淺析高速公路橋梁拼接加寬設計

李峻嶺

（廣州特希達科技有限公司 ，廣東佛山528300）

0 前言

近年來的中國，不僅在社會主義經濟發展上成績喜人，而且在高速公路的建設與交通運輸網絡的鋪設方面都常有建樹。那么，發達的交通網絡需求就對高速公路的建設提出了更為苛刻的要求，早期修建的一些高速公路面臨著改造、重建甚至擴建的命運。如今，各種車輛類目繁多，數量急劇增加，為高速公路帶來了很大的壓力，原有4車道已經不能滿足出行要求，越來越多的需要被擴寬到6車道甚至8車道，這就在原有的道路網絡基礎上極大地緩解了交通壓力，解決了一些出行難題。此外，占據高速公路重要樞紐作用的橋梁段較之平緩的公路擴展難度則相對大了很多。這涉及到了設計、施工、技術、交通影響等一系列問題。因此，對橋梁加寬進行前期設計規劃是整個環節的首要步驟。下面，本文將重點對這個設計環節加以分析，找出問題，以期提出應對策略。

1 橋梁加寬

在橋梁加寬的施工過程中往往會出現一些問題。其中最主要的問題就是如何在眾多的加寬方案中選擇最佳方案進行施工，同時又要考慮新舊橋在連接時接縫處的構造問題。對此要組織討論、通過計算分析，以及采取的工程措施對新舊橋進行拼寬連接，以此保證其在后期可正常使用。

通常的橋梁拼接往往會選擇這樣兩種方式：一是，將橋梁進行單側加寬；二是，橋梁的兩側均加寬。具體選擇哪種模式，往往要根據橋梁的結構、類型等來決定。當結構和類型以及跨徑均相同時，通常選擇的拼接方式是將橋梁上部構造加以連接、下部構造進行分離。

1.1 橋梁加寬的原則

（1）第一步，要把原來的橋梁設計圖紙、稿件，以及實施細則、竣工資料等材料加以收集整理，然后，整體對橋梁原有構造和受力特征進行分析調查，將這些資料和分析結果進行系統的對比研究，從而制定出橋梁加寬的最佳方案。

（2）橋梁擴建工作務必要做到“安全、經濟、美觀、適用、環保”這幾大原則，為了節省成本和人力物力消耗，盡可能地充分利用好擴建現場的構造物。在改建過程中力求改建得標準化、規范化，盡量做到拼接加寬后與原橋梁的外觀一致性。

（3）仔細而精準的排查、核算和檢測原有橋梁，制定出合理高效的拼接計劃，始終要堅持擴建的原則：安全和提升橋梁原有承載力。

（4）使用什么樣的構造物對橋梁實施擴建，需要綜合考慮很多因素和注意事項，比如，要根據橋梁承重要求來選擇具有足夠耐久、安全、可靠的建筑材料；在施工過程中，這種構造物的實施難度，可操作性；橋梁的擴建成本等等。

（5）研究橋梁擴改時，不可忽視擴建施工過程中會對現有的交通產生影響，因此，要全面地把握施工節奏，做好統籌工作，制定最佳施工計劃，以保障現有交通的流暢，避免安全事故的發生。

（6）橋梁加寬工程，還應結合橋梁所在地的實際情況來展開，擴建前要了解施工沿線居民的意見，先把群眾工作做到位，加強與當地居民的溝通協商，為施工營造一個和諧的環境。確保頂升、下挖等其他有效的方式，能提高空間的利用率。

（7）堅持可持續發展的經濟模式，做到發展與環境的和諧發展。根據不同路段城鎮發展水平的不同，盡可能地降低施工的成本。充分做好各方案的分析工作，重點討論城市土地空間的利用率。

（8）在改建過程中既要注重質量問題又要考慮到橋梁的美學和環保要求:老橋的加寬加固應考慮施工前后外觀的一致性；在距離居民區較近的地方，應注意在施工過程中對周圍居民生活帶來的不便，采取相應的措施減少施工時產生的噪聲影響。

1.2 新舊橋梁加寬連接方式

新舊橋梁擴建模式的選擇，要考慮這種模式能否影響竣工后的橋梁安全可靠性能，也就是橋梁的上下部位的結構連接。以下三種是目前常用的拼接形式。

1.2.1 上下均不連接

加寬的部分和原有橋梁結構上下部位的結構構造不進行連接，新、舊結構間留有工作縫。其優點在于，擴建后，新舊結構獨自承受外界荷載，兩者互不干涉，這一模式不僅讓施工程序得以簡化，也降低了施工難度，還不影響原有交通。當然這種方式也是存在它的缺點，在汽車的不斷行駛過程中，由于兩橋的受力不均衡，隨著時間的流逝，會造成連接部位的受損，形成裂縫造成嚴重的交通事故。

1.2.2 上下均連接

上部構造是先鑿去部分現澆的橋面的方式。即在新老橋接縫處架設鋼筋，用混凝土和橋面一起澆筑；橋墩和橋臺的蓋梁、系梁布設鋼筋，連接橋梁的加寬部位，接著在連接處澆筑起連接作用的混凝土。此方案的優點:橋面加寬后是新舊橋成為完整的一體，承受重力加大。該方案問題在于，因為建造時間不同，新舊橋的上部易產生變形，下部結構中的蓋系梁和墩臺等連接處往往會出現裂縫。所以在施工過程中還應考慮如何完善新舊橋的混凝土接縫的澆筑質量。

1.2.3 上部構造連接，下部構造不連接

此種方案是將橋梁外的側護欄拆除，在鑿除邊緣1 m左右后向其橋面澆板，之后在橋梁的接縫處設置鋼筋，最后再和新橋的橋面一起澆筑，這種方案是上部結構連接而下部結構不連接，所以上下部分各自受力，互不影響，這是其優點。而且此方案便于施工，降低了施工成本，同時又保證了施工后新老橋的整體性，能夠較好地控制橋面由于受力不均而產生的縱向裂縫。缺點是影響原有路段的正常交通，因新舊橋修建時間不同而導致的基礎不均勻沉降造成連接處易出現裂縫，所以是否能保證后期接縫處在使用過程中不出現異常成了問題的關鍵。

1.3 下部結構加寬

1.3.1 蓋梁

支撐、分布和傳遞上部結構的荷載，將荷載傳遞給基礎，是蓋梁的主要作用。蓋梁連接的方式不同將直接影響到新老蓋梁的受力體系，對于蓋梁的連接，有連接和不連接兩種方式。

（1）新、舊蓋梁選擇不連接，就可以對它們單獨進行施工，這時候，對新、舊蓋梁的受力不加以改變，也保留原有蓋梁內的鋼筋構造，若在施工后期，新橋出現沉降，可調整梁板，從而讓橋面變得平坦。

（2）在上下部都連接時可將其分為角鋼連接和植筋連接兩種方式。比較起來，采用角鋼連接更為簡單，僅僅是向新、舊蓋梁的內部注入兩根角鋼，然后用環氧砂漿澆筑連接角鋼、蓋梁的接觸點，再用螺栓固定蓋梁，最后，在施工結束后，注意做好防護與保養。

1.3.2 基樁

在對橋梁進行加寬時，新橋會出現不均勻的沉降現象，目前，在這個領域還缺乏較為先進的技術來計算具體沉降量，只有暫時聯系實際以舊橋樁長為參考值來對新結構進行增長、加粗。同時又要保證在加寬橋梁時上部梁板的安裝到位，在判定大部分沉降量完成后再進行上部結構的連接工作。

2 橋梁改擴建設計要點

2.1 荷載標準

最近幾年，隨著公路技術新標準和設計規范陸續出臺和執行，設計荷載也由原先的標準提高為公路-I級。新橋規的出臺對橋梁結構正常使用情況下也提高了各項要求。然而現階段，原有的橋梁大部分都是按照舊橋規的要求設計的，已經無法滿足新橋規的要求。

基于上述情況，本文認為應當盡量地利用現有的橋梁，發揮他們最大的用處，并且靈活地運用新橋規；同時通過對舊橋進行維護，改建，加固，將其目前的承載能力盡可能地提高到到公路I級的水平。

2.2 橋梁橫向拼接加寬方式

新、舊橋橫向連接直接決定了加寬的成敗。下文結合現實中京港、沈大、滬寧、澳高、杭雨等高速公路的改建項目對橋梁加寬的成功案例加以分析總結，得出以下三種橫向連接模式。

2.2.1 上部構造與下部構造均不連接

在這種形式下，新、舊橋梁之間獨自承力，互不干涉，大大簡化了施工。不過這種方案，當汽車通過時，產生的活荷載容易讓橋面受到不均勻的力，從而產生不均衡的撓度。再者，新、舊橋梁不是在同一時間進行的施工，無法避免沉降、收縮差異，天長日久，容易給結構的連接位置造成裂縫，使得行車安全存在隱患，所以，要重視施工后期對橋梁的維護。

2.2.2 上部構造與下部構造均連接

新舊橋改建完成后，為提升其承載力，降低新結構的變形、沉降、內力作用等問題，可選擇植入鋼筋，對濕接縫進行澆筑，來提升改造后橋梁的整體性能，這些方法對墩臺帽梁等結構同樣適用。

這種方案的優點是很好地將新、舊橋上、下結構聯系成一個整體，使它們在工作時可以共同受力。該方式不盡完美，其缺陷表現在基礎沉降的差異性導致其較大附加內力的產生，裂縫就出現在橋梁連接處，安全和外觀均受到影響。

2.2.3 上部構造相互連接、下部構造不連接

若對上部構造進行連接卻不連接下部構造，上部構造因承受附加內力，上、下結構在受力時是獨立的，上部連接不會對下部產生很大的內力。為減小橋梁存在的基礎沉降差異，可通過加樁長等有效措施來解決。

杭雨、滬寧等高速公路采用的是上部連接、下部不連接。滬寧高速公路目前在完成擴建后已通車逾2 a，在這段時間，橋面還未出現縱向裂縫。

2.3 結構拼接部的構造處理

2.3.1 空心板梁的拼接處理

空心板是共同連接方式的一種，讓鉸縫、橋面現澆層進行連接，在舊橋的空心板邊緣植入鋼筋，等新橋竣工滿一個季度，再來連接新橋橫向部分。施工前應先將舊橋邊緣及整體層鑿開50 cm的范圍，在其中間連接鋼筋，之后再向鑿開的整體層內澆筑適量的纖維混凝土。

對來往車輛的影響小，施工簡單、成本較低，完工后新、舊橋的整體性強可共同受力。

2.3.2 T梁的拼接處理

以增設橫隔板、翼緣板來實現T梁拼接，先將新舊結構的主梁進行橫向拼接，讓新舊橋共同受力。由于受橋面收縮的影響，橋跨撓度差使得結構翼緣板拼接處承受附加內力，這樣易于安裝，使施工后橋體的整體性較強。

2.3.3 箱梁的拼接處理

在新舊結構翼緣板的濕接縫位置進行橫向連接，對舊橋的翼緣板混凝土加以鑿除但保留鋼筋，然后植入側面混凝土的鋼筋，待新橋竣工滿一季度，在進行澆筑板的濕接縫、橫隔板，該拼接讓施工變得簡單、可靠。

3 結語

橋梁改擴建的技術重點——拼接加寬設計。筆者就目前我國國內若干已實施橋梁加寬的高速公路進行分析研究，探討了加寬設計的技術要點和施工過程要嚴格遵循的工程作業原則，對橋梁拼接的方式也進行了介紹，以期給相關的項目設計與建造提供參考與幫助。

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