對城市橋梁拓寬設計的思考

魏汝海

摘 要：經濟的發展，城鎮化進程的加快，促進城市橋梁建設項目的增多。隨著車流量的增加，一些城市橋梁已經無法滿足現有的交通量，出現了嚴重的擁堵，需要對其進行拓寬處理。本文就城市橋梁拓寬設計進行探討。

關鍵詞：橋梁;拓寬;拼接

橋梁拓寬主要是指在既有橋梁的基礎上，通過新建、增設、拼接等方式，加大橋梁的寬度，達到提升通行能力的目的。橋梁拓寬既是經濟發展對交通建設提出的實際要求，也是經濟發展導致交通建設必然出現的結果。

一、拓寬橋梁的主要原則

目前我國正在大力興建各類現代化的城市基礎設施，城市道路當然也在此之列。可在此期間，由于城市的發展和汽車保有量的增加，對道路通行能力的要求也越來越高，許多橋梁存在運營多年、承載能力低、寬度不足等問題，急需改建拓寬，來滿足日益增長的交通需求。發展城市交通，讓人們的出行更加方便，解決交通擁堵，減少道路負荷，加大使用率具有其現實意義，而相對應的橋梁改建拓寬設計也成為了大家不得不重視的事情。在確定橋梁拓寬之前，我們需要對舊橋梁進行檢測、勘測及分析，在掌握舊橋基礎資料后，再進行橋梁拓寬設計。橋梁拓寬首先要滿足以下幾個原則：①堅持橋梁拓寬是解決舊橋寬度不足的最好方式的原則，避免大規模拆除新建而造成投資浪費;②城市橋梁拓寬方案應根據實際情況合理選擇，不能生搬硬套;③合理確定新舊橋梁之間的銜接方式;④重視新舊橋梁間銜接部位的承載能力。

二、橋梁橫向拓寬設計的一般要求

（1）早期已建道路交通壓力較大，尤其是部分城市交通密集區域，既有橋梁往往病害較多，其承載能力不一定能滿足實際使用需求，但如經技術狀況評定能維持正常使用功能時，方可考慮對橋梁維護加強后進行擴建拓寬。（2）城市橋梁進行擴建拓寬時，應綜合考慮既有橋梁周邊環境條件、地下管線、交通需求等多方面制約因素，提出適合的拓寬方案，并進行多方面比較分析。（3）新舊橋梁跨徑布置及上、下部結構形式應盡量統一，下部墩臺結構應盡量與既有橋梁墩臺外形保持一致，基礎形式應綜合考慮施工空間及施工過程中可能對原橋產生的影響，以長春市為例：長春地區屬平原地區，地勢平坦，多為粉質粘土地基，既有道路市政管線排管較多，情況較為復雜，且部分道路周邊建筑集中，因此大部分拓寬橋梁基礎應盡可能的采用鉆孔灌注樁基礎。（4）因大多既有橋梁已運營多年，橋梁拓寬拼接時，新舊混凝土的收縮徐變作用存在差異，會導致連接斷面產生因收縮徐變引起的附加內力;同時，既有橋梁沉降已基本完全，新舊橋梁基礎存在沉降差，同樣會產生附加內力，嚴重時會導致連接斷面位置產生裂縫，降低截面的承載能力。因此設計時，不應忽視新舊混凝土收縮徐變的差異，并控制好新、舊橋梁基礎的不均勻沉降。（5）近年來多部主要橋梁設計規范均已更新，如《城市橋梁設計規范》、《公路橋涵設計通用規范》現行版本分別為（CJJ 11-2011）和（JTG D60-2015），其中車道荷載取值較以往規范有一定的增加。

三、橋梁拓寬設計的常用方法

（一）增設鋼筋混凝土懸臂挑梁

該方法是通過懸臂挑梁將兩側人行道懸挑至橋外，借此增加車行道寬度。這是所有拓寬方法中較切實可行而又方便簡潔的辦法。同時，它還能夠同其他橋梁拓寬方式同時施行。當舊橋檢測和勘測檢查結果能夠符合城市橋梁拓寬要求的時候，就可以使用這種方法來進行橋梁拓寬，進而使整個道路拓寬，提高道路交通通行能力和使用效率，減輕道路通行壓力。需要注意的是，這種辦法的適用范圍較窄，該方法需要中斷交通，在交通壓力較大或不能中斷交通的橋梁上不宜采用。但是它也有優勢，其中最為鮮明的優勢是拓寬工程量小、施工工期短。同時采用這種辦法還可以節約工程投資，避免大拆大建帶來的投資浪費，把節約下來的資金用在其他道路養護維修上，提升道路的整體質量。因此，在投資受限的情況下，從建設管理角度來說其應用面又較為寬泛。

（二）單邊、雙邊新建橋梁

單邊或雙邊新建橋梁是城市橋梁拓寬的一種方法，在舊橋無法滿足交通需求時，需要通過增加橋梁寬度提升舊橋的通行能力。如果舊橋的交通功能不能中斷，就無法對舊橋直接進行拓寬施工，此時，就可以采取單邊或雙邊新建橋梁的方式，在舊橋的一側或兩側新建橋梁，以此緩解舊橋的交通壓力，提升道路的通行能力。單邊或雙邊新建橋梁是在舊橋交通不能受阻的情況下進行的，不會和舊橋產生接縫。單邊或雙邊的拓寬形式需要根據拓寬功能、斷面形式和建設條件等進行合理選擇。

（三）上、下部結構均連接

新老橋上部結構通過鉸接、澆筑濕接縫等方式予以連接，下部結構則為剛性連接。該拓寬方法橋梁外觀協調、結構整體性好、路橋銜接順暢、行車適宜性好。但該方法也受新舊結構不均勻沉降影響較大，受力不明確，連接的技術難度較大。如新老結構不均勻沉降控制不好，則易導致下部結構產生較大的附加內力，嚴重時，可能出現裂縫、結構脫離等病害。一般多用于地質條件較好，不均勻沉降發生不明顯的地區。該方法一般主要應用在拓寬寬度較窄，拓寬部分獨立受力存在困難，不得不與原結構連接形成共同受力的整體的情況。由于拓寬部分橋梁基礎沉降往往大于舊橋基礎沉降，會產生較大的附加內力，導致新舊橋梁在連接部位往往產生過大的變形，因此必須采取適當的應對措施：①不管是上部結構還是下部結構，拓寬橋梁的跨徑、梁板形式、下部結構形式、高度等都必須與老橋保持完全一致，以便于新舊橋梁有效連接;②拓寬部分橋梁的基礎應該比老橋基礎更加強大，以便減少沉降量，盡量減小對老橋結構產生的附加內力。

四、城市橋梁拓寬設計的實際應用

（一）設計要求。某城市橋梁需要進行改擴建。經過實地調查和測量，舊橋為3x20m預應力混凝土空心板結構，下部結構為樁柱式墩臺、樁基礎，橋長66m，橋寬18m，含兩側人行道各懸出0.25m。道路為單側加寬，加寬后道路寬度為24m，擴建后橋梁與道路同寬。需要單側拆除舊橋懸出人行道0.25m，再在舊橋單側拓寬6.25m。根據以上實際情況，需要在保證原橋安全運營的情況下，對舊橋進行部分拆除后拓寬。（二）接縫處理方法。①為保證橋面安全，新舊橋之間空心板接縫不大于30cm為宜。舊橋邊板懸臂25cm，將加寬側邊板懸臂混凝土鑿除，保留鋼筋，與拓寬部分空心板預留鋼筋焊接連接，再澆筑接縫混凝土。②接縫澆筑施工時，應該選用具有早強快硬、低收縮、微膨脹性能的混凝土，以確保工程質量。（三）接縫施工時間的選擇。接縫施工應選擇合適的時間進行。在拓寬部分施工完成后立即進行接縫施工，會因為混凝土徐變和新橋沉降，接縫將產生較大的附加內力，造成接縫局部破壞，承載能力降低。由于新舊橋不均勻沉降和混凝土收縮徐變的速度不一致，混凝土收縮徐變穩定的時間遠遠大于不均勻沉降穩定的時間。因此，權衡二者的變化規律，進行接縫施工的最好時間就是新橋完工后3～6個月。在條件允許的情況下，應該盡量選擇新橋混凝土收縮徐變完成70%之后再進行。

五、結束語

隨著我國經濟的迅速發展，眾多城市橋梁已無法滿足使用需求，亟需進行改擴建改造，同時，為保證橋梁改擴建安全合理，設計需針對各類建設條件，因地制宜，采用恰當的設計方案以滿足工程需要。國內橋梁拓寬設計發展已逐漸成熟，橋梁改擴建拓寬技術也更為多樣，但仍需各設計人員不斷總結經驗，研究和設計出更為成熟適用的拓寬技術，為我國橋梁事業的發展做出應有的貢獻。

參考文獻：

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