公路桥梁拼宽设计

王金龙

摘 要：随着人们生活水平的提高，交通出行的增加，交通運输量急剧增加。很多早年修建的道路工程已不能满足快速增长的交通量的需求，急需拓宽改造。桥梁拼宽改造工程因施工难度大，对交通组织方案影响大，是整个道路改扩建工程的重点，也是改扩建的节点工程。选择合理的桥梁拼宽设计方案在道路改扩建工程中至关重要。本文就公路桥梁拼宽设计展开探讨。

关键词：老桥调查;桥梁拼宽;沉降;基础

随着路网的不断完善和调整，公路节点问题越来越突出，尤其是互通立交面临着衔接问题，导致桥梁需要进行拼宽改造。

一、桥梁拼宽设计原则

桥梁拼宽设计，包括既有桥梁的利用、新建桥梁的设计和新建桥梁与既有桥梁的拼接构造设计等内容。桥梁拼宽设计应根据工程特点，综合确定设计方案，满足安全可靠、耐久适用、经济合理、统筹协调的要求。桥梁拼接应在检测评价的基础上进行设计。既有桥梁总体技术状况评价等级为1类、2类的可原位利用，3类的经维修、加固后达到1类或2类的可利用;拼宽桥梁的新建部分与既有桥梁的结构连接时，应进行整体验算和评价。既有桥梁极限承载能力应满足或采取加固措施后满足现行标准的要求;正常使用极限状态应满足原设计标准的要求。桥梁拼宽新建部分应满足现行设计标准的要求，其上部结构形式和跨径宜与既有桥梁保持一致。桥梁拼宽设计应考虑新结构与既有结构之间的基础差异沉降、结构差异变形、混凝土差异龄期等因素。

二、桥梁拼宽技术要求

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2015）和《公路改扩建设计细则》（JTG/TL11一2014）等相关规范要求，拼宽桥梁需满足如下要求：（1）拼宽桥涵结构与既有桥涵结构连接时，应进行整体验算和评价。既有桥涵极限承载能力应满足或采取加固措施后满足现行标准的要求;正常使用极限状态应满足原设计标准的要求，并应在设计中提出有针对性的运营管理和维护措施。（2）改扩建桥涵设计，包括既有结构物的利用、新结构物的设计、新结构与既有结构连接等内容，应根据改扩建工程的特点，综合确定设计方案，满足安全可靠、耐久适用、经济合理、统筹协调的要求。（3）桥梁拼宽上部结构形式和跨径宜与既有桥梁保持一致。（4）单侧拼宽时，车道转换带范围内的桥梁上部结构应进行连接。（5）在满足承载力要求的前提下，同一墩台处新建部分的摩擦桩桩基长度不宜小于既有桩桩基长度。（6）应结合接缝设计，合理确定交通组织方案，安排施工工序，做好接缝的施工方案设计。（7）同一幅内新建部分的伸缩缝位置，宜与既有桥梁对应设置，且宜整条更换。

三、拼宽桥施工技术手段流程

首先要进行的第一个阶段是：在工程项目施工前，测量队应该及时对老桥以及原本地面标高进行反复测量，反复核对无误之后，才可以进行施工。第二阶段则是在施工的过程中加宽桥梁的桩基、墩柱以及盖梁等部位，并且预留出桥梁钢筋，接下来就应该进行切割老旧护栏以及其周围混凝土设备，切除老旧桥梁的边板挑臂和盖梁挡块等装置，并且按照加宽桥梁的T梁进行两片桥梁之间湿接缝浇筑工序。第四阶段是应该进行植筋工艺手段，要严格按照钻孔、清孔、吹孔到注胶、植筋以及养护的步骤流程，绑扎牢固桥梁上使用的钢筋，浇筑系桥梁混凝土，以便可以顺利完成新老系桥梁拼接。第五阶段是进行焊接，特别是焊接新桥和老乔之间的横隔板以及翼板钢筋连接等，尽最大程度布置好拼接带横隔板以及相关的整体化层钢筋、混凝土。并且在较短的时间之内紧紧封闭交通运输，不可以允许任何车辆、压路机等重型机械设备通过，在桥梁拼接带进行浇筑的情况下进行混凝土的补偿收缩。最后一个阶段就是在施工的末期进行加宽部分、拼接带桥梁和桥面的铺装，以及及时的拆去施工时安装的临时护栏。

四、公路设计中桥梁拼宽设计

（一）上部拼宽方案

桥梁拼宽设计中，常用的桥梁加宽方案主要有3种：①上部结构与下部结构均连接;②上部结构与下部结构均不连接;③上部结构连接，下部结构不连接。新老桥梁上部拼宽方案中可采用有缝连接、铰接、半刚接、刚接等多种形式。新老桥梁横向加宽采用有缝连接时，行车过程中受力比较明显，新建桥梁和老桥各自独立，相互影响几乎很小，但是在运营中桥面维护成本较高;横向连接采用铰接时，在桥梁设计时采用桥面板连接，行车过程中只传递剪力而无弯矩，受力较明显，这在中小型桥梁拼宽设计中较常见。横向连接采用刚性或者半刚性连接时，设计中经常采用加厚桥面板或者采用横隔梁连接，该方案在行车过程中可以传递剪力和弯矩，减小新老桥梁沉降差异，但是该结构形式连接受力较模糊，施工期对技术要求较高，运营期新建桥梁对老桥影响较大。

（二）桥梁的检查、评估、结构定性分析和验算

在桥梁进行加宽操作之前，应该及时对公路的结构物进行检测度量，并且，使用相关的计算机结构应用软件对全线桥梁进行多次承载力度的研究和计算。依照相关的经验进行检测、验算，最后得出的结论在进行桥梁加宽操作之前对公路桥梁进行补强操作，使得其可以尽量保证满足标准规范的要求准则。同时，相关的技术人员还应该进行荷载试验以及相关的结构分析，但是对于很多超载车辆并没有进行考虑和应用。

（三）桥梁下部方案

新建桥梁下部结构的加宽设计主要考虑减小新老桥梁基础的差异沉降，避免因差异沉降造成上部拼宽连接处桥面板破坏，形成纵向裂缝。基础设计时尽量选择桩基础，如果老桥采用桩基础，拼宽桥梁设计时，桩长应比老桥桩基长;当地质条件较好时中小桥梁也可以采用扩大基础形式，但应在设计中考虑减少新老桥基础沉降差的措施，如果老桥为扩大基础，新桥也采用扩大基础时，应避免拼宽桥梁基础开挖时对老桥基础产生的破坏影响。为避免强风化泥质砂岩具有遇水软化、崩解的特性，如拼宽桥梁桥墩采用扩大基础，基础开挖时，如雨水进入基坑，造成基岩土层地基承载力基本容许值下降，势必对老桥基础产生破坏，为避免这一现象，拼宽桥梁采用桩基础设计方案。

五、拼宽桥设计及施工注意事项

（1）拼宽桥设计、施工需考虑拼宽段既有桥梁的现状条件、施工条件、运营状况、场地地质条件等相关因素，综合选择桥梁拼宽形式。（2）新建拼宽桥跨径及分联与既有桥梁保持一致，即按照“结构同型”原则进行拼宽，同分联、同跨径、同桥型。（3）为减小因新建拼宽桥混凝土收缩徐变引起的上部结构附加内力，对新建拼宽桥组合箱梁架设并完成体系转换后，需对上部结构组合箱梁预压不小于10。天，预压荷载按1.2倍的二期恒载+1.4倍的车辆荷载，之后才可浇筑湿接缝混凝土。（5）为减小湿接缝后浇带混凝土的收缩徐变引起的开裂及附加内力，湿接缝浇筑采用UEA补偿收缩混凝土。（6）同一幅内新建部分的伸缩缝位置，与既有桥梁对应设置，且整条更换。

六、结语

桥梁加宽设计，不仅要考虑新建桥梁部分本身，还要考虑对既有桥梁的利用、新建桥梁对既有桥梁的影响、桥梁拼宽后的整体性要求，以及对交通的影响等因素，所以桥梁拼宽设计有其特殊性和复杂性。应根据工程实际具体分析，在保证安全的前提下，科学论证，提出合理的拼宽设计方案。

参考文献：

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