舊橋拓寬縱向連接方法及工程實例

朱偉超 廣東理工職業學院

舊橋拓寬縱向連接方法及工程實例

朱偉超 廣東理工職業學院

對國內外舊橋拓寬中新舊橋連接方法進行了總結，并結合新舊橋縱向連接實例的分析，對各種連接形式進行了對比，得到幾點啟示，望能為類似工程提供借鑒。

舊橋；拓寬；縱向連接

引言

隨著我國公路交通事業的迅猛發展，公路交通量不斷增加，很多橋梁交通量已遠遠超過了設計通行能力，并且經常因車輛故障或交通意外導致嚴重交通堵塞，通行能力已難以滿足通行要求。對于那些健康狀況良好，遠沒有達到使用壽命的舊橋，采用拓寬改建的辦法，提高其通行能力，實則為明智之舉。

舊橋拓寬可以采用利用舊橋單側或雙側建新橋的辦法，這種方法工期短，節省費用，并且不會中斷交通。當前，由于舊橋拓寬改建的過程中常存在原始資料和圖紙不全的客觀原因，舊橋拓寬改建設計的制約因素和技術風險遠比設計新橋要大得多。

本文總結國內外舊橋加寬改建的各種經驗，并結合新舊橋縱向連接實例，對新舊橋橋面縱向連接的處理方法進行總結分析，解決新舊橋連接處常出現縱向縫、啃邊和新舊橋梁之間存在明顯的撓度差等問題，達到減少新舊橋之間的損壞，延長橋梁使用壽命的目的。

1、國內外新舊橋縱向連接方法

1）上、下部構造均不連接

⑴ 新舊結構間留一條縱縫，或用鋼板包邊。這種連接形式需要采用剛性路面，可以解決啃邊問題，但不能解決新舊橋撓度差問題，且高速行車時容易打滑，行車安全性降低。這種連接方式要求結構跨徑較小，相對撓度差較小，不然易造成橋面開裂。俄羅斯規定，對于使用期限不超過10年的臨時性橋梁，才容許采用無橫向連接的方式。

⑵ 用縱向伸縮縫連接。這種做法在歐洲及香港均較為成功，其要求橋面鋪裝采用剛性橋面。目前國外通常采用的是英國生產的BRITFLEX 系列伸縮縫，造價近2400元／m。

2）上、下部構造均連接

如前蘇聯、日本等國在橋梁加寬、擴建時部分采用此方法，并制作了標準圖集。本方案可以暫時解決行車平順過渡的問題，但因在施工階段舊橋仍維持交通，行車使橋梁反復上下振動，與舊橋連成整體的鋼筋容易對連接部位混凝土質量造成影響。在使用階段，車輛在新舊橋上行駛的頻率不一致而造成振動差異，使新、舊橋連接部位在復合荷載的作用下，很容易造成混凝土出現縱向不規則裂縫，進而降低結構的耐久性，影響橋梁的壽命。日本規定在施工時車輛通行引起的相對撓度差在0.2mm以下時，才容許通車狀態下澆注混凝土。

3）上部連接、下部構造不連接新舊橋采用柔性連接方法。

2、某立交橋實例

某立交橋，鑿除舊橋防撞欄及梁體翼板混凝土，露出鋼筋，新、舊橋翼板連接處預埋鉸接鋼筋，澆注連接部混凝土。通過設鉸，允許新、舊橋在縱、橫、豎三個方向都能有微小變形，且讓其繞縱縫有微小的轉角。出現不協調變形時，可消減部分附加應力，減少連接混凝土的不規則開裂，提高結構的耐久性。鉸接鋼筋又可協調新、舊橋由于行車引起的不同步振動，消減瞬間錯臺，使新、舊橋平順過渡，有利于行車安全。如圖1所示。

3、某公路橋實例

（1）橋梁概況

此橋修建于1993年，為一座瀝青混凝土公路橋。后來隨著公路交通量增大，進行了加寬處理。運營十多年后，出現了一些問題。此橋為5×8m現澆空心板橋。中間部分（寬約7.5m）為老橋，雙柱式墩；兩側部分（左側寬約3.6m,右側寬約3.9m）為后來加寬橋，獨柱墩。橋寬組合為0.5m（防撞欄）+14m（行車道）+0.5m（防撞欄）。兩橋設計荷載等級均為：汽車-20級/掛-120。

由于進行橋面加寬時時間緊促，資金緊張，所用建材性能較差，施工工藝落后，施工質量較差，并且對超重載車輛帶來的影響估計不足等原因，歷經十多年出現了以下病害：

1)老橋梁板與加寬橋梁板之間存在寬6～10cm的縱縫，瀝青混凝土鋪裝沿縱縫嚴重開裂，開裂范圍最寬處約3cm，下雨時有雨水從縱縫處下滲；

2)老橋墩頂瀝青混凝土有明顯橫向裂縫，加寬橋墩頂有的也有裂縫；

3)鉆孔灌注樁基礎，因河床沖刷下降，樁與地梁交接處混凝土剝落，鋼筋銹蝕；

4)空心板因施工原因，板內露筋、鋼筋銹蝕，特別是在橋面開裂漏水的情況下更甚；

5)經常與水接觸的構件，如邊梁、邊肋、欄桿以及臨水面的墩臺構件，有鋼筋銹蝕情況；

6)兩側橋臺無伸縮縫，無搭板，橋臺處瀝青混凝土龜裂嚴重，發現有橋面雨水從裂縫處滲入臺后填土中。

圖1 某立交橋縱向連接立面圖

（2）處理方案

此橋的檢測結果表明，新舊結構之間的水平位移不是很大，而豎向位移較大。 從此也可以看出新舊橋連接處出現縱向裂縫、啃邊等現象的原因。見于兩橋使用10多年后，加寬橋的沉降基本穩定，采用下部不連接，上部連接的處理方法。

針對該病害，采用了以下應對措施：

1)鑿掉現有瀝青混凝土鋪裝和縱縫處松動混凝土，用環氧樹脂混凝土修補好縱縫兩側梁板并且使縱縫減小到1cm；

2)用聚氨酯膠泥填充縱縫；

3)全橋范圍內設8cm厚水泥混凝土橋面鋪裝；

4)老橋和加寬橋之間設縱向橋面連續。

5)在老橋與加寬橋橋面鋪裝層內均增設了橫向橋面連續。

6)橋頭出現的病害主要為未設伸縮縫和搭板所致，在兩側橋臺均增設了伸縮縫和6m長的搭板。

7)老橋梁板板底局部剝露的混凝土需用環氧樹脂砂漿修補，防止露筋。

（3）橫斷面施工要求

修復后新舊橋連接處橫斷面如圖2所示。

圖2 新舊橋連接處橫斷面

修復后橫斷面施工要求：

1)修復后的橋面標高與現有橋面標高保持一致。

2)施工時全部鏟除現有瀝青混凝土鋪裝，鑿掉老橋與加寬橋之間的松動混凝土，還需將加寬橋瀝青鋪裝層下的水泥混凝土鑿掉3cm（伸縮縫安裝槽需鑿掉5cm），以保證8cm新澆水泥混凝土橋面鋪裝層的厚度。

3)橋面鋪裝水泥混凝土鑿掉3cm后，應觀察下面是否有裂縫和破碎現象，如有，則應繼續鑿除，直到露出完整新鮮的混凝土。

4、結論

（1）上、下部構造均不連接

優點：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，基本不影響原有公路交通。

缺點：在汽車活載作用下新舊橋主梁產生不均衡撓度以及加寬橋大于原橋的后期變形，將會造成縱向伸縮縫和連接部位鋪裝層的破壞，從而形成縱向裂縫和橫橋向錯臺，影響行車舒適及安全和路容美觀，增加后期的養護維修工作，大大增加了維修費用。

采用上述連接方式，運營結果表明縱向伸縮縫和橋面鋪裝層容易損壞，縱向裂縫隨著鋪裝層啃邊現象的發展日益擴大，嚴重影響了行車安全和路容美觀?？梢钥紤]采用高性能的縱向伸縮縫以及采用高性能的瀝青混凝土或者高強度、高韌性的環氧鋼纖維混凝土，實施橋面連續工程來解決這一問題。

（2）上、下部構造均連接

優點：加寬橋與原橋形成完整的一體，減少各種荷載(包括基礎不均勻沉降、汽車活載、溫度荷載等)作用下新舊橋連接處的不均衡變形。

缺點：新橋與原橋的上部混凝土梁變形不一致，加寬橋基礎沉降大于原橋基礎沉降，由此產生的附加內力較大，不僅易造成橋面新舊橋連接處產生裂縫，還易造成下部構造的蓋梁、墩臺連接處產生裂縫，影響行車及橋面美觀性，增加維護工作量和維修成本。

采用此方法連接，在全封閉的情況下進行改擴建，存在對原有公路交通的干擾問題，對于大多數公路改擴建，基本不可能對原有公路全封閉。

（3）上部連接、下部構造不連接

優點：新橋與原橋上部連接，形成整體，有利于上部結構受力、行車舒適及路容美觀。下部結構不連接，下部各自受力，內力相互不影響，可以減少由于新橋與原橋的上部材料的變形不一致、新舊橋基礎不均勻沉降而產生的附加內力。

缺點：新橋與原橋的上部材料變形不一致，新舊橋基礎不均勻沉降，由此產生的附加內力不可能完全被克服，還是對結構有一定的影響。如果上部結構通過設鉸進行連接，這種影響要比采用剛性連接小，所以對于撓度差和基礎沉降差小的小橋，上部結構可以采用剛性連接；而對于撓度差和基礎沉降差較大的橋梁，可以采用通過設鉸進行連接的方案。

[1]黃姝，劉守良.對舊橋加寬的幾點看法[J].東北公路.第20卷（4）： 45-49

[2]楊修鵬，楊本波.新舊橋連接技術處理[J].中國市政工程.1996.9，第3期：26-31

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.037

朱偉超（1979-），男，助教，廣東理工職業學院，廣東 廣州 510091。