新舊橋梁拼寬設(shè)計(jì)

陳綏雙

【摘?要】本文以紅光路跨西三環(huán)主線橋舊橋加寬設(shè)計(jì)為例子，著重介紹了舊橋加寬設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)思路及注意事項(xiàng)，供其他設(shè)計(jì)人員參考。

【關(guān)鍵詞】新橋梁;舊橋梁;拼寬

本項(xiàng)目紅光路與西三環(huán)立交節(jié)點(diǎn)是灃東新城規(guī)劃一個(gè)互通式立交節(jié)點(diǎn)，它將城市快速路與主干道快速連接起來，改造后的紅光路西三環(huán)立交可實(shí)現(xiàn)新區(qū)與西安市區(qū)之間的干線交通聯(lián)系，支持灃東新城及西咸新區(qū)兩個(gè)區(qū)域的快速發(fā)展。

西三環(huán)是三環(huán)快速路系統(tǒng)工程的重要組成部分，南起南繞城高速里花水立交，北至西安機(jī)場(chǎng)高速公路六村堡收費(fèi)站，全長17.3公里，紅線寬度100米，主路雙向八車道，設(shè)計(jì)車速80公里/小時(shí)，輔路雙向四車道，設(shè)計(jì)車速40公里/小時(shí)。西三環(huán)路道路橫斷面為四幅路型式，中間兩幅為主路，，有四上四下八條機(jī)動(dòng)車道;外側(cè)兩幅為輔路，有兩條機(jī)動(dòng)車道和外側(cè)非機(jī)動(dòng)車道。中間兩幅主路之間的隔離帶寬度為4米，主路與輔路之間的隔離帶寬度為11米，路側(cè)帶寬9米（其中人行道寬3米，綠化帶寬6米）。

1.1原有主線橋梁介紹

紅光路跨西三環(huán)MRK0+949.844 主線橋全長96.564m，跨徑布置為：（23.135+2×25.147+23.135m）。與道路中心線呈83o48’右偏斜交。橋梁縱坡為0.3%，橋面橫坡為1.5%。橋面全寬32米，其中機(jī)動(dòng)車道寬22米，兩側(cè)人行道各寬5米。上部采用等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，按部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件設(shè)計(jì)，單幅梁體采用單箱四室，橋梁懸臂長度2m，箱梁梁高1.4m。連續(xù)箱梁在縱向及橋墩支點(diǎn)暗橫梁處橫向采取雙向預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)。

橋墩采用圓柱式橋墩，圓柱墩直徑1.3m，橫向共設(shè)4片墩柱。每個(gè)墩柱基礎(chǔ)采用兩根1.2m的樁基支撐，樁長32m，承臺(tái)厚2m。主橋橋臺(tái)采用輕型薄壁橋臺(tái)，其基礎(chǔ)采用兩排群樁基礎(chǔ)。樁徑1.6m，樁長18m，樁基承臺(tái)厚1.6m。所有樁基均按摩擦樁設(shè)計(jì)。

機(jī)動(dòng)車道橋面鋪裝底層采用微膨脹混凝土，面層采用瀝青混凝土。人行道橋面鋪裝底層采用微膨脹混凝土，面層采用彩色防滑地磚鋪砌。機(jī)動(dòng)車道兩側(cè)設(shè)置墻式防撞護(hù)欄，人行道兩側(cè)設(shè)置鋼護(hù)欄。

本橋在道路中心線兩側(cè)主梁按兩幅橋分別進(jìn)行施工，并采用后澆帶形成整體;橋梁墩臺(tái)全部為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。加寬橋梁施工時(shí)需搭設(shè)門式支架，保障三環(huán)的車輛通行，并做好安全防護(hù)及限高、限寬措施。

1.2 原橋驗(yàn)算

新老橋梁采用剛性連接的方式，形成一個(gè)整體。但是由于原紅光路橋梁采用老規(guī)范及舊的荷載設(shè)計(jì)，而且現(xiàn)在老橋范圍內(nèi)增加了一個(gè)機(jī)動(dòng)車道，因此對(duì)老橋單獨(dú)進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，以確定老橋是否需要進(jìn)行加固處理。

老橋上部結(jié)構(gòu)靜力分析采用橋梁博士3.6進(jìn)行計(jì)算。按有關(guān)規(guī)范規(guī)定對(duì)各種作用進(jìn)行不同的組合，對(duì)結(jié)構(gòu)的短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力和持久狀況承載能力極限狀態(tài)、持久狀況正常使用極限狀態(tài)、持久狀況等分別進(jìn)行計(jì)算，各種工況下的最不利應(yīng)力值如下表：

通過分析計(jì)算結(jié)果得知老橋在本項(xiàng)目改造后，仍能滿足受力要求，各處均滿足規(guī)范要求，可以繼續(xù)使用。加寬部分的橋梁設(shè)計(jì)可以采用新規(guī)范正常設(shè)計(jì)即可。老橋自建成至今已正常運(yùn)行9年的時(shí)間，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，老橋狀態(tài)良好，沒有明顯的裂縫，因此我們對(duì)老橋進(jìn)行加寬設(shè)計(jì)。建議施工運(yùn)營階段對(duì)現(xiàn)狀橋梁加強(qiáng)監(jiān)控檢測(cè)和養(yǎng)護(hù)，如發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)檢修加固，保證橋梁安全。

1.3 加寬橋梁設(shè)計(jì)

主線橋原橋?qū)?2米，目前為雙向六車道加多功能車道，本次橋梁升級(jí)改造將使原橋拓寬至雙向十車道，橋?qū)捲黾又?0米，使得橋梁斷面與路線規(guī)劃斷面相匹配。本次紅光路立交改造擬拆除原橋上多功能車道的護(hù)欄，將原有多功能車道變?yōu)橐粋€(gè)機(jī)動(dòng)車道;同時(shí)對(duì)原橋進(jìn)行拼寬處理，兩側(cè)分別加寬9米，對(duì)其進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)連接，由于原有橋梁已建成多年，橋梁沉降已基本穩(wěn)定，因此我們采取“上連下不連”的設(shè)計(jì)方案，即新建上部結(jié)構(gòu)通過植筋的方式與原橋剛性連接，下部結(jié)構(gòu)單獨(dú)設(shè)置，與原橋沒有連接。

加寬部分橋梁與原橋跨徑、斜交角度完全一致，仍采用等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，按部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件設(shè)計(jì)，箱梁梁高1.4m，單幅梁體采用單箱雙室，外側(cè)翼板懸挑2m，內(nèi)側(cè)翼板懸挑1.2m。下部橋墩采用雙圓柱式橋墩，墩柱直徑1.2米，每個(gè)墩柱基礎(chǔ)采用兩根1.3m的樁基支撐，樁長34m，系梁高1m。橋臺(tái)仍采用輕型薄壁橋臺(tái)，與原橋臺(tái)相接。樁徑1.3m，樁長22m，樁基承臺(tái)厚1.6m。所有樁基均按摩擦樁設(shè)計(jì)。老橋橫坡通過箱梁整體轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，為保證橋下凈空滿足要求，加寬橋梁采用水平設(shè)置，橫坡通過橋面鋪裝調(diào)整。

加寬后機(jī)動(dòng)車道橋面鋪裝底層仍采用8cm混凝土作為調(diào)平層，上涂FYT-1防水劑涂層三遍，面層采用9cm瀝青混凝土。施工時(shí)老橋調(diào)平層不變，加寬部分調(diào)平層根據(jù)橫坡做成不等厚度，然后銑刨老橋?yàn)r青層，在新老橋結(jié)合后的橋面上重新鋪設(shè)瀝青層。人行道高度超出機(jī)動(dòng)車道0.25米，面層設(shè)置人行道板，外側(cè)采用金屬護(hù)欄。

1.4 拼寬細(xì)部處理

鑒于紅光路立交的重要性，本次在新老橋梁的連接部分，采用較為成熟的植筋、澆筑濕接縫的拼接技術(shù)。新舊橋梁的連接方法：在原有橋梁的外側(cè)架設(shè)新建部分箱梁，將原現(xiàn)澆箱梁鑿開40cm后露出舊橋翼緣板鋼筋，新建箱梁內(nèi)的懸臂鋼筋需伸入原橋懸臂范圍，和原橋懸臂鑿開后的懸臂鋼筋連接，然后再在橋面現(xiàn)澆混凝土層內(nèi)設(shè)橫向連接加強(qiáng)鋼筋。新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)的拼接細(xì)節(jié)處理好壞是橋梁拓寬成敗的關(guān)鍵點(diǎn)。在設(shè)計(jì)上必須采用合理的拼接構(gòu)造方案，拼接部位的施工過程也很關(guān)鍵。施工步驟一般為三步：一、將舊橋邊梁懸臂拼接部位的混凝土人工進(jìn)行切割、鑿除施工。此步驟為保證結(jié)構(gòu)的安全一般建議采取手工鑿除的方式，并對(duì)作業(yè)面進(jìn)行浮渣清理、清水沖洗。同時(shí)要注意做到切割、鑿除施工時(shí)不能影響道路的正常通行及施工人員的安全等，根據(jù)實(shí)際情況做好防護(hù)措施，比如說設(shè)置防護(hù)網(wǎng)等。二、植筋施工。首先檢查被植筋的混凝土面狀況，再用鋼筋探測(cè)儀測(cè)出植筋處混凝土內(nèi)的骨架筋位置，核對(duì)、標(biāo)記植筋部位，以便鉆孔時(shí)避讓骨架筋。接著進(jìn)行鉆孔、清理孔洞、鋼筋處理、配膠和注膠、插筋、養(yǎng)生等施工步驟，直至植筋施工完成。三、最后就是懸臂拼接部位濕接縫混凝土的施工。此處混凝土的澆筑工藝及相關(guān)施工技術(shù)要求需嚴(yán)格按照施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說明中的條文執(zhí)行，保證拼接部位的質(zhì)量，使得拼接部位足夠牢靠，不要成為橋梁的薄弱環(huán)節(jié)。另外拼寬橋梁下部樁基礎(chǔ)要求采用后壓漿技術(shù)，以增大基底承載力，減小拼寬橋梁的沉降量，保證拼寬部位的連接不至因?yàn)樾吕蠘蛄旱某两盗坎灰粯佣鴮?dǎo)致破壞。

1.5、結(jié)語

隨著社會(huì)的發(fā)展，道路橋梁的改擴(kuò)建工程會(huì)越來越多，對(duì)于擴(kuò)建道路上的既有橋梁，如果經(jīng)驗(yàn)算滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，且根據(jù)《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》等的規(guī)定對(duì)舊橋進(jìn)行技術(shù)狀況等級(jí)評(píng)定為合格，本著經(jīng)濟(jì)合理的原則，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)相關(guān)工程建設(shè)的實(shí)際情況對(duì)舊橋加以利用，對(duì)舊橋進(jìn)行拼接設(shè)計(jì)。

（作者單位：中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司）