市政桥梁拼宽加固设计方法探讨

胡江　骆春雨

摘要：在市政公路改造过程中，加宽主要集中在桥梁路段和路基段。为了保证工程施工的顺利开展，提高公路工程的施工质量，需要科学地进行拼宽加固设计，选择合理的加固方案。文章以实际工程为例，对市政桥梁拼宽加固设计原则进行了分析，然后对市政桥梁拼宽加固设计方法进行了探讨。

关键词：市政桥梁；拼宽加固；设计方法；市政公路改造；桥梁路段；路基段 文献标识码：A

中图分类号：U442 文章编号：1009-2374（2016）31-0086-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.043

随着我国城市建设的不断发展，城市交通运输量不断增加，为了缓解交通压力，需要对道路工程进行改造。在桥梁拼宽施工过程中，原结构和拼宽结构的连接是施工中的重点，合理地进行拼宽设计不仅会显著提升桥梁的通行能力，同时可以提升桥梁的承载力，提升桥梁的质量。在实际设计过程中，需要根据桥梁工程的具体情况进行拼宽设计，制定合理的施工方案。

1 工程概况

某市政桥梁工程总长度为203.5m，上下行分离式断面，上部结构使用预应力混凝土空心板梁，设计跨径为20m，梁板高度为0.85m。横向预制板之间使用铰缝进行连接，主梁预制空心板的上部采用现浇混凝土结构，现浇厚度为10cm，预制空心板梁和铰缝采用C30混凝土。

2 桥梁拼宽的基本特征以及设计准则分析

2.1 对桥梁拼宽的基本特征进行分析

2.1.1 当前我国城市道路交通压力相对较大，而且城市桥梁交通下面布置着许多市政管线，特别是部分光缆，受到市政管线迁移费用高和其他因素的影响，所以在改造陈旧桥梁时应当尽量简单。在改造的过程中应当保留旧桥梁的基本构架，并对旧桥单侧以及双侧使用拼宽设计方法。在实际施工中应当要先对桥梁交通组织进行设计，并确保道路交通畅通。

2.1.2 新旧桥桥梁上部包含有预制空心板、预制T梁、预制小箱梁和现浇板梁以及现浇箱梁等构造，在改造中应使用相同刚度展开拼宽工作。

2.1.3 因为旧桥所运行的时间相对较长，并且桥梁基础沉降已经完全稳定，当完成拼接桥梁基础施工后开始逐渐沉降，新旧桥基础同时也会产生相应的沉降差值，在实际施工过程中应重点降低桥梁沉降值。

2.2 桥梁拼宽的设计准则

2.2.1 在实际施工中应当保持拼宽桥梁基本结构和旧桥梁跨径与形式完全相同，并且保障新旧桥梁实际受力状态与结构刚度差值固定在一个范围内，确保新旧桥梁在相同受力作用下挠度差不能太大，以免新旧桥梁连接处产生裂缝。

2.2.2 在对新旧桥梁空心板主梁结构改造中，应当根据桥梁的实际状况和拼宽法的基本特点来选用湿接缝、横隔板连接和铰接等方案。

2.2.3 在对桥梁进行拼宽施工过程中，应当充分考虑到拼接方案给桥梁下部结构产生的任何影响，并结合施工影响、施工难度、施工规模以及后期维修费用等多方面综合性因素来选择合适的拼宽方案。在实际桥梁拼宽过程中应当对新老地基沉降量和新老混凝土收缩徐变进行综合考虑，并在拼宽桥梁完成安装3个月后再展开新老桥梁连接施工工作，避免收缩徐变影响桥梁的基础结构。

2.2.4 在进行新桥梁上部主梁结构拼宽过程中，所使用的预应力空心板应和旧桥主梁的完全相同，此外还需要通过桩基础巩固措施来加固拼宽新桥，以免新桥因受力不均衡而出现沉降现象，并严重影响着道路交通安全。

2.2.5 在进行桥梁拼宽设计过程中应当始终遵守着安全、经济、耐用及美观等基本准则。

2.2.6 其中桥梁结构实际状况能够通过桥梁外观特点直观反映出来，譬如桥梁混凝土外观平整状况、桥梁表面脱落状况、桥梁裂缝状况以及支座变形状况等，因此应当在拼宽设计前严格调查桥梁的基本结构，以免出现任何疏漏现象。同时针对典型桥梁还可以通过荷载试验和超声波检测方式来对桥梁结构和桥梁实际状况进行相应检测。然后再计算和分析桥梁结构的受状况，判断桥梁结构受力与设计标准受力之间的差异性。

3 桥梁拼宽设计方案分析

3.1 湿接缝连接方案的基本操作

在桥梁拼宽中使用湿接缝连接方案，需要在原有桥梁结构外侧安装上连接钢筋，并焊接连接钢筋和预埋钢筋，同时还要在新旧桥梁接缝连接处采用宽度为45cm的混凝土进行浇筑并将其铺平。

湿接缝连接方案中为了确保新旧桥梁能够形成整体结构，并且所受到的外力是相同的，就需要在新旧桥梁连接处两端再增加厚度为30cm的横梁。

3.2 分析铰缝连接方案操作

采用铰缝连接方案进行桥梁拼宽时，需要凿除原桥梁边板外侧腹板周围的混凝土，然后使用预制中板来代替原桥梁边板，其中新旧桥梁接缝处应当要保留宽度为5cm的缝隙，再使用混凝土铺设于接缝处以连接新旧桥梁结构。

3.3 横隔板连接方案操作方法

使用横隔板方法来进行桥梁拼宽，需要在新旧桥梁空心板主梁接缝处顶端部分，并且距离顶端位置2m与中间每隔4m的部位都布设混凝土横隔板，再连接新旧桥梁结构，使新旧桥梁受力状况完全一致。

4 对比拼宽设计方案的优劣

第一，对拼宽设计方案的影响和优劣进行对比，并将各个方案拼宽的桥梁横断面图进行拟设，详细结构布设图如下所示。

使用有限元软件对拼宽桥梁横向影响进行计算和分析，其中拼宽设计方案对桥梁横向分布影响如图1至图4所示：

第二，根据上述四个分析图可知，在桥梁拼宽设计中使用铰缝连接方案在横向分布影响线相对于湿接缝连接方案与横隔板连接方案更加均匀，也就是说使用铰缝连接方案则表明新旧桥梁结构性能相对较好，而使用横隔板连接方案发现横向分布影响线差异相对大，也就是说新旧桥梁结构性能相对较差。通过计算分析和图样分布得知，横隔板主梁横向分布系数相对于其他结构来说更加均匀，则表明使用横隔板拼接设计方案的新旧桥梁结构连接不好。使用湿接缝连接方案则新桥梁主梁横向分布系数比旧桥梁少，并且主梁横向分布均匀，表明新旧桥梁连接相对较好，能够共同承受荷载力。根据各拼宽设计方案的特点和横向分布系数的实际状况得知，湿接缝连接方案与铰缝连接方案能够保障新旧桥梁结构连接较好，并且能够保障新旧桥梁共同受力。

根据横隔板连接横向分布系数得知，使用该种拼宽方案新旧桥梁结构连接效果没有其他两种方案好，并且当受到荷载作用力时支座就有可能会出现沉降状况，而横隔板也极易产生裂缝，因此在桥梁拼宽设计中最好选择其余两种方案。其中铰缝连接方案还需要将原桥梁边板周围混凝土凿除，施工工序相对复杂，因此通常情况下使用湿接缝连接方案所达到的效果最佳。

5 拼宽设计注意事项

第一，在桥梁拼宽设计中应当要先收集并测量桥梁的结构数据，然后再以这些数据作为拼宽设计的主要依据。

第二，因为新旧桥梁存在着基础沉降差，新旧桥梁连接处极易出现裂缝，所以应当要严格控制新旧桥梁基础沉降差。

第三，若是新旧桥梁使用摩擦桩作为基础结构，那么在拼接连接处应当要确保新桥桩长长于旧桥桩长。

第四，在桥梁弱连接计算过程中应当要分开计算新旧桥梁结构，不考虑两者相互之间所产生的影响，并且新旧结构接缝两边都要按照边梁进行考虑。在桥梁强连接计算的过程中必须考虑两者结构相互之间所产生的影响，并且需要按照整体进行计算。

6 结语

综上所述，市政桥梁工程进行拼宽加固设计过程中，不仅需要考虑新旧桥梁结构连接性和结构受力状况，还需要对拼宽施工经济消耗进行综合考虑。结合桥梁拼宽的基本要求和原则来选用合适的拼宽设计方案，从而全面提升桥梁道路交通施工综合质量。

参考文献

[1] 方益红.高速公路桥梁拼宽改造关键问题分析[J].福 建建筑，2009，（9）.

[2] 黄文波.公路旧桥扩宽加固及连接技术研究[D].华南 理工大学，2009.

[3] 李王辉.石安高速公路预制拼装梁桥加固与扩宽拼接 技术研究[D].长安大学，2014.

[4] 黄燕燕.城市桥梁拼宽设计方式探讨[J].福建建材， 2016，（1）.