路橋拓寬技術在公路市政化改造中的應用

周天璧 朱志勇

岳陽市公路橋梁基建總公司

1 引言

目前，隨著我國城市化進程的不斷加快，城市人口快速增長，私家車輛的數量顯著增多，現階段大多數城市的內部公路交通很難適應當下車輛通行對道路的要求。所以，公路部門需著眼于運輸工作要求，從公路工程的角度進行深入分析，有效拓寬公路寬度，大大增加車道通行數量，為人們出行提供便利，提升行車安全保障水平，有效保障我國公路交通建設高質量發展，更好地滿足人們的出行需求。

岳陽市又稱岳州，是湖南省轄地級市、省域副中心城市、第二大經濟體，也是一座有著悠久歷史文化的名城。近幾年來，岳陽市經濟發展迅猛，城市規模不斷擴大，很多市內公路由于當時設計的局限性已經不能適應現代社會交通發展的需要，因此對原有的城市道路進行市政化改造勢在必行。岳陽市公路橋梁基建總公司在承攬城市道路市政化改造過程中成功應用路橋拓寬技術，起到了非常好的施工改造效果。

2 公路市政化改造的關鍵點

為有效提高公路市政化改造工程的質量，岳陽市公路橋梁基建總公司在公路市政化改造中合理、科學運用路橋拓寬技術，不但有效保障了公路市政化改造工程項目的順利開展，還大大改善了路橋改造的效果。在實施公路市政化改造過程中，該公司從路橋拓寬和路橋拼接等關鍵環節入手，高度重視和關注公路市政化改造的關鍵點。

2.1 路橋拓寬

市政公路橋梁改造和拓寬工程主要包括兩種類型：第一種是對原有的路橋進行拓寬，也可稱其為擴建道路或擴充道路；第二種是新建。岳陽市公路橋梁基建總公司在前兩種道路擴寬施工的前提下又衍生出更為合理的不同擴建方式，還包括了不同的設計方案。新的設計方案不但包含在道路一旁增設一條新道路，還包含通過拼接、加寬等方式對道路兩側進行拓寬。在開展市政公路拓寬施工前，設計人員應從技術應用和管理等層面進行深入分析，在綜合權衡的基礎上做出施工決策。

在公路市政化改造施工過程中，技術人員首先要解決好拓寬中易出現的沉降問題。大多數市政道路建成并投入使用多年以后，在行車壓力和自身荷載的雙重作用之下，基本上已經完成了基礎的沉降量。而在原道路基礎上開展拓寬施工時，需要進行填方施工，外部重量會對新填入土壤造成嚴重影響，以至于使拓寬的路面出現非常明顯的沉降量，嚴重的還會導致側向變形等狀況，這一情況還可能會導致原有路基出現附加沉降。若新舊路基之間存在太大沉降差異，則原有路面和新路面之間會生成巨大的彎拉引力，最終導致新路面與原有路面銜接不良，造成路面分離或者路面裂縫等情況，若在夏季多雨季節進行公路市政化改造施工，雨水很有可能滲透到路堤中，從而對路面造成嚴重損壞，因此，公路市政化改造施工單位在路面拓寬過程中必須高度重視沉降帶來的一系列問題。

2.2 路橋拼接

在市政道路拓寬施工中，常存在橋梁和路面拼接的情況，在開展該項工作時，一般情況下會采取一些結構相同或者跨徑相同的方式，也就是分別在橋本身的兩側開展拓寬施工，即路橋拼接。在具體施工中，有很多種拼接施工的方式，如上下連接、上下不連接、上下互相連接等。橋梁的基礎通常是結合地質情況使用擴大基礎或樁基礎等形式，在擴建一些使用年限較長的老橋時應注意，這些老橋的結構通常比較大，且結構有一定特殊性，因此最好保持原有的結構狀態，在此基礎上進行加固和改造，對于老橋拓寬的部分，應盡量采取較為獨立的加寬分幅設計。針對一些存在嚴重病害的橋梁，則可采取拆除重建和加固改造兩種方案中的一種進行施工，在選擇施工方案過程中要盡量選擇經濟實惠的一種，然后再決定是否對橋梁進行拆除重建。

3 路橋拓寬技術在公路市政化改造中的應用

3.1 濕噴樁技術

以湖南省岳陽市公路橋梁基建總公司承建的某項目為例，對公路市政化改造中濕噴樁技術的具體應用進行詳細論述。在項目拓寬施工中，技術人員主要采取清淤換填的方法徹底清理軟土地基，并使用新型濕噴樁施工方法在拼接區域進行操作，有效處理了原有路面中的不良地基。這樣的施工方式大大提高了拓寬區域的整體承載水平，有效解決了新舊路基間產生沉降量的問題。對于道路拓寬路基施工而言，處理軟土路基具有某些特殊性，不能把沉降量當作主要的施工、設計以及控制的目標，應充分考慮道路新舊路基的控制層面，以確保舊路面與拓寬路面間整個的銜接度。

3.2 臺階施工

岳陽市公路橋梁基建總公司在實施市政道路工程擴寬的過程中，使用5%～8%的石灰材料作為道路拓寬施工的材料，利用石灰材料能有效提升整個路面的壓實程度，還能對原路面拼接環節實施臺階處理。在實際施工過程中，整個臺階設置的寬度要在1m以上，該種方式的設置能保證原有路面與臺階之間保持充分的銜接，確保新路面與舊路面構成一個整體，防止在后續使用過程中出現裂縫等情況。在對臺階進行施工的過程中，施工單位要結合臺階施工特點嚴格把控施工質量，根據工程施工有關規范嚴格要求，不可出現人為性的施工過程失誤，確保拓寬施工的質量。

3.3 路橋拼接施工

在岳陽市公路橋梁基建總公司承建的某項目中，整個工程的全長是50km，拓寬改造共牽涉到高粱結構10座，其中有2座橋梁工程規模較大。技術人員對改造工程進行了整體設計，該大橋的主橋梁運用的是變截面連續性箱梁，橋梁的寬度是15m，橋面中有1.5%施工坡度。要想對該大型橋梁實施有效地拼接和拓寬改造，首先要實施整個橋面的鋪設工作，并應結合橋梁的具體結構實施整體設計分析，把整個橋梁欄桿全部改換為防護欄，另外在原橋梁右側建設一個相同寬度的新橋梁，兩座橋梁之間的相互距離應保持在1m左右。

4 公路市政化改造拓寬工程實踐

4.1 工程背景

下面以合肥阜陽路改造拓寬工程為例，闡述一下路橋拓寬技術在公路市政化改造中的應用。合肥是一座全國有名的園林風景城市，近年來城市規模不斷擴大，機動車數量增長迅猛。合肥大部分修建于20世紀六七十年代的橋梁都不同程度地出現了損壞，橋面寬度和荷載設計都無法滿足不斷增長的交通量需要。合肥阜陽路位于榮事達路上，于20世紀的70年代修建完成，承擔著連接新舊城區交通的主干道作用，主跨是凈跨為50m的雙曲拱橋，矢跨與主跨之間的比例為8：1，矢高為6.25m。邊跨為凈跨為17.6m的肋板拱，矢跨比例是1：8，橋梁寬度是20m，長度是98m，其中，兩側人行道都是2.5m，機動車道的寬度是15m。設計橋梁的荷載是汽車-15級、掛車-80級。因為阜陽路橋是合肥主干道上，隨著城市發展進程的日益加快，交通壓力較大。目前該橋出現局部橋面損壞嚴重，縱梁、立柱、拱肋等受力構件也不同程度地出現了破損。另外，因為阜陽路橋實行非機動車、機動車混行，橋上交通非常混亂，尤其是上下班高峰期，有行人有車輛，交通堵塞時常發生，在安全方面存在很大隱患，所以，需要對阜陽路橋進行改造。改造阜陽路橋主要分為兩部分，即：舊橋的加固和新建拓寬橋梁。阜陽路橋經改造后，設計荷載為城市-A級，設定成機動車專用橋梁，雙向開辟6車道。在舊橋兩側都拓寬新增一座橋梁，設置橋寬12m，布置的橋面為0.5m護欄+4.0m機動車道+3.5m慢車道+4.0m人行道，新橋和舊橋之間的距離3m。

4.2 拓寬設計

一是橋梁拓寬的總體設計。因為新、舊橋梁之間的距離只有3.0m，舊橋使用的是箱肋拱橋和雙曲拱，所以，布置拓寬橋梁的橋跨時不能對老橋的存在不重視，另外，若完全使用與老橋一樣的結構形式同樣不可取，在反復對中承式、上承式、下承式拱橋、連續梁橋、斜拉橋以及V型剛構橋等橋梁造型進行論證的基礎上，兼顧美學的要求，建成后使新舊橋梁在視覺上能夠統一，相互協調，確定阜陽路橋最終使用變體V形剛構橋，跨徑組合是26m+52.2m+26m，采取與舊橋相同的跨徑布置，外部線性全部都擬合舊橋外觀的尺寸，即：主梁梁底線性和中跨斜腿都跟舊橋主橋懸鏈線型相擬合，主梁梁底線性和邊跨斜腿都跟舊橋邊跨圓弧線相擬合。橋梁的上部結構箱梁使用的是直腹板變截面雙室單箱預應力箱梁，單幅箱梁頂板的寬度是12.0m，頂板的厚度是0.3m，底板的厚度約為0.25m～0.3m，底板的寬度是8.0m，腹板的厚度是0.5m。中跨是擬合舊橋線形，邊跨箱梁的梁底線形更加圓弧變化，與舊橋相一致，跨中的梁高是1.0m。端部配重梁段的尺寸是2.0m×4.0m，邊跨端部的梁高是1.3m，箱梁使用C55號混凝土。橋梁的下部結構橋墩使用了直徑為1.8m的3根鉆孔灌注樁，根據嵌巖樁進行設計，最里邊的側樁基距舊橋基礎外側是5.0m，在新橋下部進行施工時保證不會對舊橋基礎安全造成不良影響。承臺使用的是C40號混凝土，樁基使用的是C30號混凝土。橋臺設計成輕型肋式橋臺，樁基設計成嵌巖樁。

二是主要參數。鋼絞線。預應力鋼絞線全部使用ASTMA416-92標準里的270級鋼絞線。混凝土。路橋的上部結構都使用的是C55混凝土，樁基礎使用的是C30水下混凝土，承臺使用的是C40混凝土。溫度荷載。根據有關公路橋涵設計的通用規范取用溫度基數，整體橋梁降溫、升溫都按照20℃進行考慮。邊跨配重材料。根據容重45kN/m3進行計算。在計算過程中對以下荷載組合進行充分考慮：第一種組合：汽車+恒載；第二種組合：汽車+恒載+升溫+人群；第三種組合：汽車+恒載+降溫+人群；第四種組合：掛車+恒載。

三是設計特點。V型連續剛構橋。著眼于城市未來發展的視角，展現城市現代發展氣息，增強視覺上的沖擊力。橋梁結構主體的景觀，體現了橋梁和橋墩整體的造型，橋梁結構下緣的曲線根據原來雙曲拱橋的曲線進行擬合，能夠將舊橋橋梁和新橋橋梁保持一致，自然美觀，橋梁中部挖空，造型通透有形，另外還能滿足水位升高過水的作用。由于擬合舊橋外形輪廓的需要，因此對結構受力性能導致不利影響，盡量通過有效措施彌補結構受力性能不足問題，因橋梁邊跨不長，只是中跨的0.498倍，在邊跨端部設計時添加了2.5m高的配重塊，中間填滿鐵砂混凝土，以防止由于邊跨太短造成的不平衡性。因為斜腿的根部高度過低，剛度太大，造成溫度變化等誘發二次內力不能釋放，可能會導致箱梁出現開裂，所以把承臺以下15m長度的樁基設計成自由樁基，可以有一定變形，以能很好地釋放結構的二次內力，以保證結構安全。

5 路橋拓寬技術在公路市政化改造中的應用總結

5.1 道路拓寬技術應用要點總結

一是在實施道路拓寬改造工程前，必須先全面掌握該道路的病害發生程度、發展狀態以及道路現狀，這是開展道路拓寬改造施工的前提。二是對可能影響道路拓寬的各種主要因素進行全面掌握，其中包括交通適應性、路網總體布局和規劃、周邊用地條件、建設投資費用、地質條件、路網管線布局、環境狀況等。三是選擇道路拓寬的方式不單單涉及技術方面的問題，還應從投資、管理、社會影響等多方面考慮道路拓寬方式，在權衡利弊的基礎上再做決策。四是要重點考慮道路拓寬工程中差異沉降的問題，并在設計中通過多種方式進行綜合防治。五是道路拓寬工程容易出現沉降差異的問題，因此在設計過程中應重點通過提高路基整體性和強度、提升地基承載力、設置排水系統以及設置分隔墻等多種措施來加以有效控制。路基還可以放行車載碾壓，讓其自然沉降。

5.2 橋梁拼接技術應用要點總結

一是深入開展實地調查活動，對原有橋梁的孔徑孔數、結構形式、通航規劃和現狀等進行調查，實地測量橋梁特征點標高、平縱面位置。盡量搜集老橋竣工時的資料，同時將現場測量的數據與竣工資料進行認真比對，準確定位老橋的幾何形狀。二是對老橋檢測結論進行認真分析，若橋梁需提高承載力，最好選擇工藝成熟、已推廣使用、經濟合理的加固技術，如貼鋼板、局部更換薄弱構件、貼碳纖維等。三是結合具體實際選擇拼接方式。若沉降差較小、地質條件較好，新橋舊橋可選擇上、下部結構均連接的方式；若新橋、舊橋的拼接在側分帶、中分帶，可選擇上、下部結構不連接的方式。通常情況下選擇下部不連接、上部連接的方式。

6 結束語

近幾年來我國經濟發展迅速，城市化建設加快，很多原有的城市道路已經無法很好地適應現代城市發展對于城市道路的要求。為更好地滿足社會發展和人們對于城市道路建設的要求，需要對城市原有的路橋進行拓寬改造。在開展路橋拓寬改造工程過程中，有關施工部門要認真研究新舊路面之間的銜接問題，使新舊路面地基保持相同的沉降量，避免出現路面滲水或者路面裂縫情況的出現，以提升市政道路整體工程的質量。