺樁的長度則應達到40 m，其樁徑則為1.5 m。

3.2 為實現向城市道路橋梁功能的轉變而進行的加固設計

為了對該公路橋梁進行加固，在改造設計中拆除了其原有的防撞護欄和梁外側50 cm的梁端翼板，并鑿除了5.33 m的新舊連接橋面板以及瀝青混凝土，同時采用雙層鋼筋網鋪設在上面，且鑿毛其余部分。而在對應橋梁梁端處則采用了鉆孔的處理方式，并采用20 mm直徑的鋼筋進行穿孔綁扎固定，使其與鋪設在5.33 m內的鋼筋網相互連接。然后再用混凝土對其進行澆筑，并在封閉處理時則選擇使用了環氧砂漿。

3.3 為實現向城市道路橋梁功能的轉變而對橋梁新舊部分進行的縱向連接設計

在改造設計中還要注意采取有效的避免沉降措施，防止橋梁出現位移變形。新橋加寬部分的上部結構沉降縫應設置為1 cm，并采用橡膠條等材料對其進行充填，而在鋪裝橋面時則應采用切縫設計，并整體澆筑瀝青混凝土。對新橋加寬部分的下部結構可以不做連接。

4 結語

為了充分利用已有的公路橋梁來完善城市道路交通的基礎設施，需要通過加固加寬設計來實現對原公路橋梁的功能轉變改造。在改造設計中，設計人員要全面了解功能轉變中所需要解決的加寬加固等問題情況，并以功能轉變為目標來制定合理的改造設計方案，采用相應的設計手段來對舊橋結構進行調整，并做好新舊部分的銜接設計，從而實現功能轉變的改造目標，使公路橋梁能夠滿足城市道路交通的需要。