改擴建橋梁拼寬設計要點分析

戴穎娟

（宜春市交通運輸事務中心，江西宜春336000）

0 引言

在橋梁改擴建工程項目設計的階段，橋梁拼寬設計水平的高低，對后續工程項目的開展有著一定的影響。因此，在橋梁拼寬設計之前必須要嚴格按照橋梁改擴建拼寬設計的原則，對涉及的細節進行綜合研究，同時要將各種新理念、新方法應用到實踐當中，如此才能夠達到改擴建橋梁拼接加寬設計的需要。

1 改擴建橋梁設計原則

一是橋梁的拼接加寬施工必須達到安全性的標準，充分利用原橋梁結構形式，以達到降低成本、提高效益的要求。在拼接前，必須進行現場的全面評估分析，確定合適的設計方案，以保證拼接施工效果和質量。二是拼接結構應用樁基礎的橋梁形式，上部進行連接，下部則不連接。三是橋梁新建、改建的施工前，必須對當地的河道、灌溉、洪澇設施等進行全面了解，以保證橋梁標高符合使用要求。四是拼接加寬的橋梁下部結構，原則上是應用樁基礎的形式，如果地基條件比較好，可以使用原橋梁的地基結構形式。五是改擴建道路存在主線上跨被交等級路的形式，或者被交等級道路上跨主線等，發現現場無法滿足要求，必須經過多方面分析研究，確定合適的設計方案，保證項目施工效果。六是拼接過程中，最好選用跨徑相同、結構形式一致的設計方案。七是要想滿足運行效果，通常還要落實罩面修復以及改擴建加寬施工凈空尺寸等方式，對于拆除重建或者新建的上跨高速公路橋梁凈空尺寸應該適當的增大[1]。

2 原有構造物拆除重建情況

初步設計環節，如果存在下述的情況，則考慮要進行橋梁拆除重建：其一，原橋梁結構已經存在很嚴重的缺陷問題，加固施工根本無法滿足應用的要求。其二，加固之后承載性能雖然可以滿足要求，但是使用效果比較差，還會有安全隱患的問題發生。其三，原橋難以滿足防洪的要求，需要頂升處理，但是經過分析后發現，頂升施工會給結構造成巨大的損壞，無法滿足運行要求。其四，加固頂升橋臺改造施工的總成本占到拆除重建成本的50%以上。

3 改擴建段、新建段橋梁設計

某高速公路項目是我國交通設施的重要組成部分，穿越多個省份，總長度為500km，設計為雙向四車道的結構形式，路基結構寬度尺寸為37m。對于該項目進行改造施工中，選擇應用的是“兩側拼寬為主、局部分離”的基本原則，將原四車道擴建為八車道的道路形式，同時還包含有互通立交等結構部分，需要充分利用老路形式。因為舊橋的寬度尺寸無法滿足當前要求，所以需要進行拼寬改造施工，以達到工程的運行標準和要求[2]。

4 拼接方案的專題研究

4.1 拼寬結構形式

根據設計方案要求，橋梁拼寬采用上部連接、下部不連接的形式。對于任何橋梁結構進行原結構拼接施工時，都必須遵守我國的國家法律法規的標準以及行業規范的要求，滿足實際應用的要求。根據目前我國國家標準，在整體鋼結構實心板和鋼筋混凝土空心板拼接、預制預應力混凝土連續空心板和鋼筋混凝土空心板拼接等形式中，有著明確的規定和要求，以保證結構的性能符合工程的運行要求。經過實踐經驗分析發現，原橋梁的空心板結構拼接施工，應用的是預應力空心板和現澆整體空心板的形式，新老結構的受力特點、新老結構收縮徐變等方面控制上并無任何的差異，這一方式可以使用，與實心板的拼接效果是完全相同的。但是如果選擇現澆整體板和原鋼筋混凝土空心板拼接施工，對于單孔10m 以及以下的結構施工中可以節約模板使用量，降低運輸成本。預制預應力混凝土T 梁結構形式和預應力混凝土空心板拼接施工，抗彎設計難度比較高，所以一般不會選擇使用這種形式。綜合分析目前的單孔10m 及以下結構會優先選擇應用現澆板和結構物上部連接的形式，其他的結構形式則會使用和原結構完全相同的梁板進行拼接施工[3]。

4.2 原有橋梁邊板(梁)利用研究

拼接施工環節，原有橋梁結構的邊板或者邊梁，是否要進行拆除處理，當前已經展開全面深入的研究。此次研究中，對于已有的橋梁上部結構形成的空心板、實心板、T 梁、工字梁等形式，進行全面的性能檢測工作，在鋼筋混凝土空心板或者實心板更換為中板的結構形式之后，承載性能符合工程的運行要求，其結構可以繼續使用，然后進行邊板懸臂端的切除處理，邊板頂板直徑和混凝土結構采用濕接縫的連接形式，原邊板和新建設的結構穩定的連接；預應力混凝土T 梁和工字梁邊梁進行加固施工，調整為中梁之后可以繼續使用，新舊T 梁之間要布置現澆橫隔板以及現澆面板的結構，原邊梁和新建設的部分連接性能良好。如果要將原橋邊梁結構拆除處理，次邊梁就會出現損傷的情況，并且還要重新設置鉸縫的結構，也可以采取植筋的處理方式，但是施工難度升高，所以需要慎重選擇這種處理方式。同時在設計環節要考慮到新舊結構的拼接質量以及拼接方式在設計階段要預留出一定的富余度，以便后續工程施工能夠在該層面上進行優化調節提高整體工程的建設效果[4]。

4.3 橋梁拼接方案的建議

在橋梁拼接施工環節，新老結構的性能、上部結構出現的收縮徐變的問題，都會對新老基礎結構產生很大的影響，所以設計人員必須結合現場設計情況，展開全面的分析和研究，尤其是細節部分的受力，必須做好全面分析和控制，以保證結構受力條件符合要求，對于保證橋梁運行效果有重要的作用。基于此，需要采取如下的應對措施：其一，如果現場條件允許，應盡可能延長接縫施工之前的空心板放置的時間，以6 個月以上為宜，同時還要落實兩側接縫以及支座相應位置上的接縫配筋施工。其二，新拼寬橋基礎應用的是樁基結構形式，保證新老橋梁的基礎沉降差不超過5mm，需要適當的加長樁體結構，或者采用增大直徑、擴大支撐結構范圍等措施，以保證新老樁體的沉降量得到有效的控制。其三，更換老橋梁的支座結構形式，新橋梁的支座也需要做好各個方面變形的控制，以達到結構性能的要求。其四，需要選擇合理有效的措施，做好梁端結構的控制，不會因為收縮變形而導致結構橫向位移量超出技術標準。其五，對于長聯T 梁要實施解聯處理，一聯跨的數量在5 跨以內，且兩側的隔板結構需要布置構造鋼筋，以達到結構強度與剛性的要求，滿足整體運行功能的標準和要求。同時，在該項工作開展階段對于涉及的拼寬位置要做好性能的測定，以提高整體工程項目的施工效果。

5 改擴建橋梁設計

設計人員經過初步設計和研究，在結構拼接方案進行全面的分析和研究之后，總結出必要的擴建施工方案，主要是如下幾個：其一，原橋梁結構的承載性能比較差，為了能夠降低因為拼接施工而導致的負面影響，會將原橋局部位置上的翼緣結構切割掉，有效減小拼接梁距。其二，拼接位置上的結構要達到可靠性、穩定性的要求，可以在接縫的位置增加配筋以滿足結構運行的要求。其三，拼接施工中，新建設的結構部分需要加強控制，保證沉降處于合理的范圍內，一般會選擇增加長度、直徑或者擴充等方式，對于新結構進行預壓施工，延長接縫的澆筑時間等。在此次高速公路項目中，原橋梁結構上部施工的形式比較多，比如混凝土T 梁、預應力連續空心板梁、預應力混凝土連續箱梁、簡支梁等結構形式，而下部結構的形式也比較多，比如柱式墩、薄壁墩、重力式橋臺等等，基礎結構主要是鉆孔灌注樁以及擴大基礎等形式。在該項目施工中，先進行半幅分段建設施工，另外半幅正常通車運行，交替施工以完成整個工程的運行。半幅分段建設方式與整體建設的原則是不同的，所以造成左右幅孔徑、結構形式都是不同的，左右兩側還會存在構造物的影響，原橋10m 及以下的孔徑梁板長度為橋臺間垂直間距，和常規意義上的板長是不同的，所以造成了跨徑梁體長度會因為角度的變化而變化，所以要結合這一情況，選擇合適的施工方案，以保證工程的質量合格[5]。

6 結語

目前我國高速公路項目運營數量已經非常多，新建設的項目數量日益減少，所以我國開始全面進行舊橋拼寬改造施工，這是必然發展趨勢。在改擴建橋梁拼寬設計環節，了解原橋結構形式和運營狀況，確定合適的設計方案，消除不利因素的影響，為橋梁運行質量提升奠定基礎。