浅析高速公路桥梁拼接加宽设计

浅析高速公路桥梁拼接加宽设计

石晓雷

中交通力建设股份有限公司 陕西省 西安市 710075

摘要：随着经济的快速发展，交通量越来越大，道路的发展速度也越来越快，对道路的等级要求也越来越高，很多以前修建的道路由于设计标准、宽度等因素，都不能满足目前的交通需要，需要改建、拓宽，因此，加强高速公路桥梁加宽技术，保证改建工程质量迫在眉睫。文章主要从桥梁拓宽设计原则、桥梁拓宽、桥梁连接形式的类型、特征、桥梁加宽拼接工艺的优化等几个方面进行论述。

关键词：交通需要；高速公路；桥梁加宽；设计原则

引言：高速公路建成后，我国高速公路的总里程数已位居全球首位，为国家的经济发展和减轻交通压力作出了巨大的贡献。但由于我国公路运输量的日益增加，前期已有的高速公路已经达到了饱和状态，许多已建好的道路由于设计标准、车道宽度已不能满足当前交通流量的需要。为解决这一问题，在节约成本的基础上，多数采取利用旧道路和拓宽旧路的办法。在高速公路拓宽中，对技术要求较高的要数桥梁的拓宽和连接。

1.桥梁改扩建的设计原则

针对目前公路构筑物的特点、改扩建工程的总体需求，进行桥梁改扩建的过程中需要遵循以下的设计原则：（1）收集旧桥的设计资料、竣工资料、地质资料，对沿线原有的桥型进行分类，以确定合理的施工方案。（2）根据“安全、适用”的原则，对桥梁结构进行改建和优化，尽可能充分利用现有结构，灵活运用新旧桥梁设计规范。（3）对已建老桥逐一进行检测归类，以提高其承载能力。（4）在确定桥梁结构加宽加固方案时，要注意桥梁结构的耐用性、可靠性，以减少后期维护费用。（5）在研究桥梁改建扩建方案时，要综合考虑工程技术方案和施工期间的交通组织，使施工期对现有交通的影响最小。（6）桥梁、涵洞的改建、扩建，应充分考虑到居民对道路的净空需求，以改善居民满意度，减少改造工程的难度。（7）在一些地区，城市化程度很高，为了减少用地面积，降低工程造价，坚持可持续发展的原则，对桥梁改扩建工程进行了比较和论证，以提高用地和城市的使用效率。（8）突出对老桥的审美和环境的要求：老桥拓宽时，要考虑到其外形的协调；跨线桥和分离立交桥的拆除和改建时，要注意桥梁的构型与周边环境的协调；靠近住宅区的道路，要注意施工期间的噪音，并采取降噪隔音措施。

2.桥梁加宽连接方式的几个类型

拓宽桥梁新旧结构的衔接方式是桥梁拓宽成败的关键。参照我国已有的道路桥梁拓宽与改建的成功经验，拓宽了现有的道路桥梁，其拓宽途径有三种：（1）上下均不连通的拓宽。拓宽段与旧桥上部结构、下部结构间的小衔接，拓宽段与旧桥间留出工作间隙，形成连续的混凝土路面。这样的连接方法使得旧桥和拓宽段的受力明确，互不影响，简化了施工过程，避免了技术上的问题。（2）上下均有扩展模式。拓宽段与旧桥上部结构的问题和下部结构的问题相联系。加宽段与旧桥上部的相应部位用横向植筋、浇筑湿接缝相连，而下端相应的墩帽、系梁等也用植筋进行连接，再浇筑混凝土。该方法将加宽段与旧桥结合起来，减少了两者在受力情况下的接头变形。（3）上部连接下部不连接的扩展方式。拓宽段与旧桥上部结构连接，下部结构不连接，可以将其合并为旧桥的加宽段连接，而不连接下部结构。这个方法能够将拓宽的桥基与老的桥基分开。采用上部梁板结构，对旧桥的边梁悬臂混凝土进行凿除，将原有的钢筋或种植钢筋与拓宽的部位进行连接。采用浇注湿式接缝法铺设桥面，经加固后，形成了上部连续结构。

3.公路桥梁加宽技术及要注意的问题

3.1桥梁加宽连接方式的类型

（1）上部结构和下部结构是相互连通的。这种连接方法可以将新桥和老桥结合在一起，从而有效地降低了由于以上原因引起的不均匀变形。（2）上部结构连接，下部结构不连接。这种连接形式能将新桥和旧桥的上部结构相连，形成一个整体，既能保证上部结构的受力，又能保证行车的舒适度。新旧桥地基的不均匀沉降，造成了额外的内力，使得下层结构彼此独立，既不会对新旧桥的内力造成影响，又能降低额外的内力。（3）上下结构没有相互连通。这种联结方法使新桥和旧桥不会受到任何影响，而且它们的受力都很清楚。其最大优势在于：减少了连接的施工难度，简化了施工流程。这样的实践基本上不会对原来的高速公路造成任何的影响。

3.2桥梁加宽方式的特点

（1）上部结构和下部结构是相互连通的。采用新老桥梁的主梁进行刚性连接，以减少原有的边梁。这样既能保证新旧桥梁的受力均衡，又能极大地降低旧桥主梁的活荷载。上部结构与下部结构均为联接，主要采用植筋、横隔梁等方法将新老主梁连接起来，主梁只通过翼板与横隔梁进行联接，主梁通过翼板和横隔梁进行联接。由于新旧梁的收缩徐变和新旧桥梁基础沉降的不同，桥面常常会出现较大的变形差，从而使桥面的变形差得到有效的降低，从而确保桥面的平整和行驶的舒适性。（2）上部结构连接，下部结构不连接。这种方法适用于结构跨径小、相对变形差小的情况下。若仅由面板连接而不是主梁，则连接面相对较弱，再加上新旧梁挠度差异较大，则连接面将出现断裂，出现纵裂。另外，在新、旧桥梁的构造形式不统一的情况下，还可以采用这种加宽的拼接方法。该拓宽方式具有如下优势：一是新旧桥下部的受力相互不影响，上部结构对下层结构的内力影响较小；二是保证桥面平坦，使行车舒适度；三是在某种程度上消除了老主梁的挠度差异对桥面平整度的影响。（3）上下结构没有相互连通。这种连接形式在下列两种情形中经常被采用，例如：新建的部分可以单幅或一条车道，而新旧桥梁之间用隔离带隔开；大跨度连续梁桥受沉降差、收缩徐变差和预应力反拱的影响。

3.3结构拼接部的构造处理

3.3.1空心板梁的拼接处理

空心板是一种共用的联结方法，将铰链与桥面的现浇层相结合，并在旧桥的中空板边插上一根钢筋，等到新桥完工后，再将新桥的横梁连接起来。在旧桥的基础上，首先要在桥面和桥面上凿出50 cm的区域，然后在桥面上用钢筋将其连接起来，然后在整个桥面上填入一定数量的纤维混凝土。施工简单，造价低，完工后新旧桥梁整体强度高，可联合受力。

3.3.2T梁的拼接处理

通过增加横隔板和翼缘板来完成 T梁的拼接，使新旧桥梁的受力达到了新旧桥梁的共同受力。由于桥梁在桥面的收缩作用下，梁端变形的差异会导致翼缘连接部位产生额外的内力，从而便于安装，从而提高了桥体整体强度。

3.3.3箱梁的拼接处理

在新旧结构翼缘板湿接缝处进行横向接合，旧桥翼缘板混凝土凿去，但留钢筋，并在新桥完成第一个季度后，再进行湿接缝、横隔板的拼接，使施工更加简单可靠

3.3加宽桥梁施工应注意

（1）为了减少新旧桥的相对沉降，混凝土收缩徐变的影响，并考虑到预应力梁上拱的影响，在拓宽桥梁时，应采取预压的方式，并在三个月后进行混凝土浇筑。（2）加大桩长度、加大桩直径、严格控制桩底沉积层厚度、以扩大地基为桩基础、或在扩桩时采取小规模的群桩（粉喷桩、灰土桩、碎石挤密桩）等措施，以减小新、老桥梁的相对沉降。（3）旧桥的结构必须在不损坏原有结构的情况下进行切割、凿断，而不能削弱原有结构的承载力。严禁使用风镐、凿岩机等大型机械，尽可能采用凿岩法和手工小锤。

结束语

在高速公路建设过程中，需要采取科学的方法来将原有的道路和桥梁进行拼接加宽，确保其能够有效的满足全新的高速公路使用需求，在进行高速公路桥梁建设过程中，科学的将高速公路桥梁拼接加宽设计进行全面的应用能够更加有效的提升高速公路的品质。

参考文献

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