談城市立交橋梁局部加寬設計

楊　揚

(中交第一公路勘察設計研究院有限公司，北京　100073)

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談城市立交橋梁局部加寬設計

楊揚

(中交第一公路勘察設計研究院有限公司，北京100073)

摘要:結合某城市立交橋局部加寬設計實例，闡述了該工程橋梁加寬的設計方案，介紹了橋梁的跨徑布置及加寬連接方式，通過分析不均勻沉降對加寬橋的影響，提出了減少基礎沉降的措施，為同類條件下橋梁的加寬設計提供了參考。

關鍵詞:橋梁，加寬拼接，連接方式，不均勻沉降

0　引言

隨著城市經濟的迅速發展，城市交通量日益增長，交通擁堵現象也越來越嚴重。城市立交是兩條或兩條以上道路在空間上進行交叉，使每條道路擁有不同的空間位置，大大提高了道路的通行能力。某些情況下，城市立交為實現行駛路線短捷，交通流的快速轉換，需要對既有橋梁進行局部拼寬，橋梁加寬段與匝道連接成樞紐工程。文章基于某城市立交橋局部加寬，提出橋梁加寬設計方案的構思，并分析不均勻沉降對加寬橋的影響，希望對同類條件下橋梁局部加寬設計有參考意義。

1　工程概況

本項目位于某市江河東岸，道路全長11．4 km，紅線全寬60 m。城市主干路設計標準，設計速度為60 km/h，本項目在K5+949．424處與既有大橋相交，此處設置互通立交1座。既有大橋橫跨江河，橋梁主跨采用五孔鋼管混凝土拱結構，引橋采用鋼筋混凝土T梁結構，橋梁寬23 m。橋梁采用雙向四車道15 m，兩側非機動車道各1．5 m，人行道各1 m，綠化帶各1 m。

2　設計方案構思

2．1設計方案

本項目在K5+949．424處相交既有大橋，此處設置互通立交1座。結合節點處規劃路網情況，綜合考慮車流順暢、交通組織明晰、占地規模等因素，經方案比選后推薦該節點采用部分苜蓿葉互通立交方案。

我們將對既有大橋東側引橋兩側局部拼寬，便于連接右轉A匝道橋、B匝道橋。該互通立交右轉匝道不需繞行，交通組織清晰。平面布置示意圖見圖1。

圖1　拼接方案平面布置示意圖

2．2橋梁跨徑布置

在橋梁拓寬時，為了使新舊橋梁豎向和橫向剛度相匹配、變形相互協調，一般遵循新建結構與原橋同跨徑布置。原橋引橋采用30 m鋼筋混凝土T梁結構，加寬段橋型選擇及橋孔布置綜合考慮原橋設計標準、路線接線等，采用與原橋同跨徑布置，連接A匝道橋一側加寬段，設計9孔橋，跨度布置為:20+3×30+17．813+ 17．6+(27．406+2×30)m，加寬段總長為238．819 m，等寬段寬度為3．5 m，變寬段寬度為6．876 m～14．014 m;連接B匝道橋一側加寬段，設計11孔橋，跨度布置為:3×30+3×30+17．813+17+ (27．9+2×30)m，加寬段總長為308．713 m，等寬段寬度為3．5 m，變寬段寬度為3．5 m～14．014 m。加寬橋梁跨徑布置見圖1。

2．3加寬連接方式

既有橋引橋上部結構采用鋼筋混凝土T梁結構，下部結構采用柱式墩、樁基礎。我們對既有橋兩側進行局部加寬，加寬段分等寬和變寬兩種形式。加寬等寬段上、下部結構形式與原橋采用一致，加寬連接方式采用上部連接，下部不連接的加寬模式。采用這種方式連接主要出于以下兩點考慮:

1)既有橋兩側局部加寬，加寬段起到將既有橋與匝道連接的作用。如加寬段上下部均不與既有橋連接，新、舊結構完全獨立，各自受力，來自匝道的活載將使原有橋的受力增大，導致原橋自身承載能力可能會不滿足要求。

2)從新、舊橋整體受力角度考慮，加寬段采用上、下部結構均連接的方式，可將新、舊橋連接成一個整體，共同受力，減小了因活載增加對舊橋結構產生的不利影響。但上、下部結構均連接需要采用植筋技術，大量植筋，施工技術復雜，造價高，而且當新、舊結構基礎有沉降差時，會產生較大的附加內力，使連接處產生裂縫，后期維修困難。

綜上兩點考慮，加寬連接方式采用上部連接，下部不連接的加寬模式。這種模式綜合了以上兩點的優點。上部結構連接，既使新、舊橋連接成整體共同受力，又因下部結構不連接，減小了上部受力對下部結構內力的影響。

加寬變寬段位于匝道與既有橋連接交叉處，上部結構我們采用現澆鋼筋混凝土箱梁，下部結構采用與原橋一致。加寬連接方式采用上部連接，下部不連接的加寬模式。

2．4加寬拼接方案

等寬加寬段上、下部結構形式與原橋采用一致，上部結構為鋼筋混凝土T梁結構，下部結構為柱式墩、樁基礎。等寬段拼接方案見圖2。

拼接方案具體如下:

1)拆除原橋外側護欄，鑿除外側100 cm范圍的橋面鋪裝及T梁懸臂。2)原橋翼緣根部植入鋼筋，架設新梁。3)對應焊接舊橋翼緣處與新橋翼緣預留鋼筋以及新、舊橋面層鋼筋。4)新、舊T梁外側橫隔板處植入鋼筋。5)整體澆筑橋面層、濕接縫及橫隔板。

變寬加寬段上部結構采用現澆鋼筋混凝土箱梁，下部結構為柱式墩、樁基礎。變寬段拼接方案見圖3。

拼接方案具體如下:

1)拆除原橋外側護欄，鑿除外側100 cm范圍的橋面鋪裝及T梁懸臂。2)原橋翼緣根部植入鋼筋，架設新梁。3)對應焊接舊橋翼緣處與新橋翼緣預留鋼筋以及新、舊橋面層鋼筋。4)整體澆筑橋面層及濕接縫。

圖2　等寬段拼接方案（單位：cm）

圖3　變寬段拼接方案（單位：cm）

3基礎不均勻沉降對加寬橋的影響

3．1不均勻沉降對加寬橋的影響

既有橋梁隨著時間的推移，基礎沉降基本完成，當加寬橋的基礎沉降大于既有橋基礎沉降時，將產生較大的附加內力，直接影響既有橋與加寬橋連接部位的結構受力，使得拼接處產生裂縫。主要體現在以下幾點:

1)橋面鋪裝:新、老橋基礎不均勻沉降將會造成瀝青鋪裝層連接部位破壞，連接處形成縱向裂縫和橫橋向錯臺，影響行車舒適性和橋面外觀。2)上部結構:新、老橋基礎不均勻沉降和新老材料的差異會使上部構造連接處的橫向應力增大，產生裂縫。3)下部結構:新、老橋基礎不均勻沉降產生較大的附加內力，會使蓋梁、系梁連接部位處產生裂縫。

3．2基礎減少不均勻沉降的措施

橋梁局部加寬的關鍵點是新、舊橋連接部位結構的處理，為了減少新、舊橋基礎不均勻沉降對連接部位結構受力的影響，通常采取以下幾種措施:

1)加寬橋盡可能采用樁基礎，并增加樁長;采用擴大基礎時，其基礎或地基必須做特殊處理。2)新橋上部結構架設后，進行預壓。3)增大新、舊橋連接部位的配筋。4)控制新、舊橋上部連接部位的拼接時間。

4　結語

隨著城市經濟與交通事業的發展，城市立交橋的建設數目也在不斷增加。為了實現車輛不需繞行，行駛路線短捷，交通流的快速轉換，需要對既有橋梁進行局部拼寬，使橋梁加寬段與匝道連接成樞紐工程。本文結合設計實例，提出橋梁加寬設計方案的構思，主要介紹了加寬橋梁的跨徑布置，新、老橋加寬連接方式以及加寬拼接方案。最后，分析了不均勻沉降對加寬橋的影響以及減少基礎沉降可以采取的措施，對同類條件下橋梁局部加寬設計有參考意義。

參考文獻:

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［2］王海艷．高速公路橋梁拼寬改造設計［J］．北方交通，2013 (3):73-75．

［3］陶璇．市政橋梁的拼寬加固設計［J］．黑龍江交通科技，2013(6):105．

Discussion on local widening design of urban overpass bridge

Yang Yang
(CCCC First Highway Consultants Co．，Ltd，Beijing 100073，China)

Abstract:Combining with local widening design example of the urban overpass bridge，the paper describes the bridge widening design scheme，and introduces the bridge span-diameter setting and widening connection method．Through analyzing the impact of uneven subsidence upon widening bridge，it puts forward measures of reducing foundation subsidence，which has provided some guidance for similar bridge widening design．Key words:bridge，widening splicing，connection method，uneven subsidence

作者簡介:楊揚(1982-)，女，工程師

收稿日期:2015-10-22

文章編號:1009-6825(2016)01-0173-03

中圖分類號:U448．17

文獻標識碼:A