市政橋梁拼寬加固施工分析

黃燦，劉宇，張路，陳松

（重慶市市政設計研究院有限公司，重慶400020）

1 引言

橋梁在城市交通中占據重要地位。目前，隨著車輛數目的不斷增長，既往市政橋梁運輸、承載能力已漸漸無法適應當下的發展需求，為了充分保證經濟發展的可持續性，需對部分市政橋梁工程進行拼寬加固。拼寬加固是指在原有橋梁結構基礎上，通過拓寬橋梁寬度、面積，以達到提高交通承載能力及運輸效率目的。但在實際拼寬加固施工過程中，為有效保證改建橋梁順利投入使用，需對其具體施工工藝進行優化、完善。據此，論文對市政橋梁拼寬加固的設計核心思路進行了深入分析。

2 橋梁拼寬加固的原則及要求

拼寬加固是優化橋梁設計、提高橋梁承載能力的重要工程。從制度、從業資格方面，市政橋梁都與公路橋梁存在明顯差異，即便在同樣的人工、材料、預算下，二者的工程造價也會存在明顯不同。對市政橋梁進行拼寬加固應遵循以下原則和基本要求：

1）確保施工安全。在所有施工項目中，保證施工安全都是相關部門及工作人員需要重點關注的環節。橋梁的使用性能及使用壽命會受到外界多種因素影響，當溫度存在較大變化，且地基結構不均勻或遭受腐蝕、沉降、振動時，橋梁的使用情況均會受到一定影響。除此之外，若橋梁交通流量較大，橋面行駛車輛嚴重超載、超重時，對橋梁進行加寬施工也會存在一定安全隱患。為有效保證橋梁拼寬加固的施工安全，需對以上因素建立相應的應急機制，在保證上述隱患徹底清除的情況下開展施工，可在一定程度上提高施工質量及效率。但拼寬加固的目的在于緩解交通壓力，提高橋梁承載能力，因此，為了避免影響橋面車輛通行，造成交通堵塞，在對市政橋梁進行拼寬加固施工時可采取半封閉方法進行。

2）避免損壞或更換橋梁原有結構。橋梁是市政建設的重要工程，其建成所耗費的人力、物力、財力資源均較大，拼寬加固是為了進一步提高橋梁的使用率，若在施工過程中發現橋梁原有結構已發生損害或存在缺陷時不應繼續施工[1]?？裳垖I檢測結構對橋梁整體狀況進行綜合評估，并結合檢測結果與相關單位及部門進行協商，制訂科學、合理的應對方案后再繼續施工。在加固原有橋梁結構的同時避免對橋梁造成新的損傷，是施工單位所需遵循的重要施工原則。

3）制訂系統、全面的加固施工方案。施工方案作為施工隊伍在實際作業過程中的重要參考標準，對約束施工人員行為、保障施工效果及施工質量均有著重要作用。因此，相關單位在承建市政橋梁拼寬加固工程時，在開始施工前應制訂系統、全面的施工方案。方案中應包含橋梁病損狀況、使用情況、性能作用、交通狀況、承載能力、加固參數、施工具體流程、關鍵技術、影響因素等多個方面，且不應局限于某一方案，可同時制訂多個方案，相關負責人在充分考慮各種因素后，選擇最佳方案，指定相應施工單位開展作業。

4）保證新舊結構的一致性。為確保加固結構不會對原有橋梁結構造成影響，在實際施工過程中，需注意保證拼寬加固結構與原有結構的一致性。這里所說的一致性不僅僅是橋面平整度的一致，新舊結構間的跨度、空心板、主梁、剛度等均應保持一致，這對優化橋梁的整體受力情況及延長橋梁使用壽命有重要意義。同時，觀察加固后橋梁的混凝土結構是否存在脫落、裂縫等也是衡量加固結構是否合理的重要指標。

5）結合橋梁實際使用情況施工。檢測橋梁原有承載性能、通行能力是保障拼寬加固順利實施的有效措施。為保證檢測結果的精確度，可通過數據分析、計算等方法，將加固材料的性能指標及加固方法的可操作性指標進行相應評估。在選擇具體施工工藝及設備時，也應充分考慮現場施工環境及條件，才能確保施工的可行性。

6）嚴格依照統一的施工流程及步驟進行施工。卸載、加載、協同受力均是橋梁拼寬加固的重要環節，但在實際施工過程中，橋梁的結構受力模式、荷載能力及作用點均可能出現一定變化，為避免出現其他施工意外，破壞橋梁結構，增加施工作業負擔，在施工過程中需嚴格按照制定好的工藝流程進行施工。

3 橋梁拼寬加固的常用方法及技術要點

3.1 常用的橋梁拼寬加固方法

1）懸臂挑梁加固。針對部分原有結構保存完好、承載能力較好的市政橋梁進行拼寬加固時，大多施工單位會選擇此加固方法。在對懸臂挑梁進行加固處理時，需對原有橋梁的鋼筋混凝土承重結構進行改建，通過對橋梁進行橫向調整后，即可滿足提高橋梁橫向系數的作業要求，而通過鋼板粘貼進行加固對提高橋梁整體荷載能力也具有積極作用。此外，為了確保后期橋梁投入使用后的安全性及穩定性，完成拼寬加固后也需在橋梁的人行道及行車道側分別增設懸臂梁，將原有護欄拆除后重新澆筑。此加固方法適用于各類拱形和梁式橋，拼寬加固雙側時無須另外拓寬橋墩，這對減少施工隊伍作業量、提高施工效率均有重要意義，且雙側加寬后可以在很大程度上緩解原有橋梁交通及運輸壓力[2]。

2）增設邊梁、加固主梁。采用此方法進行拼寬加固前，需要將橋梁原有結構雙側的護欄及人行道拆除，其實際是通過增設邊梁與主梁進行鉸接來實現增寬橋面寬度的目的。增設的邊梁結構可在一定程度上緩解原有橋梁的承載壓力，但不會對其本身的橫向承載力及主體剪切力造成影響。但需要注意的是，增設邊梁要求原有橋梁結構具備足夠的橋墩頂寬度，否則在實際施工過程中需要另外拓寬橋梁上端的蓋梁結構。此加固方法并不適用于所有橋梁類型，因此，對面臨橋墩頂寬度不足但必須進行拼寬加固的橋梁來說，應用此方法無疑會增加作業負擔，且經拓寬蓋梁后的橋梁荷載能力具有一定的局限性。

3）新建單邊橋梁。橋梁具有一定的使用期限，隨著使用年限增長，城市中部分市政橋梁就會出現結構老化、橋面破損現象，為充分適應目前城市經濟、交通不斷發展下的新需求，對部分老舊市政橋梁進行拼寬加固是必然趨勢。橋梁工程耗時長、成本較高，如果直接將原有橋梁拆除再另行修建新的橋梁工程無疑會嚴重增加投資成本，且將原有橋梁拆除后，交通往來也必將受到嚴重影響。在保證原有交通運營條件的情況下，對橋梁承載力、使用性能進行優化，可采用新建單邊橋梁的方法。但在應用此方法進行拼寬加固時，施工單位會面臨如何最大程度上保證新舊橋梁結構良好銜接的作業難題。這要求施工單位在新建單邊橋梁時，確保新舊橋梁結構間跨度、空心板、主梁、剛度等參數的一致性。同時，進行單邊橋梁新建時，施工隊伍需要綜合考慮較多外界因素，工程成本相對較高，因此，若非必要情況，一般都不會選用此方法進行橋梁拼寬加固。

3.2 施工中的技術難點

1）接縫連接處理。由于舊橋梁與新建加固橋梁的沉降、結構參數存在較大差異，因此，在對橋梁進行拼寬加固時，需對寬度的具體數據進行嚴格設計和計算，并結合數據制訂相應施工方案。橋梁施工中的接縫連接是整個工程中的技術難點之一。目前，大多數施工單位會選擇濕接頭對接縫進行連接。采用焊接鋼管處理原有橋梁連接處，鉸接橋梁拓寬部分，采用預制板代替原有橋梁板，同時預留50 cm 寬縫隙將混凝土埋入，以實現新舊橋梁的連接。經濕接縫處理后，新舊結構間性能一致，穩定性較強。

2）橫隔板連接處理。為保證新舊橋梁結構間的應力一致，需在新建結構與舊有結構的空心板節點處進行拓寬，分別在高2 m 及4 m 處在新舊結構間的防滲漏區域放置橫隔板進行連接。

3）舊橋維護措施。在對橋梁進行拼寬加固后，在其應用過程中可能會出現空心板厚度不夠、擋土墻前傾、空心板表面碳化、開裂等問題。為有效避免以上問題發生，在進行橋梁拼寬加固時，可對舊橋部分進行有效維護，具體措施包括：（1）對使用年限較長的橋梁進行施工作業時，可通過橋面重新鋪設來增強橋梁使用性能；（2）若加固過程中發現舊橋結構中存在空心鋼筋混凝土也需進行相應的維護處理。需要注意的是，在對老舊橋面進行重新鋪設時，要將損壞部分徹底清除，對于原有結構較為薄弱的部分也可以通過增加鋼筋的方式來改善其承載性能。做好必要的維護和加固處理是有效避免沉降差異過大的重要措施[3]。

4 常用拼接方法

4.1 上下部結構連接

通過橫向植筋的方式將橋梁上下部結構直接連接起來，并采用混凝土進行統一澆筑，可使拼寬加固部分與原有橋梁形成一個整體。此方法適用于舊橋性能較好時的懸臂挑梁加固，此類加固結構剛度較大，直接連接也不會出現明顯的形狀改變，但采用此方法拼接時需保證橋梁所在地基足夠穩定。同時，在進行上下部結構連接時，應盡量避開汛期，避免施工工程過程中河水反復沖刷導致結構穩定性及整體工程質量受到影響。

4.2 僅連接上部結構

對于新舊結構撓度、跨度差異較小的橋來說，在進行橋面鋪裝時經縱向鋪設鋼筋，亦可充分保證橋面的平整，即便施工橋梁的新建部分為梁式橋、原有部分為拱形橋，采用此連接方法也不會對橋梁下部結構造成影響。且與其他連接方式相比，此拼接方法對下部結構所產生的附加內力較小，橋梁連接面的結構幾乎不會被破壞，但其上部結構的內力仍較大，因此，采用此拼接方法進行橋梁加固時，需要嚴格做好橋梁地基的維護工作，這對降低后續橋梁沉降有著重要意義[4]。

4.3 上下部結構分離

在新舊橋梁結構間增設一條隔離帶，即可實現二者相互分離且互不影響的效果。此方法適用于需要增設車道的橋梁拼接，可在一定程度上緩解橋梁交通壓力，但此拼接方法實質上并不能提高橋梁的整體承載能力。且需注意的是，經此方法拼接后，新舊橋梁結構間的基礎沉降可能存在一定差異，長此以往，一旦連接處出現裂縫，對橋梁行車安全及整體穩定性均會造成一定影響[5]。對于使用期限較短的市政橋梁可選用此拼接方法，但其對于絕大部分工程項目來說，此方法仍存在一定局限性。

5 結語

拼寬加固是提高橋梁承載能力、緩解交通運輸壓力的重要工程，對于存在特殊要求的市政橋梁工程來說，也是促進交通發展的重要措施。本文從施工要求、施工技術關鍵、施工難度、具體施工方法等方面對市政橋梁拼寬加固的核心思路進行了詳細闡述，以期為各市政橋梁改建工程提供一定的參考。