對(duì)城市橋梁拓寬設(shè)計(jì)的思考

魏汝海

摘 要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，促進(jìn)城市橋梁建設(shè)項(xiàng)目的增多。隨著車(chē)流量的增加，一些城市橋梁已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)有的交通量，出現(xiàn)了嚴(yán)重的擁堵，需要對(duì)其進(jìn)行拓寬處理。本文就城市橋梁拓寬設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：橋梁;拓寬;拼接

橋梁拓寬主要是指在既有橋梁的基礎(chǔ)上，通過(guò)新建、增設(shè)、拼接等方式，加大橋梁的寬度，達(dá)到提升通行能力的目的。橋梁拓寬既是經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)交通建設(shè)提出的實(shí)際要求，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)致交通建設(shè)必然出現(xiàn)的結(jié)果。

一、拓寬橋梁的主要原則

目前我國(guó)正在大力興建各類(lèi)現(xiàn)代化的城市基礎(chǔ)設(shè)施，城市道路當(dāng)然也在此之列。可在此期間，由于城市的發(fā)展和汽車(chē)保有量的增加，對(duì)道路通行能力的要求也越來(lái)越高，許多橋梁存在運(yùn)營(yíng)多年、承載能力低、寬度不足等問(wèn)題，急需改建拓寬，來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的交通需求。發(fā)展城市交通，讓人們的出行更加方便，解決交通擁堵，減少道路負(fù)荷，加大使用率具有其現(xiàn)實(shí)意義，而相對(duì)應(yīng)的橋梁改建拓寬設(shè)計(jì)也成為了大家不得不重視的事情。在確定橋梁拓寬之前，我們需要對(duì)舊橋梁進(jìn)行檢測(cè)、勘測(cè)及分析，在掌握舊橋基礎(chǔ)資料后，再進(jìn)行橋梁拓寬設(shè)計(jì)。橋梁拓寬首先要滿足以下幾個(gè)原則：①堅(jiān)持橋梁拓寬是解決舊橋?qū)挾炔蛔愕淖詈梅绞降脑瓌t，避免大規(guī)模拆除新建而造成投資浪費(fèi);②城市橋梁拓寬方案應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇，不能生搬硬套;③合理確定新舊橋梁之間的銜接方式;④重視新舊橋梁間銜接部位的承載能力。

二、橋梁橫向拓寬設(shè)計(jì)的一般要求

（1）早期已建道路交通壓力較大，尤其是部分城市交通密集區(qū)域，既有橋梁往往病害較多，其承載能力不一定能滿足實(shí)際使用需求，但如經(jīng)技術(shù)狀況評(píng)定能維持正常使用功能時(shí)，方可考慮對(duì)橋梁維護(hù)加強(qiáng)后進(jìn)行擴(kuò)建拓寬。（2）城市橋梁進(jìn)行擴(kuò)建拓寬時(shí)，應(yīng)綜合考慮既有橋梁周邊環(huán)境條件、地下管線、交通需求等多方面制約因素，提出適合的拓寬方案，并進(jìn)行多方面比較分析。（3）新舊橋梁跨徑布置及上、下部結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量統(tǒng)一，下部墩臺(tái)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量與既有橋梁墩臺(tái)外形保持一致，基礎(chǔ)形式應(yīng)綜合考慮施工空間及施工過(guò)程中可能對(duì)原橋產(chǎn)生的影響，以長(zhǎng)春市為例：長(zhǎng)春地區(qū)屬平原地區(qū)，地勢(shì)平坦，多為粉質(zhì)粘土地基，既有道路市政管線排管較多，情況較為復(fù)雜，且部分道路周邊建筑集中，因此大部分拓寬橋梁基礎(chǔ)應(yīng)盡可能的采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。（4）因大多既有橋梁已運(yùn)營(yíng)多年，橋梁拓寬拼接時(shí)，新舊混凝土的收縮徐變作用存在差異，會(huì)導(dǎo)致連接斷面產(chǎn)生因收縮徐變引起的附加內(nèi)力;同時(shí)，既有橋梁沉降已基本完全，新舊橋梁基礎(chǔ)存在沉降差，同樣會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致連接斷面位置產(chǎn)生裂縫，降低截面的承載能力。因此設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)忽視新舊混凝土收縮徐變的差異，并控制好新、舊橋梁基礎(chǔ)的不均勻沉降。（5）近年來(lái)多部主要橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范均已更新，如《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》現(xiàn)行版本分別為（CJJ 11-2011）和（JTG D60-2015），其中車(chē)道荷載取值較以往規(guī)范有一定的增加。

三、橋梁拓寬設(shè)計(jì)的常用方法

（一）增設(shè)鋼筋混凝土懸臂挑梁

該方法是通過(guò)懸臂挑梁將兩側(cè)人行道懸挑至橋外，借此增加車(chē)行道寬度。這是所有拓寬方法中較切實(shí)可行而又方便簡(jiǎn)潔的辦法。同時(shí)，它還能夠同其他橋梁拓寬方式同時(shí)施行。當(dāng)舊橋檢測(cè)和勘測(cè)檢查結(jié)果能夠符合城市橋梁拓寬要求的時(shí)候，就可以使用這種方法來(lái)進(jìn)行橋梁拓寬，進(jìn)而使整個(gè)道路拓寬，提高道路交通通行能力和使用效率，減輕道路通行壓力。需要注意的是，這種辦法的適用范圍較窄，該方法需要中斷交通，在交通壓力較大或不能中斷交通的橋梁上不宜采用。但是它也有優(yōu)勢(shì)，其中最為鮮明的優(yōu)勢(shì)是拓寬工程量小、施工工期短。同時(shí)采用這種辦法還可以節(jié)約工程投資，避免大拆大建帶來(lái)的投資浪費(fèi)，把節(jié)約下來(lái)的資金用在其他道路養(yǎng)護(hù)維修上，提升道路的整體質(zhì)量。因此，在投資受限的情況下，從建設(shè)管理角度來(lái)說(shuō)其應(yīng)用面又較為寬泛。

（二）單邊、雙邊新建橋梁

單邊或雙邊新建橋梁是城市橋梁拓寬的一種方法，在舊橋無(wú)法滿足交通需求時(shí)，需要通過(guò)增加橋梁寬度提升舊橋的通行能力。如果舊橋的交通功能不能中斷，就無(wú)法對(duì)舊橋直接進(jìn)行拓寬施工，此時(shí)，就可以采取單邊或雙邊新建橋梁的方式，在舊橋的一側(cè)或兩側(cè)新建橋梁，以此緩解舊橋的交通壓力，提升道路的通行能力。單邊或雙邊新建橋梁是在舊橋交通不能受阻的情況下進(jìn)行的，不會(huì)和舊橋產(chǎn)生接縫。單邊或雙邊的拓寬形式需要根據(jù)拓寬功能、斷面形式和建設(shè)條件等進(jìn)行合理選擇。

（三）上、下部結(jié)構(gòu)均連接

新老橋上部結(jié)構(gòu)通過(guò)鉸接、澆筑濕接縫等方式予以連接，下部結(jié)構(gòu)則為剛性連接。該拓寬方法橋梁外觀協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)整體性好、路橋銜接順暢、行車(chē)適宜性好。但該方法也受新舊結(jié)構(gòu)不均勻沉降影響較大，受力不明確，連接的技術(shù)難度較大。如新老結(jié)構(gòu)不均勻沉降控制不好，則易導(dǎo)致下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，嚴(yán)重時(shí)，可能出現(xiàn)裂縫、結(jié)構(gòu)脫離等病害。一般多用于地質(zhì)條件較好，不均勻沉降發(fā)生不明顯的地區(qū)。該方法一般主要應(yīng)用在拓寬寬度較窄，拓寬部分獨(dú)立受力存在困難，不得不與原結(jié)構(gòu)連接形成共同受力的整體的情況。由于拓寬部分橋梁基礎(chǔ)沉降往往大于舊橋基礎(chǔ)沉降，會(huì)產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，導(dǎo)致新舊橋梁在連接部位往往產(chǎn)生過(guò)大的變形，因此必須采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)措施：①不管是上部結(jié)構(gòu)還是下部結(jié)構(gòu)，拓寬橋梁的跨徑、梁板形式、下部結(jié)構(gòu)形式、高度等都必須與老橋保持完全一致，以便于新舊橋梁有效連接;②拓寬部分橋梁的基礎(chǔ)應(yīng)該比老橋基礎(chǔ)更加強(qiáng)大，以便減少沉降量，盡量減小對(duì)老橋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加內(nèi)力。

四、城市橋梁拓寬設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用

（一）設(shè)計(jì)要求。某城市橋梁需要進(jìn)行改擴(kuò)建。經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)查和測(cè)量，舊橋?yàn)?x20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為樁柱式墩臺(tái)、樁基礎(chǔ)，橋長(zhǎng)66m，橋?qū)?8m，含兩側(cè)人行道各懸出0.25m。道路為單側(cè)加寬，加寬后道路寬度為24m，擴(kuò)建后橋梁與道路同寬。需要單側(cè)拆除舊橋懸出人行道0.25m，再在舊橋單側(cè)拓寬6.25m。根據(jù)以上實(shí)際情況，需要在保證原橋安全運(yùn)營(yíng)的情況下，對(duì)舊橋進(jìn)行部分拆除后拓寬。（二）接縫處理方法。①為保證橋面安全，新舊橋之間空心板接縫不大于30cm為宜。舊橋邊板懸臂25cm，將加寬側(cè)邊板懸臂混凝土鑿除，保留鋼筋，與拓寬部分空心板預(yù)留鋼筋焊接連接，再澆筑接縫混凝土。②接縫澆筑施工時(shí)，應(yīng)該選用具有早強(qiáng)快硬、低收縮、微膨脹性能的混凝土，以確保工程質(zhì)量。（三）接縫施工時(shí)間的選擇。接縫施工應(yīng)選擇合適的時(shí)間進(jìn)行。在拓寬部分施工完成后立即進(jìn)行接縫施工，會(huì)因?yàn)榛炷列熳兒托聵虺两担涌p將產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，造成接縫局部破壞，承載能力降低。由于新舊橋不均勻沉降和混凝土收縮徐變的速度不一致，混凝土收縮徐變穩(wěn)定的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于不均勻沉降穩(wěn)定的時(shí)間。因此，權(quán)衡二者的變化規(guī)律，進(jìn)行接縫施工的最好時(shí)間就是新橋完工后3～6個(gè)月。在條件允許的情況下，應(yīng)該盡量選擇新橋混凝土收縮徐變完成70%之后再進(jìn)行。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，眾多城市橋梁已無(wú)法滿足使用需求，亟需進(jìn)行改擴(kuò)建改造，同時(shí)，為保證橋梁改擴(kuò)建安全合理，設(shè)計(jì)需針對(duì)各類(lèi)建設(shè)條件，因地制宜，采用恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案以滿足工程需要。國(guó)內(nèi)橋梁拓寬設(shè)計(jì)發(fā)展已逐漸成熟，橋梁改擴(kuò)建拓寬技術(shù)也更為多樣，但仍需各設(shè)計(jì)人員不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，研究和設(shè)計(jì)出更為成熟適用的拓寬技術(shù)，為我國(guó)橋梁事業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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