淺析地方公路改建工程中舊橋拓寬的設計

于 鑫

寧夏博亞特交通規劃設計院（有限公司），寧夏銀川 750000

當前我國交通運輸行業迅猛發展，地方公路中很多舊橋寬度、承載力無法滿足實際需要，必須要對其進行拓寬設計，在原有道路基礎上改善道路的通行環境，增強原有道路橋梁荷載和使用性能。舊橋拓寬設計中存在較多問題，比如混凝土收縮和徐變、基礎沉降、承載力分析、車速預測等，同時保證舊橋加固的經濟性滿足要求。在設計前需要做好舊橋現狀的全面綜合分析，同時評價舊橋可靠性和承載能力，結合拓寬線路使用要求，明確拓寬設計標準，提高舊橋拓寬設計有效性，本文就此展開了研究分析。

1 橋梁拓寬要求

舊橋拓寬設計的要求集中在以下幾個方面：第一，因為舊橋使用年限較長，混凝土實現了全面收縮，已經完成了混凝土自重作用下的徐變，因此，在拓寬設計過程中，需要對新增混凝土自重、收縮和徐變等方面情況有充分的分析考慮；第二，通過橋梁拓寬方式能夠實現對舊橋橋面寬度問題的有效解決，但是在問題解決過程中需要處理好新橋與舊橋橋面連接方面問題；第三，舊橋拓寬設計如果采取單邊新建橋梁方式，具體設計期間需制定科學合理的設計方案。

2 橋梁拓寬基本方式

橋梁拓寬方式包含單邊新建橋梁、增設鋼筋混凝土懸臂挑梁、增設邊梁、增設主梁或拱肋等，具體表現在以下幾個方面。

2.1 單邊新建橋梁

單邊新建橋梁方式的應用條件集中在以下幾個方面：第一，原有的公路進行了單邊拓寬改造；第二，原有橋梁無法滿足當前交通通行實際需要，需要對其進行改造，同時還必須要維持交通通暢；第三，原有橋梁閑置放棄過于浪費，在降低其荷載標準使用等情況下，可以在一側新建橋梁，使其承載能力和通行能力得到提高和改善。

2.2 增設鋼筋混凝土懸臂挑梁

這種橋梁拓寬改造方式最為常見，可以聯合橋梁加固補強措施使用。如果舊橋的基礎、橋墩等部位能夠正常使用，滿足橋梁拓寬在荷載方面要求，可以將兩側的欄桿和人行道等拆除，在主要承重結構上給予合理的加固，鑿除舊橋橋面鋪裝層，之后澆筑鋼筋混凝土橋面鋪裝層，加寬墩臺蓋梁，進行人行道懸臂梁、車行道懸臂板以及人行道道板欄桿的布設與安裝工作，以此達到拓寬橋梁的目的。這種舊橋拓寬設計方式在拱式橋以及梁式橋方面有著非常好的應用效果，同時比較適合應用在有雙側拓寬需要的舊橋拓寬設計中，不需要拓寬橋墩，加固工作能夠在短時間內順利完成。

2.3 增設邊梁、邊拱

將一側人行道板和欄桿拆除，增設邊梁或邊拱，通過這種方式拓寬橋梁。也可以將兩側人行道板和欄桿拆除，再相應設置邊梁或者邊拱，拓寬橋梁。原主梁與新增的邊梁之間選擇鉸接方式，新增的邊梁只需要承載自重、人行道荷載和人群荷載，不受原主梁剪力影響，這種拓寬方式在實際應用中需要提前分析橋墩頂寬度是否滿足新增梁、拱等放置要求，如果未能達到要求，還需要采取墩帽拓寬處理措施。

2.4 增設主梁或拱肋

有些舊橋改造不僅需要拓展橋梁寬度，同時還需要適當提高橋梁承載能力，在這種情況下，可以選擇增設主梁或者拱肋方式，注意增設主梁需要對舊橋的墩臺梁蓋寬度有充分考慮，如果墩臺蓋梁寬度不滿足要求，則不能使用該方式。新增的主梁或者拱肋在剛度方面要遠遠大于舊橋，能夠使原有橋梁主梁和拱肋的荷載橫向分布系數得到有效控制，不僅可以實現對橋梁寬度的拓展，同時還能使橋梁承載力有明顯提升。

3 地方公路改建工程中舊橋拓寬設計

3.1 橫向連接方式

橫向連接方式有三種：第一，上部結構與下部結構不連接。為了避免拓寬橋與原橋之間相互影響，出現受力不明確情況，同時降低施工難度，橋梁拓展部分與舊橋上部結構、下部結構互不連接，結構之間留有一定的工作縫，在瀝青混凝土攤鋪方面，選擇連續攤鋪方式。這種連接方式能夠實現對施工程序的簡化，使連接技術方面問題得到有效處理。但是受到汽車荷載等作用，兩橋主梁的不均勻沉降以及拓寬橋后期的沉降，非常容易導致連接部位瀝青鋪裝層出現縱向裂縫，對行車舒適性和安全性產生嚴重影響，增大后期養護工作難度和養護量。

第二，上部結構與下部結構連接，為了使原橋與拓寬橋梁之間形成一個完整的整體，實現對基礎不均勻沉降、溫度荷載等荷載的有效控制，避免新橋與舊橋連接位置出現過大變形，可以選擇植筋、澆筑濕接縫等方式將橋梁上部結構與原橋對應部位相互連接，原橋下部結構橋墩、系梁等也可以通過植筋以及澆筑濕接縫等方式與新橋相互連接，再通過混凝土的澆筑形成一個完整的整體。這種連接方式在實際應用中還存在一定的不足，新拓寬的橋梁基礎沉降量要遠遠大于原橋，會產生非常大的附加應力，在橋臺連接以及下部結構墩臺蓋梁等位置容易有裂縫出現，不僅降低使用功能，同時還會增大維修難度，影響橋梁整體美觀性。

第三，上部連接、下部不連接。舊橋與拓寬橋梁下部結構的內力不會相互影響，上部結構連接同樣不會對下部結構內力產生過大影響。上部結構連接后，因為新舊橋梁在建設材料方面的差異性，容易有附加內力出現，同時受到基礎沉降等因素影響，連接部位將會存在非常大的內力。在具體工程項目中，為了實現對拓寬橋梁沉降量的有效控制，盡量采取樁基方式拓寬橋梁，同時利用擴大樁長和樁徑等方式降低基礎沉降量。舊橋在擴大基礎時需要注意新基礎與老基礎之間的協調性，必要時還需要對舊橋的基礎進行適當加固。另外，針對上構較大附加內力，還可以通過增加配筋以及優化連接結構形式等方式加以解決。

3.2 上構拓寬方法

橫向拼接構造在實際應用中容易受到多個方面因素影響，比如，原有橋梁的承載力、耐久性、沉降規律、結構變形協調要求等，在拓寬設計過程中需要綜合多個方面因素考慮，明確舊橋梁和新橋梁的拼接結構。如果公路橋梁的跨徑相對較小，可以選擇空心板結構等，針對不同的上構形式，選擇相對應的上部結構橫向拼接方式。

3.3 下構拓寬方法

在墩臺等下構結構拓寬時，需要盡量與舊墩臺外形保持協調和一致，比如，選擇相同的結構或者選擇樁式墩與柱式墩相互配合等，另外，一字翼墻橋在拓寬時仍采取一字翼墻橋臺方式。在基礎型式選擇方面，需要考慮基礎型式對墩臺的影響，如果有足夠條件，還可以選擇鉆孔灌注樁基礎。在新基礎埋設深度選擇方面，盡量超過舊墩臺基底標高。鉆孔灌注樁基礎在拓寬寬度較小以及樁距不足等情況下有著非常好的應用效果，有著便捷性和經濟性特點。

在橋梁拓寬方案設計過程中需要考慮多個方面問題，比如，舊橋的建設技術水平、區域地質條件、橫向連接方式、結構變形協調、結構拼接時間、交通是否中斷等，做好新橋施工方法的選擇。舊橋橋梁拓寬質量很大程度上受到新舊橋梁橫向連接方式等因素影響，一般拓寬拼接多選擇同跨徑和同結構方式，各個橋梁需要與自身的實際情況相結合，做好下構形式的合理選擇。

常見的墩臺改建拓寬方式有兩種：一種是使用淺基礎拓寬新橋，可以保持樁基與淺基礎相互不接觸，或者兩者共同受力，如果樁基礎與淺基礎相互不接觸，還需要樁基、樁基礎之間完全脫離，如果樁基礎與淺基礎共同受力，可以實現負荷的共同分擔；另一種是拆除舊橋樁基礎，利用舊橋樁基礎實現對新橋的拓寬，但是在實際施工中，舊橋拆除難度大且作業工序較為復雜，還會一定程度上降低橋梁實際承載力。所以施工過程中，要求施工單位結合實際情況科學合理的選擇基于橋梁墩臺改建拓寬舊橋的方法。

新墩臺施工會對舊墩臺產生一定的影響，如果選擇打樁基礎，人工打樁方式在打樁過程中會產生較大的振動，對周邊舊基礎形式有嚴重影響，舊基礎容易出現彎曲、側移等情況，在打樁過程中必須要提高對打樁速率控制重視度。如果選擇明挖施工方式，在墩臺拓寬過程中做好新墩臺基坑開挖深度的控制，避免有嚴重坍塌事故出現。如果需要將舊墩臺拆除，還需要保留其中穩定部分，避免基坑中進入過多的水導致發生軟化。

4 結語

公路舊橋拓寬設計不僅要對拓寬部分情況有充分全面的分析考慮，同時還需要做好舊橋原有基礎的分析，在拓寬加固設計前做好相應的調查分析，從長遠性角度出發展開設計規劃，綜合各個方面因素分析考慮，確定最佳拓寬方案。另外，還需要做好工程成本的有效控制，使用最小的投入創造出更大的價值。