桥梁拓宽改建设计方案探讨

罗超

【摘 要】我国改革开放后经济飞速发展，现代化和城市化进程不断加快，国民生活水平得到快速提高，汽车保有量不断增加，早期建设的道路和桥梁已经不能满足日益增大的交通压力。文章分析了桥梁拓宽现状，介绍了桥梁拓宽的横向连接方式及拓宽改建相关规范，在此基础上对桥梁拓宽改建种类及方式进行深入探析，提出桥梁拓宽改建的具体措施，希望对桥梁拓宽改建设计方面提供一定的帮助。

【关键词】桥梁拓宽;桥梁改建;工程设计

1 目前我国交通及桥梁拓宽改建现状

1.1 我国目前交通现状

改革开放40多年来，国民的生活发生了翻天覆地的改变，伴随着经济的发展，越来越多的汽车开始进入普通民众家中，道路交通面临的压力越来越大，国家紧随发展潮流建设了相应的道路和桥梁等现代化交通。很多旧有的投入的公路和桥梁已经“服役”多年，逐渐不能满足因经济发展对道路交通提出的要求，许多问题开始凸现，例如随着车流量的增加，路网不畅、设施不足、交通拥堵等问题越来越突出。原有道路建设时代久远及交通量增加，已经成为交通发展的瓶颈，从长远来看，不利于经济的可持续发展。

1.2 桥梁拓宽改建现状

我国人口众多，人口密集程度高，为了满足经济的发展，我国道路和桥梁建设纵横交错，十分繁杂。不同区域的地理位置和人口密集程度对道路和桥梁的使用功能需求也不尽相同，同时考虑到对自然环境和区域文化特点的保护，为了提升通行效率，缓解道路交通压力，按照区域的发展需求和未来的发展规划，对区域原有的桥梁和道路进行拓宽，不仅能够解决目前的道路交通压力问题，而且是最便捷、最环保且能够最大限度地确保原有道路网正常运行的有效措施。

2 桥梁拓宽的种类及横向连接方式

2.1 桥梁拓宽改建种类分析

结合当前道路发展形势来看，当前桥梁拓宽主要分为3类。

2.1.1 桥梁宽度与承载力均不能满足使用

随着经济的发展，原有桥梁已经不能满足当下车流量的使用情况，宽度远远达不到目前使用要求，部分道路使用年限长且年久失修，出现承载力不足等安全隐患。对于这种问题桥梁，改建的方案不再是将原有桥梁进行拓宽，而是移位建设新桥或原位拆除重建。在移位新建桥梁修建过程中，交通压力仍由旧桥承担，待新桥修成后将交通引入新建桥梁中并拆除旧桥。在原位拆除重建桥梁修建过程中，施工前先做好临时保通的便桥或便道加便涵，待新桥修成后恢复道路交通。

2.1.2 仅桥梁宽度不能满足使用

这种类型的桥梁的承载力和结构安全仍能够满足现行规范的要求，只是因为车流量的增加和桥面宽度不够造成交通拥堵的问题，这种桥梁工程只需要对原有桥面的宽度进行拓宽或改造。桥面拓宽可以从单侧或两侧对桥梁进行拓宽改建，即最大限度地保持原有的桥梁结构，在旧桥的一侧或两侧建新桥，建成之后新桥和旧桥一同承担交通运输压力，并且新桥与旧桥之间结构独立、互不影响。

2.1.3 目前能够满足使用但纳入拓宽计划

这一类的桥梁主要是能够满足目前的使用要求，但随着城市发展和规划，将在未来某一时间节点内达到交通饱和，相关部门为了预防时间节点到来引起不必要的交通拥堵所进行的对未来的规划行为。新桥与旧桥连接紧密，通常在新桥建设完成后，在新桥和旧桥的桥面铺装层连续摊铺，两者间共同受力、共同作用。同时，为了桥面行车的安全和舒适，要求新桥和旧桥在运行过程中保持形变一致。

2.2 桥梁的横向连接方式

2.2.1 桥梁上、下部结构均连接

桥梁拓宽工程需要考虑大量的外界因素，同时为了使新建拓宽桥梁的部分能与原有的部分成为一个完整的整体，工程上目前经常采用浇注湿接缝、横向通过植筋等方案將原有桥梁和新建拓宽部分桥梁的上部结构连接起来，采用同样的方法将桥梁下部结构桥墩等部位用混凝土进行灌浇[1]，使新旧桥梁连成一个整体。目前，很多道路桥梁在扩建中采取这种新老桥梁上、下构均连接的方案。此方案的优势在于：新建结构与原桥形成一个紧密的整体，运行的效果较好;连成一个整体后，整体受力，增强整体抗弯抗折性能。劣势在于：此方案的基础利用原有桥梁的基础，拓宽部分依附于原有桥梁下部结构，投入使用后可能会使连接处出现裂缝，随着投入使用时间的延长，裂缝还将继续扩大，不仅影响美观，还会导致安全隐患及桥体的承载力下降，后期的维修养护工作也很难开展。

2.2.2 桥梁上、下部结构均不连接

桥梁拓宽改建方案对工程施工进度有直接的影响。通过在拓宽部分设置沉降缝，使新老桥梁上、下各部分均不存在连接，在下部结构连接处用沥青麻絮填充，上部结构连接处设置伸缩缝;不仅使拓宽部分与原有桥梁单独受力，避免相互干扰，还能降低施工难度及缩减工期。此方案具有不用考虑横向连接处技术问题、施工方案简单等优点，但存在经投入使用后在车流通行及各种不利因素的影响下导致裂缝出现等问题，不仅影响桥面的美观，还对桥面行驶车辆的安全带来一定的隐患。

2.2.3 桥梁上部结构连接下部结构不连接

根据目前桥梁工程施工技术，新旧桥梁的横向连接方式还可采取单独将上部结构连接的方式，该方式仅将桥梁上部结构连接，新旧桥梁内力间没有影响，桥梁上部结构对下部结构产生内力的影响可忽略。但是连接部分材料的使用的差异将产生额外内力，同时基础沉降也使连接部位内力增大。对于这种方式带来的弊端，通常需通过增强地基强度及增加基桩长度或直径等方式减少基础沉降量，同时拓宽部分材料的选择应与旧桥材料尽可能地保持一致，在工程实施时还要对旧桥梁进行加固处理（如图1所示）。

3 桥梁拓宽改建的基本方式及规范

3.1 现有桥梁拓宽的基本方式

3.1.1 从单侧对桥梁进行拓宽改造

对桥梁的拓宽改建，应结合原有道路实际情况，当原有道路是从单侧进行拓宽改建时，原有桥梁的改建可考虑从单侧对其进行拓宽，这种做法的优点是旧桥的结构基本不变，施工时不影响交通的正常运行，能缓解施工时的交通压力。新桥建成后原有的桥梁仍能够正常运行，承担部分交通压力，同时新桥与旧桥的结构是相互独立的，互不影响。

3.1.2 从两侧对桥梁进行拓宽改造

当原有道路提级改造是由两侧进行对称拓宽时，相应的对桥梁的拓宽也应从两侧进行。从两侧对桥梁进行拓宽改建的主要形式是在原有桥梁的基础上，通过在两侧增设大边梁和独立边梁两种方式拓宽桥梁。采用在其两侧增加独立边梁的方式拓宽桥梁[2]，新增的部分通常被应用于人行道。采用增设大边梁的方式对原有的桥梁进行拓宽时，应加固原有桥梁下部结构以提高旧桥的承载能力，使其能够持久安全地继续服务于社会，更利于对资源的节约和环境的保护。

3.2 规范桥梁拓宽改建

3.2.1 完善桥面连接问题

为了适应时代的发展，解决原有桥梁宽度不足的问题，桥梁的拓宽改建是目前行之有效的方法，但是在处理旧桥和新桥的桥面与两者构造关系方面应谨慎，尤其需要将新桥和旧桥的桥面连接成一个整体，同时要处理好其桥面的连接问题。

3.2.2 完善新增整体结构的设计

通常，需要拓宽改建的桥梁已投入使用多年，桥梁的整体结构在日常温度、湿度的变化及对桥面的承载力和自身的重力作用下，桥梁混凝土结构的徐变大致已完成[3]，这就要求施工团队在对新增桥梁的混凝土结构的收缩徐变和重量等数据进行充分的收集和计算，提出详细的解决方案，避免新旧桥梁混凝土结构连接处出现缝隙。

3.2.3 完善新增独立结构的设计

当旧桥拓宽设计是从单边新建桥梁拓宽时，将原有桥梁和新建桥梁各自作为一个独立的结构，两桥之间结构相互独立、互不干涉，两桥面之间不存在桥面连接的问题。对于这种桥梁拓宽方式，可以不考虑两座桥梁之间的相互作用，在设计方案时，可以将拓宽部分按照新桥梁进行独立设计，按照独立桥梁结构进行施工。设计方案时应慎重考虑新桥施工对旧桥结构的影响，同时新桥施工时应做好详细的施工组织设计，避免给旧桥结构造成影响。

4 桥梁拓宽改建的具体措施

4.1 增加钢筋混凝土悬臂挑梁

该方法可以结合其他桥梁的加固方法一同使用。当桥梁的各部分结构完整如桥墩等结构完整、能够满足桥梁的拓宽甚至提升荷载能力的要求时，对于从双侧拓宽的拱形桥和梁式桥，先将原有桥梁的承重结构进行加固和提载后将原桥梁的人行道和桥面的铺装层进行拆除，通过增加人、车行道的悬臂梁，重新对桥面浇灌高标号的钢筋混凝土，重新安装栏杆和人行道，达到拓宽桥梁、减少整体拓宽工程量的目的。

4.2 增加边梁或边拱肋的拓宽方法

为了达到拓宽桥面的目的，部分靠近城镇有人行道的桥梁，可拆除人行道和栏杆后在一侧或两侧增设边梁或边拱肋[4]，若采取这种方法需要预先测量桥墩的宽度能否达到增设新梁或肋的宽度，若不够应先拓宽桥墩的宽度，该方法新增的结构不承受原来桥梁主梁带来的剪应力，横向荷载的分配较小，只受到自身重量、所添置人行道及在人行道上行人的荷载。

4.3 增加拱肋或主梁的拓宽方法

当旧桥的承载能力不足时，桥梁需要先提高自身的承载能力，然后再將桥面拓宽，可以采用增加主梁或拱肋的形式提高桥梁的承载能力和拓宽桥面。本方法的特殊之处在于新添置的拱肋或主梁的强度要比原有桥梁更大，所以投入使用后通过分配更多的荷载使原桥梁结构分担较少的荷载，起到提高承载能力的作用。这种拓宽方法需要同时对墩台等原有结构进行加宽，所以施工难度较大、时间较长。

4.4 桥墩桥台拓宽改建的基本原则

桥墩桥台的拓宽是将原有墩台的基础结构上对其上半部分进行加宽，使其达到桥面拓宽工程所需的宽度，要求改建后的墩台结构与原墩台结构是一致的。对桥墩下部施工难度较大，地质通常较为柔软且存在水下施工和新老地基在不均匀沉陷等问题，因此墩台拓宽坚持在原基础结构大致不变的情况下对其上部分进行加宽的基础原则。实践证明，这一原则对柱式墩台基础拓宽不大的桥梁有良好的效果。

5 结语

本文通过分析我国交通现状及桥梁拓宽改建现状，了解到经济发展对交通带来的巨大压力及桥梁拓宽改建工程实施的必要性。通过对桥梁拓宽种类的分析，根据桥梁承载力和宽度等实际情况，施工人员可以采取相应的拓宽方案。通过对桥梁横向连接方式的介绍，对桥梁拓宽改建方案有了具体认识，提出了增设钢筋混凝土悬臂挑梁、增设边梁或边拱肋、增加拱肋或主梁3种具体的拓宽方法。

参 考 文 献

[1]闵诗磊.城市桥梁拼接改造设计要点[J].城市道桥与防洪，2017（6）：140-142，19.

[2]孙宁，高鹏，康健.高速公路改扩建项目既有空心板桥的拼宽计算分析[J].中外公路，2019，39（5）：111-114.

[3]吴文清，唐章翔，张慧，等.混凝土连续箱梁桥拼接拓宽后箱梁顶板病害分析[J].中国公路学报，2018，31（5）：63-73.

[4]黄蔺谦.某深基坑工程土方开挖及支护技术分析[J].四川水泥，2019（1）：162.