空心板桥梁拓宽技术研究

空心板桥梁拓宽技术研究

徐芳

徐芳（河北省唐山市古冶区城建局，河北唐山063000）

摘要：本文介绍了国内外高速公路桥梁拓宽技术现状，结合工程实例对各种拼接方法优缺点进行了总结，对拓宽桥梁通行能力进行分析，研究结果为类似桥梁的设计和施工提供参考。

关键词：桥梁拓宽，拓宽方案，拼接

中图分类号：U445.47文献标识码：A文章编号：1673-0992（2010）07A-0123-01

随着我国经济建设的飞速发展和国家对基础设施建设的大力投资，我国公路建设事业有了长足发展。本文以某高速公路一座预应力空心板梁桥的拓宽方式进行研究，对桥梁加宽设计中关心的一些问题进行分析。

1空心板拓宽方法分析

根据大量实践工程可知，旧桥拓宽方法主要有单侧加宽和双侧加宽两种。单侧加宽是平行原桥另建一座新的桥跨结构，以提高原有桥梁通行能力和承载能力的方法，双侧加宽是在老桥两侧同时进行桥面拓宽，以提高原有桥梁的荷载等级和使用性能的方法，双侧加宽的形式主要有增设独立边梁作为人行道，以及增设大边梁来拓宽旧桥桥面和提高旧桥承载力。

1.1横向连接方式

按照上、下部结构和基础的连接状态，可分三种连接方式：

1.1.1上部连接、下部结构不连接

将拓宽桥梁的上部结构与原桥对应部位横向通过植筋、浇注湿接缝等方式连接起来，桥梁下部结构的桥墩、桥台帽梁及系梁不施行连接。该方法的优点是：加宽桥与原桥上部形成整体，而下部各自受力，上部结构连接对下部结构产生的内力影响很小。但是新桥与原桥的上部材料的变形（如混凝土收缩、徐变等）不一致，加宽桥基础沉降大于原桥基础沉降，由此产生的附加内力不可能完全被克服，还是对结构有一定的影响的。

1.1.2新旧桥梁的上、下部均连接

拓宽部分主梁的上部结构与原桥主梁对应部位横向通过植筋、浇注湿接缝等方式连接起来，原桥下部结构的桥墩、桥台帽梁及系梁也通过植筋技术将钢筋和拓宽部分新桥相应部位钢筋连接，然后浇筑混凝土，将新老桥梁连为一体。这种方法减少了各种荷载（包括基础不均匀沉降、汽车活载、温度荷载等）作用下新老桥连接处的不均衡变形，减小上、下部结构的附加内力，使得拼接后桥梁整体性较好。但是新桥与原桥的上部混凝土梁变形如收缩、徐变等不一致，加宽桥基础沉降大于原桥基础沉降，由此产生的附加内力较大，易造成下部构造的盖梁、墩台连接处产生裂缝。

1.1.3上、下部结构均不连接

新旧桥主梁和桥面铺装均不连，即在新旧结构间留一条纵向接缝。结合国内外关于纵向接缝连接的工程实践，纵向接缝连接构造有以下三种处理方式：第一，在两桥中间留1cm宽的纵向锯缝，并用木板条和沥青填充，两桥台之间留2cm宽的变形沉降缝。第二，采用钢板包边，此连接方式需要采用刚性路面。第三，设置纵向伸缩缝，在欧洲和香港运用均较成功。下部结构不连接，施工相对简单，不损坏盖梁，适应性好。对于盖梁是预应力结构形式，首选此种方法

1.2横向连接构造

新旧桥梁主梁连接有两种情况：第一种将老桥外边梁换成中梁，进行新老桥的连接；第二种将移换旧桥边梁，做为新桥的边梁，旧桥的次边梁与新梁拼接。新旧主梁拼接时，其横向连接构造主要有以下两种方法：

1.2.1新旧主梁刚接

新旧主梁刚接时接缝处需增设横隔板。不仅桥面板需要连接，铺装层也应连成整体。新旧主梁刚接能确保拓宽部分桥梁与旧桥连接顺畅、行车舒适、桥面的平整度良好，并能使新、旧桥保持良好的整体性，保证新旧桥梁共同受力。但新旧主梁刚接也存在如下不足：施工时旧桥仍需要维持交通，行车使桥梁反复上下振动，与旧桥连成整体的钢筋容易对连接部位混凝土质量造成影响，施工难度较大。

1.2.2新旧主梁铰接

新旧主梁铰接是把老桥边梁悬臂部分的混凝土凿除一部分，露出钢筋。在新桥边梁内预埋钢筋。将边梁预埋钢筋与老桥边梁露出的钢筋进行焊接，然后浇注混凝土，连成整体。通过设铰，允许新、旧桥在纵、横、竖三个方向都能有微小变形，且让其绕纵缝有微小的转角。出现不协调变形时，可消减部分附加应力，减少连接混凝土的不规则开裂及啃边现象，提高结构的耐久性。铰接连接又可协调新、旧桥由于行车引起的不同步振动，消减瞬间错台，使新、旧桥平顺过渡，有利于行车安全。但新旧主梁铰接连接时，需要新旧主梁的翼缘板用钢筋连接，这样的施工难度较大。

2计算实例分析

某座分离式立交桥上部构造为一孔20m简支先张法部分预应力混凝土空心板桥，左右幅分离。桥面横向由12块先张法部分预应力混凝土空心板组成，由各板间现浇铰缝及桥面混凝土形成整体。由于交通量的增加需要对原桥进行拓宽。在原桥一侧拼宽8.25m的新桥，其截面形式上部构造与旧桥相同，仍采用20m单跨先张法部分预应力混凝土空心板梁；横截面布置：桥面横向由5块先张法预制预应力混凝土空心板组成，采用现浇板间铰缝及桥面混凝土形成整体。

新旧桥拼接时，旧桥翼缘板切割0.75m，预留0.5m接缝。本文对新旧桥采用铰接和刚接两种拼接形式分别进行研究。原桥及拼接后桥梁下部构造均为柱式墩、钻孔灌注桩基础，主跨采用独柱墩。

3结论

3.1拓宽后旧桥旧桥控制截面弯矩较之拼接前有所减少，纵向的内力和变形总体上均有改善，说明拓宽后新桥能有效的分担旧桥受力。

3.2通过本桥计算，对于基础均匀沉降不大的地区，拼接采用铰接接时主梁的内力比采用刚接时内力要小，建议新旧桥的拼接采用铰接方法。

3.3无论采用刚接还是铰接，两种接缝均需要进行加固,否则容易产生接缝早期强度破坏。

参考文献

[1]易建国.混凝土简支梁(板)桥[M].第2版.北京:人民交通出版社.2001

[2]戴公连，李德建.桥梁结构空间分析设计方法与应用[M].北京：人民交通出版社.2001

[3]范晓江.空心板桥梁加宽方案的有限元分析.山西交通科技[J].2008.4