桥梁拓宽工程方案探析

桥梁拓宽工程方案探析

张慧鹏

张慧鹏

东明金桥公路工程有限公司

摘要：随着社会经济的快速发展，交通量急剧增大，一些重要国省道干线公路急需拓宽改建。对桥梁拓宽的结构和构造进行研究，既要考虑拓宽结构使用性能，还要考虑施工可行性。对这些旧有桥梁的拓宽改建必须进行科学的检测和方案比选，选择经济可行的方案。

关键词：桥梁；拓宽；工程方案

随着我国改革开放和经济建设的飞速发展，公路和城市道路的现代化建设也在加快进程。大量早期建成投入运营的公路桥梁，服务水平已明显降低，难以满足日益增长的交通要求。早期新建的高速公路或者因为长期使用导致服务性能下降而面临大修，或者因为沿线交通量快速增长而急需拓宽扩建。对于公路改建工程的桥梁拓宽，为了保证设计的质量和提高工作效率，必须在公路改扩建的技术标准和总体方案基础上，对桥梁拓宽的结构和构造进行研究，如何在安全、美观、经济、适用的原则下做好旧桥拓宽改建工作是摆在桥梁建设者面前的一个课题。

一、桥梁拓宽设计施工要求

影响桥梁改建的制约因素很多，从整体上看，桥梁拼接要求和受制约的条件主要有：桥梁扩建期间不允许因桥梁的施工而中断交通，至少要保持单幅双向（单车道）通行；桥梁拼接之后必须形成一座整体桥梁，保证原结构与新建结构之间的变形协调和共同受力；桥梁扩建必须与路基、路面拼接、互通、附属设施改造同步完成，不能滞后，保证总工期目标的实现。因此，在进行桥梁改扩建设计施工时应注意以下要求：

（一）桥梁改建时应充分考虑原桥的技术状况、沿线的地质条件、合理的横向连接方式、新旧桥梁结构的变形协调、新旧结构合理的控制拼接时间以及在不中断原桥交通的条件下合理的新桥施工方法等。

（二）采用改扩建后的荷载标准对原有桥梁、涵洞进行结构验算的主要结论；新建桥梁涵与原有桥梁涵连接（含原有桥梁涵之间的相互连接）方案的必选与论证；原有桥梁涵维修加固方案的比选与论证。

（三）为了便于新旧桥梁的拼接，扩建桥梁与相应的原桥孔径相同或相近，但对于斜交跨越等级航道或等级道路的连续梁桥，受桥下通行净空的限制，拓宽桥梁的孔径应进行方案的详细研究后确定。

（四）考虑到公路扩建后拓宽桥梁因桥面横坡的延续对桥下净空的影响，维持等级航道和等级道路通行净空标准不变，对于拼宽部分上部结构为T梁或箱梁的情况应采取降低通行孔上部结构建筑高度的措施予以保证；对于拼宽部分上部结构为板梁的应采取降低地方道路标高等措施解决。

二、桥梁拓宽分类

桥梁拓宽的分类桥梁拓宽可归结为三类：1.旧桥桥面宽度与承载力均不足。新桥修建半幅后将交通引到半幅新桥，拆除旧桥，待新桥拓宽至全桥，将交通引向全桥。改造后，所有交通由新桥承担。2.旧桥桥面宽度不足。拓宽中，基本不改变旧桥结构，在旧桥的一侧或两侧建新桥，旧桥继续承担部分交通。改造后，新桥与旧桥结构是独立的。3.拓宽后，新旧桥的桥面铺装层连续摊铺，共同作用。

三、桥梁拓宽方案

目前公路桥梁改建加宽按位置可分为单侧加宽和双侧加宽两种方案，按上部结构与下部结构的连接处理主要有以下三种方案：新旧桥梁的上部结构与下部结构互不连接；新、旧桥梁的上部结构和下部结构互相连接；新、旧桥梁的上部结构连接而下部结构分离。

第一种横向拼接形式，桥梁拓宽部分与原桥的上部结构和下部结构均不连接，新、老结构之间留工作缝，桥面沥青混凝土铺装层连续摊铺。该连接方案简化了施工程序，消除了连接的技术问题，但在汽车活载作用下两桥主梁产生不均衡挠度以及拓宽桥大于原桥的后期沉降，可能会造成连接部位沥青铺装层破坏形成纵向裂缝和横桥向错台，影响行车舒适性、安全性和桥面外观，增加后期的养护维修工作。

第二种横向拼接形式，将加宽桥梁的上部构造与原桥对应部位横向通过植筋、加设钢筋骨架、然后浇筑湿接缝连接起来，同时新拓宽桥梁的下部结构（墩台）的帽梁及系梁也通过植筋技术及加设钢筋骨架，浇筑混凝土连接件与旧桥下部结构形成整体结构，将新旧桥梁连为一体。优点是将加宽桥、原桥之间联系成为整体，拼接后桥梁整体性较好。主要缺点是由于加宽桥基础沉降大于老桥基础沉降，由此产生的附加内力较大，可能会使下部构造帽梁、系梁、桥台连接处产生裂缝；上部构造连接处也可能产生裂缝，导致使用功能下降，维修困难，外观不雅。此外，下部构造需采用植筋连接技术，工程成本高。

第三种横向拼接形式，将加宽桥与原桥上部构造横向相互连接而下部构造不连接。主要优点是下部构造不连接，加宽桥梁与旧桥在下部结构之间没有结构上的相互影响，上部构造连接对下部构造产生的内力影响很小。而上部构造连接可以满足桥面铺装的整体化，而且新桥上部结构可以协助旧桥上部结构工作。与新旧桥梁上、下部结构采用互不连接方式相比，也可以提高公路桥梁工程的适用性和耐久性要求。但是上部构造连接后由于新旧桥梁材料特性的差异将产生附加内力，由基础沉降等原因产生的附加内力也使连接部位内力增大。这种新、旧桥梁连接的方式仍要注意新、旧桥梁基础之间沉降差的影响。因此，为减小加宽桥基础沉降量，加宽桥应尽可能采用桩基础，并通过加强地基处理、增加桩长或桩径等措施尽可能减小基础沉降。另外针对上部结构自身产生的较大附加内力，可通过连接部位增大配筋并改善连接构造形式来解决。

总之，旧桥改建工程方案必选必须建立以详实的现场调查和科学检测报告为依据，对涉及工程的改建技术方案、实施过程的可行性、工程经济合理性等各方面都要进行比选，然后从初拟方案中选择出技术合理、施工可行、经济合理的方案。对于工程涉及面广，相关因素复杂多变的桥梁改建方案更需慎之又慎。

参考文献：

[1]李丽娟.浅析钢筋混凝土结构裂缝的结构设计控制原理[J].工程科学.2008.06

[2]丰定过，王社良.抗震结构设计.武汉.武汉理工大学出版社.2003.6