公路橋梁拼寬設(shè)計(jì)

王金龍

摘 要：隨著人們生活水平的提高，交通出行的增加，交通運(yùn)輸量急劇增加。很多早年修建的道路工程已不能滿足快速增長(zhǎng)的交通量的需求，急需拓寬改造。橋梁拼寬改造工程因施工難度大，對(duì)交通組織方案影響大，是整個(gè)道路改擴(kuò)建工程的重點(diǎn)，也是改擴(kuò)建的節(jié)點(diǎn)工程。選擇合理的橋梁拼寬設(shè)計(jì)方案在道路改擴(kuò)建工程中至關(guān)重要。本文就公路橋梁拼寬設(shè)計(jì)展開探討。

關(guān)鍵詞：老橋調(diào)查;橋梁拼寬;沉降;基礎(chǔ)

隨著路網(wǎng)的不斷完善和調(diào)整，公路節(jié)點(diǎn)問題越來越突出，尤其是互通立交面臨著銜接問題，導(dǎo)致橋梁需要進(jìn)行拼寬改造。

一、橋梁拼寬設(shè)計(jì)原則

橋梁拼寬設(shè)計(jì)，包括既有橋梁的利用、新建橋梁的設(shè)計(jì)和新建橋梁與既有橋梁的拼接構(gòu)造設(shè)計(jì)等內(nèi)容。橋梁拼寬設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)，綜合確定設(shè)計(jì)方案，滿足安全可靠、耐久適用、經(jīng)濟(jì)合理、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的要求。橋梁拼接應(yīng)在檢測(cè)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。既有橋梁總體技術(shù)狀況評(píng)價(jià)等級(jí)為1類、2類的可原位利用，3類的經(jīng)維修、加固后達(dá)到1類或2類的可利用;拼寬橋梁的新建部分與既有橋梁的結(jié)構(gòu)連接時(shí)，應(yīng)進(jìn)行整體驗(yàn)算和評(píng)價(jià)。既有橋梁極限承載能力應(yīng)滿足或采取加固措施后滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求;正常使用極限狀態(tài)應(yīng)滿足原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。橋梁拼寬新建部分應(yīng)滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，其上部結(jié)構(gòu)形式和跨徑宜與既有橋梁保持一致。橋梁拼寬設(shè)計(jì)應(yīng)考慮新結(jié)構(gòu)與既有結(jié)構(gòu)之間的基礎(chǔ)差異沉降、結(jié)構(gòu)差異變形、混凝土差異齡期等因素。

二、橋梁拼寬技術(shù)要求

根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60—2015）和《公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TL11一2014）等相關(guān)規(guī)范要求，拼寬橋梁需滿足如下要求：（1）拼寬橋涵結(jié)構(gòu)與既有橋涵結(jié)構(gòu)連接時(shí)，應(yīng)進(jìn)行整體驗(yàn)算和評(píng)價(jià)。既有橋涵極限承載能力應(yīng)滿足或采取加固措施后滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求;正常使用極限狀態(tài)應(yīng)滿足原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，并應(yīng)在設(shè)計(jì)中提出有針對(duì)性的運(yùn)營(yíng)管理和維護(hù)措施。（2）改擴(kuò)建橋涵設(shè)計(jì)，包括既有結(jié)構(gòu)物的利用、新結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)、新結(jié)構(gòu)與既有結(jié)構(gòu)連接等內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)改擴(kuò)建工程的特點(diǎn)，綜合確定設(shè)計(jì)方案，滿足安全可靠、耐久適用、經(jīng)濟(jì)合理、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的要求。（3）橋梁拼寬上部結(jié)構(gòu)形式和跨徑宜與既有橋梁保持一致。（4）單側(cè)拼寬時(shí)，車道轉(zhuǎn)換帶范圍內(nèi)的橋梁上部結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行連接。（5）在滿足承載力要求的前提下，同一墩臺(tái)處新建部分的摩擦樁樁基長(zhǎng)度不宜小于既有樁樁基長(zhǎng)度。（6）應(yīng)結(jié)合接縫設(shè)計(jì)，合理確定交通組織方案，安排施工工序，做好接縫的施工方案設(shè)計(jì)。（7）同一幅內(nèi)新建部分的伸縮縫位置，宜與既有橋梁對(duì)應(yīng)設(shè)置，且宜整條更換。

三、拼寬橋施工技術(shù)手段流程

首先要進(jìn)行的第一個(gè)階段是：在工程項(xiàng)目施工前，測(cè)量隊(duì)?wèi)?yīng)該及時(shí)對(duì)老橋以及原本地面標(biāo)高進(jìn)行反復(fù)測(cè)量，反復(fù)核對(duì)無誤之后，才可以進(jìn)行施工。第二階段則是在施工的過程中加寬橋梁的樁基、墩柱以及蓋梁等部位，并且預(yù)留出橋梁鋼筋，接下來就應(yīng)該進(jìn)行切割老舊護(hù)欄以及其周圍混凝土設(shè)備，切除老舊橋梁的邊板挑臂和蓋梁擋塊等裝置，并且按照加寬橋梁的T梁進(jìn)行兩片橋梁之間濕接縫澆筑工序。第四階段是應(yīng)該進(jìn)行植筋工藝手段，要嚴(yán)格按照鉆孔、清孔、吹孔到注膠、植筋以及養(yǎng)護(hù)的步驟流程，綁扎牢固橋梁上使用的鋼筋，澆筑系橋梁混凝土，以便可以順利完成新老系橋梁拼接。第五階段是進(jìn)行焊接，特別是焊接新橋和老喬之間的橫隔板以及翼板鋼筋連接等，盡最大程度布置好拼接帶橫隔板以及相關(guān)的整體化層鋼筋、混凝土。并且在較短的時(shí)間之內(nèi)緊緊封閉交通運(yùn)輸，不可以允許任何車輛、壓路機(jī)等重型機(jī)械設(shè)備通過，在橋梁拼接帶進(jìn)行澆筑的情況下進(jìn)行混凝土的補(bǔ)償收縮。最后一個(gè)階段就是在施工的末期進(jìn)行加寬部分、拼接帶橋梁和橋面的鋪裝，以及及時(shí)的拆去施工時(shí)安裝的臨時(shí)護(hù)欄。

四、公路設(shè)計(jì)中橋梁拼寬設(shè)計(jì)

（一）上部拼寬方案

橋梁拼寬設(shè)計(jì)中，常用的橋梁加寬方案主要有3種：①上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均連接;②上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均不連接;③上部結(jié)構(gòu)連接，下部結(jié)構(gòu)不連接。新老橋梁上部拼寬方案中可采用有縫連接、鉸接、半剛接、剛接等多種形式。新老橋梁橫向加寬采用有縫連接時(shí)，行車過程中受力比較明顯，新建橋梁和老橋各自獨(dú)立，相互影響幾乎很小，但是在運(yùn)營(yíng)中橋面維護(hù)成本較高;橫向連接采用鉸接時(shí)，在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)采用橋面板連接，行車過程中只傳遞剪力而無彎矩，受力較明顯，這在中小型橋梁拼寬設(shè)計(jì)中較常見。橫向連接采用剛性或者半剛性連接時(shí)，設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用加厚橋面板或者采用橫隔梁連接，該方案在行車過程中可以傳遞剪力和彎矩，減小新老橋梁沉降差異，但是該結(jié)構(gòu)形式連接受力較模糊，施工期對(duì)技術(shù)要求較高，運(yùn)營(yíng)期新建橋梁對(duì)老橋影響較大。

（二）橋梁的檢查、評(píng)估、結(jié)構(gòu)定性分析和驗(yàn)算

在橋梁進(jìn)行加寬操作之前，應(yīng)該及時(shí)對(duì)公路的結(jié)構(gòu)物進(jìn)行檢測(cè)度量，并且，使用相關(guān)的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件對(duì)全線橋梁進(jìn)行多次承載力度的研究和計(jì)算。依照相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)、驗(yàn)算，最后得出的結(jié)論在進(jìn)行橋梁加寬操作之前對(duì)公路橋梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)操作，使得其可以盡量保證滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求準(zhǔn)則。同時(shí)，相關(guān)的技術(shù)人員還應(yīng)該進(jìn)行荷載試驗(yàn)以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)分析，但是對(duì)于很多超載車輛并沒有進(jìn)行考慮和應(yīng)用。

（三）橋梁下部方案

新建橋梁下部結(jié)構(gòu)的加寬設(shè)計(jì)主要考慮減小新老橋梁基礎(chǔ)的差異沉降，避免因差異沉降造成上部拼寬連接處橋面板破壞，形成縱向裂縫。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)盡量選擇樁基礎(chǔ)，如果老橋采用樁基礎(chǔ)，拼寬橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，樁長(zhǎng)應(yīng)比老橋樁基長(zhǎng);當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好時(shí)中小橋梁也可以采用擴(kuò)大基礎(chǔ)形式，但應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮減少新老橋基礎(chǔ)沉降差的措施，如果老橋?yàn)閿U(kuò)大基礎(chǔ)，新橋也采用擴(kuò)大基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)避免拼寬橋梁基礎(chǔ)開挖時(shí)對(duì)老橋基礎(chǔ)產(chǎn)生的破壞影響。為避免強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖具有遇水軟化、崩解的特性，如拼寬橋梁橋墩采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)開挖時(shí)，如雨水進(jìn)入基坑，造成基巖土層地基承載力基本容許值下降，勢(shì)必對(duì)老橋基礎(chǔ)產(chǎn)生破壞，為避免這一現(xiàn)象，拼寬橋梁采用樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案。

五、拼寬橋設(shè)計(jì)及施工注意事項(xiàng)

（1）拼寬橋設(shè)計(jì)、施工需考慮拼寬段既有橋梁的現(xiàn)狀條件、施工條件、運(yùn)營(yíng)狀況、場(chǎng)地地質(zhì)條件等相關(guān)因素，綜合選擇橋梁拼寬形式。（2）新建拼寬橋跨徑及分聯(lián)與既有橋梁保持一致，即按照“結(jié)構(gòu)同型”原則進(jìn)行拼寬，同分聯(lián)、同跨徑、同橋型。（3）為減小因新建拼寬橋混凝土收縮徐變引起的上部結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力，對(duì)新建拼寬橋組合箱梁架設(shè)并完成體系轉(zhuǎn)換后，需對(duì)上部結(jié)構(gòu)組合箱梁預(yù)壓不小于10。天，預(yù)壓荷載按1.2倍的二期恒載+1.4倍的車輛荷載，之后才可澆筑濕接縫混凝土。（5）為減小濕接縫后澆帶混凝土的收縮徐變引起的開裂及附加內(nèi)力，濕接縫澆筑采用UEA補(bǔ)償收縮混凝土。（6）同一幅內(nèi)新建部分的伸縮縫位置，與既有橋梁對(duì)應(yīng)設(shè)置，且整條更換。

六、結(jié)語

橋梁加寬設(shè)計(jì)，不僅要考慮新建橋梁部分本身，還要考慮對(duì)既有橋梁的利用、新建橋梁對(duì)既有橋梁的影響、橋梁拼寬后的整體性要求，以及對(duì)交通的影響等因素，所以橋梁拼寬設(shè)計(jì)有其特殊性和復(fù)雜性。應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際具體分析，在保證安全的前提下，科學(xué)論證，提出合理的拼寬設(shè)計(jì)方案。

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