李航、楊勇

（貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州貴陽(yáng) 550000）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通需求量不斷增加。然而，前期修建的高速公路通行能力已接近飽和狀態(tài)，許多高速公路已不能滿足交通量增長(zhǎng)的需求。針對(duì)此問(wèn)題，提出對(duì)公路進(jìn)行改擴(kuò)建的方法。橋梁也是交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，因此在對(duì)公路進(jìn)行改擴(kuò)建的同時(shí)，對(duì)橋梁進(jìn)行改擴(kuò)建也非常必要。

1 橋梁改擴(kuò)建概述

目前，橋梁的改擴(kuò)建設(shè)計(jì)主要是在原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，以提升橋梁整體性能和承載能力為主要目的，同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)寬橋?qū)抂1]。

拼寬工程橋梁設(shè)計(jì)遵循“老橋老標(biāo)準(zhǔn)，新橋新標(biāo)準(zhǔn)”的原則。在橋梁橫向拼接設(shè)計(jì)中，需要對(duì)既有橋梁結(jié)構(gòu)、拼接部分和拼接后的橋梁整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析及驗(yàn)算。對(duì)于既有橋梁的評(píng)價(jià)，采用當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算需采用現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的橋梁，需要先進(jìn)行加固處理。

2 橋梁拼寬設(shè)計(jì)方法

預(yù)制橋梁目前采用的拼寬設(shè)計(jì)方法主要有以下幾種：

2.1 橋梁上、下部獨(dú)立

該方法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)受力明確，新橋與老橋在構(gòu)造上互不干擾，新橋施工對(duì)老橋交通影響小，施工便捷，造價(jià)相對(duì)較低[2-4]。缺點(diǎn)是新老橋之間無(wú)連接，橋梁結(jié)構(gòu)的整體性較差，后期養(yǎng)護(hù)維修工作量巨大。早期的拼寬工程多采用該方法。

2.2 橋梁上部連接，下部獨(dú)立

該方法的優(yōu)點(diǎn)是新橋與老橋上部結(jié)構(gòu)形成整體受力，下部結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，無(wú)附加內(nèi)力。缺點(diǎn)是下部結(jié)構(gòu)的整體性差，拼寬橋的整體穩(wěn)定性差。該方法適用于軟土路基路段，下部獨(dú)立，能有效避免基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致的上部結(jié)構(gòu)病害。

2.3 橋梁上部連接，下部鉸接

該方法的優(yōu)點(diǎn)是新橋與老橋上部結(jié)構(gòu)形成整體受力，下部結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)一定的變形。缺點(diǎn)是下部鉸接施工難度較大，工程費(fèi)用相對(duì)較高。

2.4 橋梁上、下部均連接

該方法的優(yōu)點(diǎn)是新橋與老橋形成整體受力，整體性較好，能夠提高行車舒適性。缺點(diǎn)是由于上下部均采用剛性連接，導(dǎo)致連接處附加內(nèi)力大，容易產(chǎn)生裂縫。該方法適用于地質(zhì)條件比較好的路段[5]。

拼寬設(shè)計(jì)需遵循易于拼接、有利質(zhì)量的原則，使拼寬橋梁的結(jié)構(gòu)形式與老橋盡可能保持一致。

目前，在道路擴(kuò)容工程中橋梁拼寬比較常見(jiàn)，一般新橋的橋面寬度比老橋的橋面寬度要窄，大多采用橋梁上部連接，下部獨(dú)立的拼寬方式。上部連接可分為弱連接與強(qiáng)連接。弱連接：僅橋面鋪裝或橋面板翼板進(jìn)行連接；強(qiáng)連接：除橋面板相連外，橫隔板也要對(duì)應(yīng)連接[6]。

3 新老橋連接設(shè)計(jì)要點(diǎn)

以某工程實(shí)例，對(duì)橋梁拼寬設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行闡述與探討。

某既有高速互通，有一座大橋?yàn)?×30m+4×30m先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁，橋墩為雙柱式圓形墩，橋臺(tái)為座板式臺(tái)，擴(kuò)大基礎(chǔ)。現(xiàn)對(duì)該互通進(jìn)行改造和利用，需要對(duì)此橋左幅后4 跨進(jìn)行拼寬設(shè)計(jì)。路線設(shè)計(jì)外拼橋面寬度為4.25m，漸變至4#橋墩處與老橋橋?qū)捯恢隆，F(xiàn)提出以下拼寬設(shè)計(jì)方法：新橋上部采用4×30m 先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁，與老橋結(jié)構(gòu)形式保持一致；下部結(jié)構(gòu)橋墩采用單柱式墩，橋臺(tái)采用柱式臺(tái)，樁基礎(chǔ)。新橋按4.25m 等寬拼寬設(shè)計(jì)，上部2 片T梁，濕接縫寬度為38.5cm。施工時(shí)，先拆除老橋外側(cè)的防撞護(hù)欄，并鑿除老橋T 梁外懸臂12cm，使翼緣板鋼筋外露；新建T 梁架設(shè)完畢后，將老橋與新橋的翼緣板用濕接縫相連。新老橋連接方式如圖1 所示。

為了不破壞老橋擴(kuò)大基礎(chǔ)的地基完整性，新橋橋臺(tái)采用樁基礎(chǔ)。

拼寬施工需注意以下幾點(diǎn)：

其一，施工前應(yīng)按橋梁檢測(cè)報(bào)告對(duì)老橋的缺陷進(jìn)行處治[7-8]。老橋常見(jiàn)的病害主要有裂縫、漏筋、表層缺陷等，設(shè)計(jì)中采用裂縫封閉、裂縫灌膠、環(huán)氧砂漿修補(bǔ)、添加阻銹劑、界面劑等方式進(jìn)行局部處理，如圖2所示。

圖2 老橋缺陷處治

其二，施工單位應(yīng)首先對(duì)老橋墩臺(tái)及墩臺(tái)頂橋面外側(cè)邊緣進(jìn)行高程測(cè)量。當(dāng)老橋理論高程與實(shí)際測(cè)量值一致時(shí)，方可進(jìn)行施工；否則應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位，待設(shè)計(jì)單位根據(jù)實(shí)際測(cè)量值修改完善該橋設(shè)計(jì)后進(jìn)行施工。

其三，新橋基礎(chǔ)施工時(shí)，應(yīng)采用有效的措施，減少對(duì)老橋原基礎(chǔ)的影響。

其四，新舊T 梁連接處（38.5cm 濕接縫）采用聚丙烯纖維混凝土澆筑，以保證連接強(qiáng)度，減少裂縫。

老橋左幅外側(cè)防撞護(hù)欄采用繩鋸切除，切割為橫向切割，不得豎向切割，以免損傷原外邊梁翼緣板。鑿除老橋左幅外側(cè)12cm 寬的翼緣板（不得采用切割的方法），并選用合理的鑿除工藝，制訂合理的鑿除方案。在鑿除過(guò)程中，不得對(duì)保留部分的混凝土造成二次損壞，同時(shí)保留老橋翼緣板的橫向鋼筋。

在對(duì)老橋邊護(hù)欄鑿除以及新建拼寬橋的過(guò)程中，可對(duì)原高速半幅進(jìn)行交通封閉，待新老橋梁連接牢固且達(dá)到強(qiáng)度要求后，方可陸續(xù)開(kāi)放交通[9]。

根據(jù)公路橋梁拼寬工程經(jīng)驗(yàn)，新老橋之間的橫向連接目前多采用化學(xué)植筋或化學(xué)錨栓方式。采用化學(xué)植筋時(shí)，新老橋的鋼筋焊接對(duì)植筋膠的錨固力影響比較大，且普通植筋膠無(wú)法滿足焊接要求，此時(shí)須采用特制植筋膠，以保證鋼筋焊接后的錨固力基本滿足要求。新老橋之間的橫向連接也可以采用自攻型錨定螺栓，這種方法的原理是先通過(guò)機(jī)械設(shè)備在混凝土相應(yīng)部位鉆出配套的螺紋孔，然后將錨定螺栓直接攻入孔內(nèi)，錨栓的切削齒自行切入混凝土，并與混凝土形成機(jī)械咬合，從而將荷載傳遞至混凝土中。這種方法形成的橋梁橫向連接的受力性較好，后期運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)病害的概率較低。

4 結(jié)語(yǔ)

橋梁改擴(kuò)建設(shè)計(jì)是整個(gè)公路橋梁改擴(kuò)建工程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其中新老橋之間的連接質(zhì)量直接影響后期的運(yùn)營(yíng)使用效果。因此，在橋梁拼寬設(shè)計(jì)過(guò)程中，要特別注意連接部位的定位準(zhǔn)確，以保證施工質(zhì)量，減少后期可能出現(xiàn)的各種病害。前文以工程實(shí)例，分析了橋梁拼寬設(shè)計(jì)的一種方法，以期為類似的工程設(shè)計(jì)提供一定的參考。