市政橋梁拼寬加固設計分析

趙宇翔

濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司合肥設計院 安徽 合肥 230000

引言

21世紀，我國經濟空前發展，現代化建設的程度日益提高，交通壓力日益增大，現行的城市橋梁建設標準已難以適應現代交通發展的需要，因此，必須保證城市橋梁安全穩定的運行。在城市橋梁改造中，對橋梁進行拼寬加固是一種科學、合理的做法，可以獲得較好的社會經濟效益。在進行城市橋梁拼寬加固設計時，應充分考慮到現場地質條件，采取科學、合理的施工工藝和技術，以確保整體拼寬設計的經濟性、安全性和可靠性。

1 橋梁拼寬概述

在近期的一些工程項目中，其中有些對現有的橋梁進行了大量的拼寬加固處理，所采用的技術措施基本遵循以下原則：對承載力不足的構件進行補強，從而大幅度地提高其承載能力，在滿足力學性能的同時，又能保證其正常使用。一般情況下，需要進行加固的是橋墩、基礎等承載比較大的部分。可見，橋梁的拼寬加固是對其附屬結構的一種處理。在設計上，對老橋進行拼寬加固處理，與新建橋梁的設計完全不同，要充分利用現有結構，加固相應的結構，加寬截面不滿足部位，在加固施工時，要對新建結構和原有結構之間的徐變不協調與沉降不均勻進行相應地處理，才能達到正常荷載使用的要求[1]。

2 市政橋梁拼寬加固設計的準則

為了保證城市橋梁在施工過程中始終保持良好的工作狀態，需要對其進行加固，一般是以原結構為主體，并根據具體情況進行適當的改造。總之，在進行城市橋梁的拼寬加固時，應嚴格遵守下列原則：

市政橋梁的拼寬和加固，不能對原有的結構產生任何的影響和損壞，應始終圍繞原有的結構進行科學的改造，以保證改造后的橋梁仍能正常使用。

在市政橋梁的拼寬和加固設計中，應著重解決裂縫問題，既要對現有的裂縫進行治理，又要防止新的裂縫出現，保證橋梁在改造加固前后的下變形能保持一致。

在進行市政橋梁拼寬和加固方案設計之前，必須進行相關的調查，以保證對橋梁的實際性能有充分的了解，并制定出有針對性的設計方案，以保證施工的效果。

在進行市政橋梁拼寬和加固工程中，由于拼寬施工易造成橋面下部結構的承載力增大，對下部結構造成一定的影響。因此，在工程實踐中應重視，嚴格遵守有關施工程序，采用科學的施工工藝和方法，盡量降低拼寬對下層結構的影響。

設計市政橋梁拼寬加固工程，不僅要從安全、穩定等方面考慮，還要兼顧經濟、美感、費用的合理控制，以達到預期的經濟效益。

在城市橋梁拼寬加固工程中，必須在原有橋梁的基礎上進行，在改造時，橋梁的性能會受到原有橋梁的各種特性的影響，為了減少不利因素對橋梁拼寬加固施工效果的影響，在設計改造前便需要認真做好各項勘察作業，有針對性的預防，以求確保拼寬加固施工的質量[2]。

3 市政橋梁拼寬加固設計方法及要點

3.1 增加鋼筋混凝土懸臂挑梁

在城市橋梁的拼寬和加固中，添加鋼筋混凝土懸臂梁是一種比較常用的方法。目前，在舊橋的實際應用中，常采用添加鋼筋混凝土懸臂梁的方式，具有更好的承載能力，橋墩設施也能很好地適應加寬加載的要求。在實際應用中，可以對主要承重結構進行改造和加固，在條件允許的情況下，可以適當地調整橫梁的橫向系數，也可以采用粘貼鋼板的方法進行加固，這樣可以更好地提高承載性能。在新建的車輛車道和人行道上，可以考慮拆除原有的護欄、橋面鋪裝層，然后再進行鋼筋混凝土鋪裝層的填充，使新橋板與舊橋板之間的聯系更加緊密，從而達到拓寬橋橋梁的效果。另外，在采用添加鋼筋混凝土懸臂梁的施工中，可以根據具體情況選用兩側拼寬的方法，這樣既能保證橋面局部的通暢，又能減輕交通壓力[3]。

3.2 單邊新建橋梁

在市政橋梁的加寬和加固工程中，如果發現原來的橋梁不具備預想的承載性能，而拆除重建會造成巨大的浪費，或者根據規劃的需要，進行一次單側加寬，要求施工過程中不能影響交通運輸。針對此類問題，提出了一種新的單側新建橋梁方案，既可以提高橋的承載能力，又能在一定程度上保證交通的正常運行。但這種單側新建橋梁在施工過程中也存在著一些問題，例如新橋與舊橋的銜接會出現一些問題，如果連接技術不到位，很可能會影響到整體橋梁的拼寬與加固。因此，為了保證新橋的施工能夠達到預期的效果，應綜合考慮溫度、濕度、地質條件等因素，并根據具體的條件，確定新橋與舊橋的最佳銜接形式。

3.3 增設邊拱

另外，在市政橋梁的加寬和加固中，增設邊拱的應用，其優勢和劣勢都比較明顯。所謂的邊拱，就是在城市道路兩側的護欄和人行道板被拆掉后，根據實際情況，可以適當地增加邊梁和肋條，只要承受自己的荷載就可以了，不需要承擔橋梁的負荷水平分配壓力。但在增加邊拱時，若要增加梁，必須在橋墩頂部增加邊梁或邊肋拱，如發現寬度不夠，應適當加寬蓋梁。這種施工方法雖然總體上比較容易，但并不能有效地提高橋梁的承載能力。另外，如果在橋梁上增設拱肋或主梁，則可能會產生拱肋或主梁的剛度比老橋大的問題，這時，可以有效地承受拱肋或主梁的荷載水平分布系數，從而達到預期的拼寬效果，同時還能提高橋梁的整體承載性能。但是這種方法的工作量比較大，造價也比較高，因此在具體的選擇上要充分考慮到實際情況[4]。

3.4 其他加固設計方法

在市政橋梁的拼寬加固中，采用濕接縫連接、鉸連接和橫隔板連接等方式都是比較有效的施工方式，但在實際施工中要注意這些施工方式的要點，以確保施工的順利進行。在采用濕接縫連接方案時，需要在原橋面的外側設置連接筋，并對預埋件和連接件進行焊接。另外，特別要注意的是，在新橋和老橋的交界處，應使用45cm寬的混凝土進行澆筑。在長期使用中，為了確保新橋與老橋能夠成為一體，且受力相同，應考慮在新橋與老橋的連接處增加一根橫梁，其厚度應控制在30cm左右。在采用鉸縫連接方案時，施工單位應按規定鑿掉原橋梁邊板外側腹板附近的混凝土，然后再用預制中板取代原來的橋梁邊板。尤其要注意的是，在新橋與老橋的交界處，應該設置縫隙，縫隙的寬度可以控制在5cm以內，然后在縫隙上澆筑混凝土。在采用橫隔板法時，應特別注意某些具體的參數，以便對橋梁進行拼寬和補強。特別是在某些特殊的位置，需要在新橋和老橋的梁空心板主梁的連接處，也就是頂部2m到中間4m的位置。當混凝土橫隔板布置完畢后，再由施工人員對新橋和舊橋進行連接，保證受力狀態能夠保持一致性。

4 市政橋梁拼寬加固舊橋拼接方法

目前的市政橋梁拼寬和加固設計，為了保證新橋與老橋的銜接效果良好，必須根據具體情況，可以采用上下均連接、上下不連接和上部連接但下部不連接的連接方式。

4.1 上下均連接的應用要點

與老橋相比，如果新橋的主梁剛度比較大，可以采用上下均連接的方式，從而有效地減少了主梁的荷載。在將主梁上下連接時，采用了橫向植筋的方法，既保證了主梁上部結構的相應部位能有效地結合，又保證了位于下部的蓋梁可以利用植筋技術得到有效地連接。當主梁的上下部連接完畢，再由施工人員進行混凝土澆筑，使其上下兩部分成為一個整體。由于采用上下均連接的連接方式，可以通過混凝土的澆筑，將新橋與老橋的連接處的扭拉變形降到最低。但在實際中，采用上下均連接方式都會出現一些問題，例如，由于橋梁結構、基礎和材料的不同，導致基礎沉降差的增加，從而對橋梁結構的整體穩定性產生不利的影響。

4.2 上下均不連接的應用要點

這種上下均不連接的方法，在實際中很容易引起不良事件，因此很少有實際使用。具體而言，上下均不連接是指不將新老橋梁連接起來，僅在新橋與老橋的連接處留出一道縫隙，并將其用作隔離帶。這種上下均不連接的方法很適合于在小跨徑橋梁上增設一條車道，而不能用于大跨徑橋梁的橋面連接。另外，新建橋梁在使用過程中，新橋和老橋的主梁更易受外界因素的影響，從而產生不平衡的干擾。另外，由于新橋的拓寬，新橋與老橋的地基沉降存在著一定的差別，而且在連接部位容易產生裂縫，影響了行車的安全性。為了解決這個問題，如果市政橋梁的長度很小，可以采用上下均不連接的方式，但不推薦全部采用上下均不連接方法，以免在通車后出現嚴重的開裂問題。

4.3 上部連接但下部不連接的應用要點

在新橋與老橋的橋面連接時，可以局部連接，但主梁可以不連接，即為上部連接，下部不連接。在橋面的連接中，可以考慮在縱縫處增加鋼筋，這樣就能順利地將橋面連接好，然后再進行橋面鋪裝。采用這種連接方法，既保證了橋面不受沖擊，又保證了連接外縫的安全。但這種連接方式在實際運用中也會遇到一些問題，例如，新橋和老橋本身的變形有所不同，從而導致結構的跨徑減小，進而導致連接處產生裂縫，并且不能得到有效的控制。

如果新橋與老橋之間的結構有差異，例如新橋為梁橋，老橋為拱橋，那么，設計人員可以采用上部連接而下部不連接的方式。隨著近幾年城市橋梁拼寬加固老橋的接合技術的不斷發展，盡管采用上部連接而下部不連接的方式，可以取得良好的施工效果，但是在處理地基基礎沉降問題時，仍有很大的不足。地基基礎發生沉降后，橋梁的上部和下部結構之間會產生相互作用，如果不及時進行處理，將會造成連接面的損壞。

5 市政橋梁拼寬加固設計的注意要點

市政橋梁的拼寬加固設計具有特殊性和復雜性，特別是在拼寬設計時，易受各種不利因素的影響，需要特別關注。

在進行市政橋梁加寬和加固設計之前，應收集、分析各種資料，對某些關鍵參數和變化數據進行全面分析，以便以后的拼寬、加固工作能夠順利進行。

市政橋梁拼寬加固過程中，沉降差異對工程質量有一定的負面影響。因此，相關設計人員應積極地采取多種措施方法來對沉降差進行有效的控制，避免市政橋梁的安全穩定受到沉降差問題的影響。

有些城市橋梁的地基基礎將會采用摩擦樁，因此，在進行城市橋梁的拼寬和加固施工時，必須充分考慮摩擦樁的特性，并制訂出一套合理、行之有效的施工方案，例如對橋樁的長度進行適當地加長。

在市政橋梁的拼寬和加固設計時，必須對改造前后的結果進行弱連接計算，在計算時，可以忽略一些不影響計算結果的因素，從而得出精確的計算結果，為今后橋梁的拼寬和加固設計提供參考。

6 結束語

為了達到最佳的設計和施工效果，必須加強對市政橋梁的拼寬和加固設計的研究，這就需要掌握更多的專業知識，有針對性地進行市政橋梁的拼寬加固，特別是要找出影響設計結果的不利因素，并采取相應的措施，以保證設計方案的科學性和有效性，最大限度地延長市政橋梁的使用年限，保證橋梁的使用安全。