市政橋梁拼寬加固設計研究

朱榮州

（浙江省建筑設計研究院，浙江 杭州 310000）

隨著我國基礎設施建設的發展以及城鎮化的不斷推進，很多地方的交通運輸系統已經成為制約城市發展的重要因素，交通堵塞問題日益突出，對當地經濟的發展和人民的出行造成了很大的困難。只有加大市政道路的綜合整治力度，提高城市交通流量，才是解決城市交通問題行之有效的方法。在市政工程新建和改建的進程中，橋梁的改建是重點也是難點。為了減小對城市交通的影響，目前的市政橋梁整治工程施工大多采用半封閉的形式。因此，在進行市政橋梁設計拼寬時，應根據橋梁的結構類型，選用與之相適宜的設計方案[1]。

1 市政橋梁拼寬設計要求及設計方案

市政橋梁拼寬的基本要求和具體方案要注意科學合理，符合工程的基本情況，保證市政橋梁拼寬后結構受力合理，施工可行。市政橋梁拼寬設計有嚴格的規范標準，并有完善的設計方案。

1.1 設計要求

在市政橋梁拼寬加固設計中，要結合基本要求進行分析，促進寬度加固效果，達到工程實際標準，實現理想的應用效果。市政橋梁寬度加固設計中，要注意結構形式與原橋保持一致，避免橋梁使用時梁體局部開裂，埋下諸多安全隱患。在橋寬加固設計過程中，要及時對拼寬改建中橋梁混凝土的收縮徐變情況進行詳細分析，注意多環節計算的準確性，避免新老混凝土中存在異常的情況。綜上所述，應考慮設計要求和規范，采取科學的方案，保證市政橋梁工程的整體穩定，真正緩解交通壓力[2]。

1.2 設計方案

1.2.1 橋梁拼寬加固設計

對市政橋梁進行拼寬加固設計時，要結合工程實際情況，制定科學的實施方案。橋梁單邊加固設計需要考慮多種因素，如市政橋梁的實際連接，由于原有橋梁側增加恒載，結構整體穩定后的橫向寬度和結構的承載能力，這些都必須滿足標準，如圖1。

有些市政橋梁由于使用多年，存在著較為嚴重的耐久性問題，承載能力相對較差。對這種類型的橋梁進行改建，關鍵是解決新舊橋梁的連接問題，在實際施工時，應盡量避免外部因素的影響，盡量降低橋梁的沉降和變形的影響。

1.2.3 邊梁和中梁設計

市政橋梁拼寬加固設計中，邊梁和中梁是主要部位。如果不能對它們做出科學的判斷，就會影響寬度加固的效果，市政橋梁寬度加固的價值就會喪失。在實際施工中，邊梁和主梁應結合工程施工要求，以便更好地達到施工目的。新老連接結構納入市政橋梁寬度加固設計，橋梁邊梁和主梁的寬度加固設計應達到寬度加固的目的。這種方式的應用是將原有的橋梁側或側護欄或道路拆除，然后增加側梁或側拱的寬度，并以鉸接方式完成寬度結構與主體結構的連接，原橋的承載能力不會因為改造而改變。雖然從應用上看很簡單，但其最大的問題是難以保證橋梁荷載的平衡問題[3]。

2 市政橋梁拼寬設計中新老橋梁拼接方法

市政橋梁與既有橋梁接近上下結構或預留一定的施工空間，或通過橋面鋪裝連接。這種拼接方法的特點是分寬橋與既有橋的上下結構相互獨立，受力簡單明了，對既有交通的影響最小。存在的問題是，由于上下結構分別受力，在地基沉降差、混凝土收縮徐變差等因素的影響下，在接縫寬度處發生撓度差、產生橫向錯位和縱向裂縫，影響路面美觀、行車舒適性和行車安全性，增加維護難度和成本。

2.1 新建橋梁與上部結構連接，與現有橋梁下部結構分離

橋梁上部結構通過植筋、鋼板連接為一體，下部結構相互獨立。這種連接方式的特點是上部結構的共同受力和下部結構的單獨受力，提高了駕駛舒適性和安全性，保證了路面的美觀。存在的問題是，地基沉降不良、混凝土收縮徐變不良等因素引起的附加內力均由接縫承擔，導致接縫開裂，施工對原有交通有一定影響，施工現場如圖2 所示。

圖2 橋梁加寬加固現場

對于這個連接，主要連接方式有：①柔性連接。其結構是在連接法蘭的上表面設置10cm 的鋸縫，縫內填充柔性材料，底部埋設膠條或木條；②半剛性連接。與柔性連接相比，只在搭接法蘭底部設置10cm 的鋸縫，填充橡膠止水帶；③剛性連接。與以上兩種結構相比，使用效果最好，其上部結構整體性好，可使既有橋梁與加寬橋梁上部結構共同承擔受力。

2.2 新建橋梁與既有橋梁上下結構連接

新建橋梁與既有橋梁通過植筋連接，這種連接方式的特點是將橋梁與現有橋梁的上下結構組合成一個整體，共同受力，提高了行車的安全性、平順性。主要問題是基礎沉降不良和混凝土收縮徐變不良會對既有橋梁結構產生較大的附加內力。接縫結構復雜，特別是蓋梁連接施工難度大，施工時必須封閉交通，對原有交通影響很大[4]。

3 市政橋梁拼寬加固設計案例分析

3.1 項目概述

某老橋上部結構為預應力小箱梁，先簡支后連續結構，跨度為3×25m。下部結構是柱式墩、肋式橋臺，基礎采用鉆孔灌注樁。老橋橋寬14.2m，拼寬后總寬度為22.16m。老橋上部結構的拼接方案為:拆除老橋小箱梁的部分橋面系后，通過濕縫與新小箱梁進行剛性連接，現澆橫膈膜通過在原橋上鋪設鋼筋，在新舊橋之間進行剛性連接，下部結構的寬度通過樁墩和肋臺與原下部結構隔開。

3.2 拼寬加固設計方案

老橋小箱梁中段抗彎承載能力偏低是加固設計首先需要考慮的問題。常見的加固方式為：鋪設現澆式橋面，梁底貼鋼板，梁底貼碳纖維布，并設置體外預應力。根據原橋的現狀，結合加固方案對橋梁承載能力進行改進，再充分考慮原橋的損傷、耐久性等因素，選擇底板貼鋼板加固方案為最佳方案。

據統計，老橋小箱梁的邊梁和中梁的位置差異較大，而處于不同位置的側跨、中跨部位的跨中抗彎承載力也各有差異，故分別采取相對應的加固方法。老橋小箱梁的承載力與當前的設計規范要求相符合，不需要再進行加固，在承載力較?。ǖ陀?0%）的情況下，底板要采用兩塊鋼板進行加固。當承載力不足（10%以上）時，應在底板上增加三層鋼板進行加強。鋼板規格必須一致，均使用Q345C 鋼板，每塊鋼板厚度5mm，寬25cm，并在距離其16m 左右的位置上進行粘貼和加筋，Q345C 鋼板的化學成分、力學性能等都符合規定。老橋小箱梁在加固設計后的計算結果（略）表明，其承載能力符合規定。

4 結語

總之，市政道路改建中的一個重要問題就是市政橋梁的拼寬和加固。在實際設計時，應在新舊橋梁之間建立有效銜接，確保結構的受力合理，同時還應盡可能地降低接縫寬度改造的成本。因此，合理正確地選擇改造方案，不僅可以確保橋梁改造的施工質量，還可以最大限度地提升大橋的通行能力。