高等級(jí)公路橋梁加寬的研究

孟 來

(石河子公路管理局)

1 前言

當(dāng)今時(shí)代，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的公路運(yùn)輸事業(yè)也隨之發(fā)展迅速，其對(duì)道路的等級(jí)要求相應(yīng)提高。但由于多數(shù)舊路的橋梁設(shè)計(jì)荷載低，橋面的寬度過小，使其無法滿足當(dāng)前的交通需要。加上公路的升級(jí)改造需要很多資金，其中橋梁的修建費(fèi)用占的比例最大，重建橋梁的費(fèi)用較高，造成交通中斷，這要求我國的舊路橋梁必須加以改造。不一樣的橋梁修建方案給公路改造工程帶來很大影響，因此，在公路橋梁加寬工程中，設(shè)計(jì)有效的橋梁加寬方案極其重要。高等級(jí)公路的橋面加寬可分擔(dān)部分荷載，有效的改善舊橋的結(jié)構(gòu)性能，提高其承載力。此外，橋面加寬后，原橋的受力性也得到一定改善，提高其整體結(jié)構(gòu)的承載力，從而滿足了高等級(jí)公路加寬后的通行需要。因此，需要對(duì)低等級(jí)公路進(jìn)行升級(jí)改造。

2 高等級(jí)公路的橋梁加寬原則

2.1 公路橋梁加寬原則

在進(jìn)行高等級(jí)公路的橋梁加寬過程中，應(yīng)遵循的原則:首先，盡最大可能的利用原有的結(jié)構(gòu)，這是橋梁加寬的基本原則;其次，盡可能的使加寬后的橋梁上、下部結(jié)構(gòu)形式和原橋的保持一致，以保證新橋和舊橋間的溫度變形與受力相協(xié)調(diào);最后，橋梁的地基或者基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行特殊處理后才能建造基礎(chǔ)擴(kuò)大的橋梁;最后，采用分離的形式建造新橋，不實(shí)施橋梁的橫向拼接。

2.2 橋梁加寬的技術(shù)原則

根據(jù)原有橋梁上下結(jié)構(gòu)的質(zhì)量情況，制定出橋梁加寬技術(shù)的原則。為避免新建的橋梁與原有的發(fā)生沉降不均而造成的結(jié)合部開裂，為此制定出“新橋新標(biāo)準(zhǔn)，舊橋舊標(biāo)準(zhǔn)”的原則，并對(duì)橋梁進(jìn)行加寬，結(jié)合實(shí)際情況，適當(dāng)加長橋梁加寬部分的基樁長度，以及在拼接前對(duì)其進(jìn)行等載預(yù)壓，以減少新舊橋梁的沉降不均勻現(xiàn)象。公路的加厚，導(dǎo)致橋面的承載力增大，橋下的凈空不足。為解決這些問題，應(yīng)增設(shè)墊石，更換原橋的支座，抬高舊橋的橋梁底標(biāo)高度，重?fù)Q橋面的鋪裝以及更換原橋已損壞的空心板等。

3 高等級(jí)公路的橋梁施工過程

3.1 橋梁施工前的準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行橋梁加寬前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)方案中新、舊橋梁樁位的相對(duì)位置擺放新建橋梁的樁位，以保證新、舊橋梁樁位的位置相對(duì)。通過對(duì)舊橋的標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，以確定其實(shí)際的標(biāo)度，從而確定了新建橋梁的梁頂標(biāo)高。此外，在進(jìn)行橋梁的施工之前，應(yīng)重復(fù)檢測(cè)舊橋蓋梁端部的頂面標(biāo)高，若發(fā)現(xiàn)其頂面標(biāo)高和圖紙計(jì)算中的標(biāo)高不同，可適當(dāng)調(diào)整圖中的標(biāo)高以及調(diào)整立柱的高度，保證舊橋和新加寬橋梁標(biāo)高的順利連接。

3.2 橋梁施工中的注意事項(xiàng)

橋面的加寬是一項(xiàng)加寬改造工程，原橋的結(jié)構(gòu)物是施工控制的依據(jù)。要求進(jìn)行加寬的新橋梁的橫、縱坡均能和舊橋順接，新、舊橋梁的墩臺(tái)橫橋向應(yīng)在同一條直線上。加寬施工放樣以后，如發(fā)現(xiàn)施工圖紙所標(biāo)示的新建橋梁角度、樁位和舊橋的產(chǎn)生誤差，應(yīng)把情況及時(shí)報(bào)告給設(shè)計(jì)代表以及監(jiān)督管理人員，便于設(shè)計(jì)代表及監(jiān)理的核查，進(jìn)而順利施工。另外，施工設(shè)計(jì)圖紙中所標(biāo)注的各橋梁墩臺(tái)樁號(hào)均是通過實(shí)地測(cè)量新、舊兩橋的臺(tái)處伸縮縫位置，以及計(jì)算橋梁的跨數(shù)與跨徑所得，但在施工的過程中，由于橋梁的伸縮縫位置存在誤差，導(dǎo)致各墩臺(tái)的樁號(hào)和實(shí)際樁號(hào)產(chǎn)生差值。因此，在進(jìn)行加寬施工時(shí)，應(yīng)注意橋梁的復(fù)核莊位，通過適當(dāng)調(diào)整舊橋的實(shí)際墩臺(tái)位置為依據(jù)，確保新、舊橋梁的梁蓋順利連接。

3.3 橋梁的上、下部結(jié)構(gòu)相連接

建造新橋時(shí)，其主梁部分的剛度比原有的主梁剛度大，為了減載原橋的邊梁，可連接新、舊橋梁的主梁。其目的在于使橋梁的新、舊部分受力等同外，還減小了原橋主梁的承載力。橋梁的上、下部結(jié)構(gòu)相連接方式，即為把新、舊橋的主梁通過澆筑橫隔梁、植筋等方法進(jìn)行連接，主要連接方法有:首先，主梁單獨(dú)采用翼板相連;其次，主梁采用橫隔梁以及翼板相連。由于新、舊橋梁的地基沉降差異以及新、舊梁的收縮差異，造成橋面的變形差，因此，采用此方式能有效的減小橋面的變形差，保證了橋面的平整以及車輛行駛的舒適。但采用這種加寬途徑的橋梁，由于原有的邊梁在欄桿或人行道拆除后承受的活載變大，造成其邊梁的承載力不滿足要求。

4 高等級(jí)公路的橋梁加寬方法

高等級(jí)公路的橋梁加寬方法主要有:第一，增設(shè)橋梁邊部的加寬構(gòu)件，其中應(yīng)對(duì)橋梁的橋墩進(jìn)行加寬。其次，利用搭接板進(jìn)行加寬，至于橋梁的橋墩可不用加寬。第三，通過增設(shè)橋梁邊部的加寬構(gòu)件以及采用搭接板的加寬方法相結(jié)合，共同對(duì)橋梁進(jìn)行加寬。

4.1 增設(shè)邊部加寬構(gòu)件的方法

增設(shè)橋梁邊部的加寬構(gòu)件，其有效的結(jié)構(gòu)方案為:利用加寬構(gòu)件對(duì)裝配式上的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加寬，并對(duì)舊橋進(jìn)行加以鞏固。通過這種加寬途徑，要求在施工期間應(yīng)對(duì)便道進(jìn)行修建并組織車輛通行。若舊橋的頂面鋪裝層未出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞，可利用現(xiàn)澆混凝土的方式對(duì)舊橋的鋪裝層進(jìn)行鋪裝，從而實(shí)現(xiàn)新、舊構(gòu)件的連接吻合，以及達(dá)到加固舊橋的目的。另外，對(duì)于小跨度的整體式板梁結(jié)構(gòu)亦可采用這種加寬途徑，至于整體式的簡支肋梁結(jié)構(gòu)則適合采用搭接板加寬的途徑。

4.2 利用搭接板進(jìn)行加寬

通過采用搭接板的加寬方法對(duì)橋梁進(jìn)行加寬，在加寬橋梁的上部結(jié)構(gòu)時(shí)，可采用裝配式肋梁或者裝配式板梁從橋梁的橫向部分進(jìn)行加寬。但應(yīng)注意的是懸臂梁伸出的長度不應(yīng)該過大，避免舊橋的邊部縱向承重構(gòu)件在與搭接板塊件一同工作時(shí)，出現(xiàn)超載的現(xiàn)象。此外，應(yīng)采用一種特別的空間計(jì)算手段，充分考慮新、舊橋的結(jié)構(gòu)橫縱梁連接方式、舊橋的時(shí)間變化、仁部結(jié)構(gòu)靜力圖式的變化及現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)狀態(tài)等。根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)表明，在利用裝配式的搭接板對(duì)橋梁的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加寬時(shí)，其消耗的材料較多，用量過大。其原因在于所用的鋼筋混凝土中，有60%的混凝土是用于加寬橋跨上，然而橋梁的承載力卻增加到40% ～50%，這些問題使這種結(jié)構(gòu)在進(jìn)行加寬后，其承載力仍未有所提高。

4.3 增設(shè)邊部的加寬構(gòu)件與搭接板相結(jié)合

增設(shè)邊部的加寬構(gòu)件與搭接板相結(jié)合就是在增設(shè)橋梁的邊部加寬構(gòu)件的基礎(chǔ)上結(jié)合搭接板，兩者共同對(duì)高等級(jí)公路的橋梁進(jìn)行加寬。采用現(xiàn)澆板的方法進(jìn)行連接新橋的加寬構(gòu)件以及舊橋結(jié)構(gòu)，并對(duì)其的上部增加鋪裝搭接板塊件，此加寬途徑不僅避免了材料消耗過大的問題，又能使橋梁經(jīng)改造后的牢固性增強(qiáng)。此外，對(duì)整體式及裝配式的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加寬，也應(yīng)采用這種現(xiàn)澆搭接板的加寬方法，以保證橋梁改造后的工作耐久性與可靠性。因此，利用增設(shè)邊部的加寬構(gòu)件與搭接板相結(jié)合是橋梁加寬的最佳手段。

5 結(jié)束語

總而言之，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，道路交通的運(yùn)輸量也隨之不斷增大，其對(duì)我國的道路運(yùn)輸要求也相對(duì)提高。面對(duì)這種形勢(shì)，我國大量實(shí)施二級(jí)公路、高速公路等高等級(jí)舊路的橋梁加寬工程。目前，我國高等級(jí)公路的橋梁加寬改造方面還存在較多問題，我們?cè)趯?duì)其進(jìn)行加寬施工時(shí)，應(yīng)考慮全面，認(rèn)真分析其存在的問題并找出其原因，對(duì)此采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，以保證施工質(zhì)量的有效性，從而促進(jìn)公路橋梁加寬的工程進(jìn)度。

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