橋梁拓寬改建設計方案探討

羅超

【摘 要】我國改革開放后經濟飛速發展，現代化和城市化進程不斷加快，國民生活水平得到快速提高，汽車保有量不斷增加，早期建設的道路和橋梁已經不能滿足日益增大的交通壓力。文章分析了橋梁拓寬現狀，介紹了橋梁拓寬的橫向連接方式及拓寬改建相關規范，在此基礎上對橋梁拓寬改建種類及方式進行深入探析，提出橋梁拓寬改建的具體措施，希望對橋梁拓寬改建設計方面提供一定的幫助。

【關鍵詞】橋梁拓寬;橋梁改建;工程設計

1 目前我國交通及橋梁拓寬改建現狀

1.1 我國目前交通現狀

改革開放40多年來，國民的生活發生了翻天覆地的改變，伴隨著經濟的發展，越來越多的汽車開始進入普通民眾家中，道路交通面臨的壓力越來越大，國家緊隨發展潮流建設了相應的道路和橋梁等現代化交通。很多舊有的投入的公路和橋梁已經“服役”多年，逐漸不能滿足因經濟發展對道路交通提出的要求，許多問題開始凸現，例如隨著車流量的增加，路網不暢、設施不足、交通擁堵等問題越來越突出。原有道路建設時代久遠及交通量增加，已經成為交通發展的瓶頸，從長遠來看，不利于經濟的可持續發展。

1.2 橋梁拓寬改建現狀

我國人口眾多，人口密集程度高，為了滿足經濟的發展，我國道路和橋梁建設縱橫交錯，十分繁雜。不同區域的地理位置和人口密集程度對道路和橋梁的使用功能需求也不盡相同，同時考慮到對自然環境和區域文化特點的保護，為了提升通行效率，緩解道路交通壓力，按照區域的發展需求和未來的發展規劃，對區域原有的橋梁和道路進行拓寬，不僅能夠解決目前的道路交通壓力問題，而且是最便捷、最環保且能夠最大限度地確保原有道路網正常運行的有效措施。

2 橋梁拓寬的種類及橫向連接方式

2.1 橋梁拓寬改建種類分析

結合當前道路發展形勢來看，當前橋梁拓寬主要分為3類。

2.1.1 橋梁寬度與承載力均不能滿足使用

隨著經濟的發展，原有橋梁已經不能滿足當下車流量的使用情況，寬度遠遠達不到目前使用要求，部分道路使用年限長且年久失修，出現承載力不足等安全隱患。對于這種問題橋梁，改建的方案不再是將原有橋梁進行拓寬，而是移位建設新橋或原位拆除重建。在移位新建橋梁修建過程中，交通壓力仍由舊橋承擔，待新橋修成后將交通引入新建橋梁中并拆除舊橋。在原位拆除重建橋梁修建過程中，施工前先做好臨時保通的便橋或便道加便涵，待新橋修成后恢復道路交通。

2.1.2 僅橋梁寬度不能滿足使用

這種類型的橋梁的承載力和結構安全仍能夠滿足現行規范的要求，只是因為車流量的增加和橋面寬度不夠造成交通擁堵的問題，這種橋梁工程只需要對原有橋面的寬度進行拓寬或改造。橋面拓寬可以從單側或兩側對橋梁進行拓寬改建，即最大限度地保持原有的橋梁結構，在舊橋的一側或兩側建新橋，建成之后新橋和舊橋一同承擔交通運輸壓力，并且新橋與舊橋之間結構獨立、互不影響。

2.1.3 目前能夠滿足使用但納入拓寬計劃

這一類的橋梁主要是能夠滿足目前的使用要求，但隨著城市發展和規劃，將在未來某一時間節點內達到交通飽和，相關部門為了預防時間節點到來引起不必要的交通擁堵所進行的對未來的規劃行為。新橋與舊橋連接緊密，通常在新橋建設完成后，在新橋和舊橋的橋面鋪裝層連續攤鋪，兩者間共同受力、共同作用。同時，為了橋面行車的安全和舒適，要求新橋和舊橋在運行過程中保持形變一致。

2.2 橋梁的橫向連接方式

2.2.1 橋梁上、下部結構均連接

橋梁拓寬工程需要考慮大量的外界因素，同時為了使新建拓寬橋梁的部分能與原有的部分成為一個完整的整體，工程上目前經常采用澆注濕接縫、橫向通過植筋等方案將原有橋梁和新建拓寬部分橋梁的上部結構連接起來，采用同樣的方法將橋梁下部結構橋墩等部位用混凝土進行灌澆[1]，使新舊橋梁連成一個整體。目前，很多道路橋梁在擴建中采取這種新老橋梁上、下構均連接的方案。此方案的優勢在于：新建結構與原橋形成一個緊密的整體，運行的效果較好;連成一個整體后，整體受力，增強整體抗彎抗折性能。劣勢在于：此方案的基礎利用原有橋梁的基礎，拓寬部分依附于原有橋梁下部結構，投入使用后可能會使連接處出現裂縫，隨著投入使用時間的延長，裂縫還將繼續擴大，不僅影響美觀，還會導致安全隱患及橋體的承載力下降，后期的維修養護工作也很難開展。

2.2.2 橋梁上、下部結構均不連接

橋梁拓寬改建方案對工程施工進度有直接的影響。通過在拓寬部分設置沉降縫，使新老橋梁上、下各部分均不存在連接，在下部結構連接處用瀝青麻絮填充，上部結構連接處設置伸縮縫;不僅使拓寬部分與原有橋梁單獨受力，避免相互干擾，還能降低施工難度及縮減工期。此方案具有不用考慮橫向連接處技術問題、施工方案簡單等優點，但存在經投入使用后在車流通行及各種不利因素的影響下導致裂縫出現等問題，不僅影響橋面的美觀，還對橋面行駛車輛的安全帶來一定的隱患。

2.2.3 橋梁上部結構連接下部結構不連接

根據目前橋梁工程施工技術，新舊橋梁的橫向連接方式還可采取單獨將上部結構連接的方式，該方式僅將橋梁上部結構連接，新舊橋梁內力間沒有影響，橋梁上部結構對下部結構產生內力的影響可忽略。但是連接部分材料的使用的差異將產生額外內力，同時基礎沉降也使連接部位內力增大。對于這種方式帶來的弊端，通常需通過增強地基強度及增加基樁長度或直徑等方式減少基礎沉降量，同時拓寬部分材料的選擇應與舊橋材料盡可能地保持一致，在工程實施時還要對舊橋梁進行加固處理（如圖1所示）。

3 橋梁拓寬改建的基本方式及規范

3.1 現有橋梁拓寬的基本方式

3.1.1 從單側對橋梁進行拓寬改造

對橋梁的拓寬改建，應結合原有道路實際情況，當原有道路是從單側進行拓寬改建時，原有橋梁的改建可考慮從單側對其進行拓寬，這種做法的優點是舊橋的結構基本不變，施工時不影響交通的正常運行，能緩解施工時的交通壓力。新橋建成后原有的橋梁仍能夠正常運行，承擔部分交通壓力，同時新橋與舊橋的結構是相互獨立的，互不影響。

3.1.2 從兩側對橋梁進行拓寬改造

當原有道路提級改造是由兩側進行對稱拓寬時，相應的對橋梁的拓寬也應從兩側進行。從兩側對橋梁進行拓寬改建的主要形式是在原有橋梁的基礎上，通過在兩側增設大邊梁和獨立邊梁兩種方式拓寬橋梁。采用在其兩側增加獨立邊梁的方式拓寬橋梁[2]，新增的部分通常被應用于人行道。采用增設大邊梁的方式對原有的橋梁進行拓寬時，應加固原有橋梁下部結構以提高舊橋的承載能力，使其能夠持久安全地繼續服務于社會，更利于對資源的節約和環境的保護。

3.2 規范橋梁拓寬改建

3.2.1 完善橋面連接問題

為了適應時代的發展，解決原有橋梁寬度不足的問題，橋梁的拓寬改建是目前行之有效的方法，但是在處理舊橋和新橋的橋面與兩者構造關系方面應謹慎，尤其需要將新橋和舊橋的橋面連接成一個整體，同時要處理好其橋面的連接問題。

3.2.2 完善新增整體結構的設計

通常，需要拓寬改建的橋梁已投入使用多年，橋梁的整體結構在日常溫度、濕度的變化及對橋面的承載力和自身的重力作用下，橋梁混凝土結構的徐變大致已完成[3]，這就要求施工團隊在對新增橋梁的混凝土結構的收縮徐變和重量等數據進行充分的收集和計算，提出詳細的解決方案，避免新舊橋梁混凝土結構連接處出現縫隙。

3.2.3 完善新增獨立結構的設計

當舊橋拓寬設計是從單邊新建橋梁拓寬時，將原有橋梁和新建橋梁各自作為一個獨立的結構，兩橋之間結構相互獨立、互不干涉，兩橋面之間不存在橋面連接的問題。對于這種橋梁拓寬方式，可以不考慮兩座橋梁之間的相互作用，在設計方案時，可以將拓寬部分按照新橋梁進行獨立設計，按照獨立橋梁結構進行施工。設計方案時應慎重考慮新橋施工對舊橋結構的影響，同時新橋施工時應做好詳細的施工組織設計，避免給舊橋結構造成影響。

4 橋梁拓寬改建的具體措施

4.1 增加鋼筋混凝土懸臂挑梁

該方法可以結合其他橋梁的加固方法一同使用。當橋梁的各部分結構完整如橋墩等結構完整、能夠滿足橋梁的拓寬甚至提升荷載能力的要求時，對于從雙側拓寬的拱形橋和梁式橋，先將原有橋梁的承重結構進行加固和提載后將原橋梁的人行道和橋面的鋪裝層進行拆除，通過增加人、車行道的懸臂梁，重新對橋面澆灌高標號的鋼筋混凝土，重新安裝欄桿和人行道，達到拓寬橋梁、減少整體拓寬工程量的目的。

4.2 增加邊梁或邊拱肋的拓寬方法

為了達到拓寬橋面的目的，部分靠近城鎮有人行道的橋梁，可拆除人行道和欄桿后在一側或兩側增設邊梁或邊拱肋[4]，若采取這種方法需要預先測量橋墩的寬度能否達到增設新梁或肋的寬度，若不夠應先拓寬橋墩的寬度，該方法新增的結構不承受原來橋梁主梁帶來的剪應力，橫向荷載的分配較小，只受到自身重量、所添置人行道及在人行道上行人的荷載。

4.3 增加拱肋或主梁的拓寬方法

當舊橋的承載能力不足時，橋梁需要先提高自身的承載能力，然后再將橋面拓寬，可以采用增加主梁或拱肋的形式提高橋梁的承載能力和拓寬橋面。本方法的特殊之處在于新添置的拱肋或主梁的強度要比原有橋梁更大，所以投入使用后通過分配更多的荷載使原橋梁結構分擔較少的荷載，起到提高承載能力的作用。這種拓寬方法需要同時對墩臺等原有結構進行加寬，所以施工難度較大、時間較長。

4.4 橋墩橋臺拓寬改建的基本原則

橋墩橋臺的拓寬是將原有墩臺的基礎結構上對其上半部分進行加寬，使其達到橋面拓寬工程所需的寬度，要求改建后的墩臺結構與原墩臺結構是一致的。對橋墩下部施工難度較大，地質通常較為柔軟且存在水下施工和新老地基在不均勻沉陷等問題，因此墩臺拓寬堅持在原基礎結構大致不變的情況下對其上部分進行加寬的基礎原則。實踐證明，這一原則對柱式墩臺基礎拓寬不大的橋梁有良好的效果。

5 結語

本文通過分析我國交通現狀及橋梁拓寬改建現狀，了解到經濟發展對交通帶來的巨大壓力及橋梁拓寬改建工程實施的必要性。通過對橋梁拓寬種類的分析，根據橋梁承載力和寬度等實際情況，施工人員可以采取相應的拓寬方案。通過對橋梁橫向連接方式的介紹，對橋梁拓寬改建方案有了具體認識，提出了增設鋼筋混凝土懸臂挑梁、增設邊梁或邊拱肋、增加拱肋或主梁3種具體的拓寬方法。

參 考 文 獻

[1]閔詩磊.城市橋梁拼接改造設計要點[J].城市道橋與防洪，2017（6）：140-142，19.

[2]孫寧，高鵬，康健.高速公路改擴建項目既有空心板橋的拼寬計算分析[J].中外公路，2019，39（5）：111-114.

[3]吳文清，唐章翔，張慧，等.混凝土連續箱梁橋拼接拓寬后箱梁頂板病害分析[J].中國公路學報，2018，31（5）：63-73.

[4]黃藺謙.某深基坑工程土方開挖及支護技術分析[J].四川水泥，2019（1）：162.