農村公路舊橋拓寬建設分析

張 琳，柳顏鵬，張煥強，司曉健，張正凱

（濟南市交通運輸事業發展中心，山東 濟南 250000）

引言

鄉村振興和城鎮化的使農村公路的交通量逐年增加，對農村公路行車通暢性提出了更高的要求。農村公路由于早期設計等級低和養護不當等原因，公路路面寬度小、路面結構破壞嚴重，一般公路改造難度小、施工方便。但是農村公路上橋梁的改造，受到舊橋原有設計、現狀、投資、工期等諸多因素的制約，成為農村公路升級的難點。舊橋改造通常有三種方式：重建、加固、拓寬[1]。（1）重建工程量大、造價高，除特殊情況一般在農村公路橋梁升級中較少采用。（2）舊橋加固有利于增加橋梁結構承載力、剛度、穩定性，但無法解決交通量增大需求。（3）對舊橋進行拓寬既滿足技術經濟性又能緩解交通量壓力，是較好選擇。舊橋拓寬對新舊橋拼接設計、施工質量等要求高，往往根據實際選擇不同的拓寬建設方案。

1 工程概況

韓王許東大橋為連接鄉鎮與周圍農村的縣道水東線的重要橋梁之一，是某高新區園區道路匯河大道延長線規劃的重要連接節點，延長線由此橋跨過河道，與泰山路平面交叉。舊橋寬10 m，長100 m，是一座5 孔20 m 跨徑的預應力鋼筋混凝土空心板橋。橋下河道地質從上之下依次為中粗砂、強風化泥巖、中風化泥巖。由于延長線工程建設標準較高，舊橋已無法承擔相應交通量，新路面寬度較舊橋面寬出10 m。同時，舊橋經計算通行荷載符合建設要求，上下部結構狀況良好無先天缺陷和較大病害，綜合考慮到技術、經濟等因素，利用舊橋進行改造拓寬。

1.1 建設原則

（1）改造后橋梁需滿足交通量增長需求，并與縣道延長線順接，使其滿足公路行車順暢、快速、舒適、安全等要求。橋梁改造后技術等級須與公路一致，技術等級為公路-I 級。（2）橋梁改造后延長線公路平曲線符合規范標準，保持路線線形流暢。（3）改造后橋梁上部結構原則上采用與舊橋相同結構形式。（4）設計方案要降低新橋結構變形或沉降對舊橋產生的應力影響，減少由于拓寬拼接方式造成橋面鋪裝的病害。施工方案成熟并能夠采取有效措施降低新橋對舊橋結構的破壞。（5）堅持安全可靠、經濟合理的原則，工期安排緊張，須倒排工期，確保在計劃工期內實現全線通車。

2 可利用方案對比

2.1 新橋與舊橋分開平行布置

新橋與舊橋分開布置，上、下部結構均不連接，這種形式可以避免新舊橋不均勻沉降帶來的不利內力影響，減少新橋施工時對舊橋交通的影響，方便交通導行。無需鑿除舊橋兩側邊緣梁板，施工量小，施工簡單，對舊橋破壞小、費用低。但是兩幅橋面凈距不應過寬，當出現新舊橋沉降差或位移差過大時，在新舊雙幅橋面沿拼接縱縫處產生反輻射病害，嚴重會導致鋪裝層鼓起錯開，影響行車安全，不利于后期運營和養護，故對于此種形式要采取相應措施減小變形量[2]，并加設安全防護設施。

2.2 單側建新橋與舊橋拼接

該方案將新橋布置于舊橋的一側，新舊橋上部結構采用現澆鉸接縫連接，下部結構不連接，建成后組成左右幅，再與延長線順接。該方案建成后橋梁整體性好，新舊橋梁板變形協調性好。但是須注意：（1）應嚴格控制新橋沉降量在容許范圍之內，降低對舊橋影響[2]。（2）加強橋面鋪裝層，新舊梁板加強橫向連接，或二者同時采用，以減小變形對橋面鋪裝的損害[3]。

2.3 雙側建新橋與舊橋拼接

此方案為在舊橋左右兩側建新橋，兩側新橋下設單排橋墩，上、下部結構均相連接。這種橋型布置將舊橋置于完成后新橋的中部，能夠完美對接上、下行路面中心線與橋面中心線，保持公路整體線形平順。該方案有明顯不足：（1）兩側新橋基礎施工對舊橋兩側基礎均造成干擾。（2）不均勻沉降控制難度較大，縱向接縫處橋面鋪裝層容易過早破壞，影響通車安全，增加后期養護費用。（3）舊橋左右兩側布置的單排橋墩與舊橋墩須通過橫向鋼筋混凝土系梁進行剛接，雖能增強整體剛度，但產生較大內力、沉降差、撓度差易使舊橋受力不利。

3 加寬方案

綜合考慮造價、工期、施工難度等因素，經過技術、經濟比較，在減小對舊橋影響的情況下充分利用舊橋進行拼接拓寬。在新橋與舊橋拼接形式的選擇上，應減小二者因沉降或變形不同導致全橋整體受力不利，保證整橋行車安全、舒適。

3.1 基本設計

（1）新橋技術等級為公路-I 級，人群荷載為3.5 kN/m2；橋面路段位于平面直線段上，橋面縱坡為0；橋梁標準橫坡，坡度為1.5%；橋梁抗震設防烈度為7 度。

（2）新建橋與舊橋平行布置，保留舊橋上、下部結構，充分利用舊橋，新橋與舊橋上、下部結構不連接，橋型布置見圖1。新舊橋梁間凈距為1 cm，全橋中心接縫橫向1 m 范圍內采用C50 防水混凝土及角鋼進行處理，角鋼上表面與瀝青混凝土橋面鋪裝齊平，見圖2。

圖1 橋型布置/mm

圖2 全橋中心接縫構造

（3）新橋上部結構采用先張法預應力鋼筋混凝土空心板，跨徑20 m；新橋下部結構根據地質條件，橋墩、橋臺均采用鉆孔灌注樁基礎，為減少沉降量，適當增加樁長。

（4）橋面設計單向標準橫坡，通過改變橋墩、橋臺高度來調整蓋梁、臺帽橫坡，坡度為1.5%。

（5）為滿足行車舒適、安全要求，新橋結構由簡支梁轉換為1 聯連續梁。橋面鋪裝層為10 cm厚C50 防水鋼筋混凝土+二次聚合固化防水黏結劑層+8 cm 厚瀝青混凝土，全橋中心橫向1 m 范圍內采用黃色警示標線進行渠化設計。

3.2 施工注意事項

（1）墩臺基礎施工減小對舊橋的影響，采取措施縮小新舊橋沉降差。新橋樁基礎施工中鉆孔灌注樁的鉆頭沖擊會在土體周圍一定范圍內產生振動，須采取措施降低其對舊橋結構產生影響。采取控制樁孔沉渣厚度、堆載預壓、嚴控樁長、延長橋面鋪裝間隔等措施減小新橋沉降和變形。

（2）舊橋橋面鋪裝層鑿除不得損傷原有橋面板，減小機械沖擊造成橋梁板裂縫，并掌握舊橋面鋪裝層交界處病害。橋面鑿除分兩步：①采用風炮進行粗鑿至橋梁板頂面并留有薄層；②薄層面進行精鑿，采用小功率鑿除機械或人工鏟除等方式，不得使用大功率風炮直接鑿至設計要求深度，碎渣清除干凈并保護好裸露鋼筋。鑿除施工宜從邊緣開始逐漸向中間分段分塊進行，可以先行試鑿，施工中根據觀察鑿除界面顏色、鑿除難易程度來判斷是否鑿除到設計要求處。當出現超長裂縫、大面積開裂等問題時，應立即停止施工，會同建設、設計、監理單位采取修補措施后才能繼續施工。

（3）提高縱向拼接質量。嚴格控制支座及墊石高程，嚴格按照設計要求保證新舊橋凈距，拼接處橋梁板吊裝時加強測量，確保誤差在規定范圍之內。新橋面鋪裝前對界面進行鑿毛或切紋處理，深度不能太淺易在2 mm 為宜，不得破壞鋼筋。全橋中心范圍內縱向接縫水泥混凝土鑿毛、振搗、厚度以及鋼筋規格、尺寸、綁扎等符合規范標準，角鋼與預埋鋼筋連接穩固，保證該區域標高符合設計要求。

4 結語

農村公路舊橋改造，在受力驗算及檢測舊橋結構承載力、剛度、穩定性滿足相應建設要求后，可以積極利用舊橋拓寬改造，技術上易操作性，經濟上有利于降低造價。拓寬改造要結合舊橋實際分析、選用合適的拼接方案，減小拓寬后橋梁整體內力影響，降低施工和養護難度。要著重做好施工過程中質量控制，在鋪裝層鑿除、拼接縱縫施工、墩臺基礎施工等方面注重提高工人責任意識，完善工藝、工法，保證工程質量。