王偉鋒
摘要:橋梁加寬隨著經(jīng)濟的發(fā)展日后會日益常見,但可借鑒的東西卻并不多見。筆者根據(jù)自己的工作經(jīng)驗,針對橋梁加寬進行了多種方案論述,并對方案進行優(yōu)缺比較,確定適宜的加寬方案。
關(guān)鍵詞:橋梁加寬;方案比較
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,交通量日益增長,前期修建的公路所承受的交通壓力越來越大,為了滿足日益增長的交通需求,提高道路運營能力;同時為了更好的適應(yīng)現(xiàn)有交通流的要求,充分發(fā)揮現(xiàn)有公路的作用,同時減少占地,減少環(huán)境破壞。越來越多的道路加寬提上日程,隨之而來的是橋梁的加寬?,F(xiàn)以本人所做過的京珠高速公路安新段加寬項目為例,淺談橋梁加寬。
安新加寬采用的加寬方案是兩側(cè)加寬,即在原有道路兩側(cè)各加寬8m,故橋梁的加寬方式采用同跨徑、同結(jié)構(gòu)形式橋兩側(cè)分別進行加寬8m拼接。各橋梁根據(jù)實際情況選用適宜的下部結(jié)構(gòu)形式,且盡量與原有橋梁的下部結(jié)構(gòu)保持一致。
方案一:上部構(gòu)造、下部構(gòu)造均不連接
此方案為橋梁加寬部分與原橋的上部構(gòu)造、下部構(gòu)造不連接,新老結(jié)構(gòu)之間留工作縫,橋面瀝青混凝土鋪裝層連續(xù)攤鋪。該方案的優(yōu)點是:加寬橋與原橋各自受力明確、互不影響,簡化了施工程序,減小連接的施工難度,基本不影響原高速公路交通。缺點是:汽車活載作用下兩橋主梁產(chǎn)生不均衡擾度以及加寬橋大于原橋的后期變形,將會造成連接部位瀝青鋪裝層的破壞,從而形成縱向裂縫和橫橋向錯臺,影響行車舒適性和路容美觀,增加后期的養(yǎng)護維修工作,大大增加了維修費用。
方案二:上部構(gòu)造、下部構(gòu)造均連接
將加寬橋梁的上部構(gòu)造與原橋的對應(yīng)部位橫橋向通過植筋、澆筑濕接縫方式連接起來,原橋下部構(gòu)造的橋墩、橋臺蓋梁及系梁也通過植筋技術(shù)將鋼筋和加寬新橋相應(yīng)部位鋼筋連接,然后澆注混凝土,使新老橋梁連成整體。該方案的優(yōu)點是:加寬橋與原橋形成完整的一體,減少各種荷載(包括基礎(chǔ)不均勻沉降、汽車活載、溫度荷載等)作用下新老橋連接處的不均衡變形,減小上、下部結(jié)構(gòu)的附加內(nèi)力。缺點是:新橋與原橋的上部混凝土梁變形(如混凝土收縮、徐變等)不一致,加寬橋基礎(chǔ)沉降大于原橋基礎(chǔ)沉降,由此產(chǎn)生的附加內(nèi)力較大,易造成下部構(gòu)造的蓋梁、墩臺連接處產(chǎn)生裂縫;同時上部構(gòu)造連接處也可能出現(xiàn)裂縫,影響行車、橋面美觀性,增加維護工作量。而且,下部結(jié)構(gòu)采用植筋技術(shù)工程成本高,施工也繁瑣。
方案三:上部構(gòu)造相互連接、下部構(gòu)造不連接
本方案綜合上述兩種方案的優(yōu)缺點,采用加寬橋與原橋上部構(gòu)造橫向相互連接而下部構(gòu)造不連接。該方案的優(yōu)點是:加寬橋與原橋上部形成整體,而下部各自受力,內(nèi)力相互不影響,調(diào)整由于新橋與原橋材料的差異和基礎(chǔ)不均勻沉降等原因產(chǎn)生的附加內(nèi)力的辦法很多,如和預(yù)壓新建結(jié)構(gòu)、延遲澆筑接縫時間、增長樁基礎(chǔ)長度等等。缺點是:新橋與原橋的上部材料的變形(如混凝土收縮、徐變等)不一致,加寬橋基礎(chǔ)沉降大于原橋基礎(chǔ)沉降,由此產(chǎn)生的附加內(nèi)力不可能完全被克服,還是對結(jié)構(gòu)有一定的影響,施工時對施工工藝、施工組織的要求較高,通車也有一定的影響。
綜合比較,本項目推薦采用“上部構(gòu)造相互連接、下部構(gòu)造不連接”的方案進行改建。
2、橋梁加寬實施方案
全線橋梁均為10米、16米及20米簡支橋面連續(xù)空心板橋,本次設(shè)計擬采用以下三個方案進行比選。
方案一,首先將老橋現(xiàn)澆橋面板從邊緣向內(nèi)60cm范圍鑿除,再將邊板外側(cè)混凝土表面鑿平整,搭支架立模板,綁扎鋼筋,現(xiàn)澆一塊邊板與原橋連接為整體。橫向布置為:2.0+2×(12×1.0+0.75+6 ×1.0+1.25)=42.0m。該方案的優(yōu)點是:基本不影響交通,與原板相連接的為現(xiàn)澆中板,剛度大,其他中板方便預(yù)制、節(jié)省模板,對新板與原板的橫向誤差可以通過現(xiàn)澆來調(diào)整。缺點是:施工有一定難度,新老橋的混凝土收縮徐變、不同沉降對構(gòu)造物影響較大,尤其是新現(xiàn)澆的部分受剪力,易產(chǎn)生裂縫。如下圖
方案二,將現(xiàn)澆橋面板橫向從老邊板邊緣向內(nèi)60cm范圍鑿除,從板外側(cè)往內(nèi)4~5cm范圍內(nèi)鑿去砼并鑿毛側(cè)面,與之相連的新拼接橋采用寬1.0m普通中板,綁扎絞逢鋼筋,澆注混凝土。橫向布置為: 2.0+2× (12 ×1.0+8 ×1.0)=42.0m。該方案的優(yōu)點是:新拼接橋全部采用寬1.0m與老橋設(shè)計相同的空心板,預(yù)制、施工簡單,不斷通。缺點是:新老板拼接時的橫向誤差不容易調(diào)整,新老橋接縫過于薄弱、變形協(xié)調(diào)能力差,在新橋基礎(chǔ)沉降或新老橋板撓度變形不一致時易產(chǎn)生裂縫。
方案三,首先按照老橋空心板設(shè)計預(yù)制一塊具有20cm寬30cm深槽口的空心板,將老邊板現(xiàn)澆橋面板橫向從邊緣向內(nèi)60cm范圍鑿除,再從預(yù)制板頂面往下30cm從老邊板外側(cè)向內(nèi)鑿去混凝土直至露出架立鋼筋,在老邊板內(nèi)增加縱向鋼筋,用環(huán)形箍筋將老邊板內(nèi)的架立鋼筋、縱向鋼筋與新板縱向鋼筋綁扎,現(xiàn)澆混凝土使新老板連接成整體。該方案優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)整體性好,橫向受力明確,新老橋連接縫剛度大,抗剪能力強,不易出現(xiàn)裂,對新板與原板的橫向誤差可以通過現(xiàn)澆來調(diào)整。缺點是:需特殊設(shè)計一片連接中板,施工難度稍大。
方案比較:上述三個方案優(yōu)點是施工期間不需移動原板,對交通干擾小,第三方案結(jié)構(gòu)整體性好,橫向受力明確。