浅谈高速公路桥梁加宽改造方法:桥梁加宽

　　【摘 要】高速公路的建设情况可以反映一个国家和地区的交通发达程度、乃至经济发展的整体水平。不少先期建成的路段由于设计标准、车道宽度等原因，已经无法适应目前大交通量的需求，面临着改建、扩建、提升路面等级等问题。本文阐述了高速公路桥梁加宽改造技术方案，为桥梁加宽设计提供参考，具有一定的现实意义。
　　【关键词】高速公路；桥梁；加宽
　　引言
　　随着我国经济建设和公路桥梁事业的发展，桥梁加宽拼接工程将越来越多地呈现在我们面前。目前公路桥梁加宽改造已在进行当中，桥梁加宽拼接技术在研究深度上与生产实际尚存在一定差距。因此，建议必须对桥梁的加宽拼接技术做进一步的相关研究，得出科学的结论，使之能够运用到实际工程中去。桥梁加宽就是在原桥梁的一侧（或两侧）新建桥梁或将原桥面一侧（或两侧）进行加宽，使行车道得到拓宽，从而满足交通需求。桥梁加宽过程中会出现一系列的问题，主要问题是如何选择合理的加宽方案以及新旧桥连接接缝构造，并通过仔细的计算分析和相应的工程措施保证新旧桥拼宽连接成功，并保证其长期正常地使用。
　　1 桥梁加宽的原则
　　公路桥梁加宽主要遵循以下原则：第一，要能最大限度的利用原有结构，这是一个基本原则；第二，为保证新、旧桥之间受力和温度变形相协调，尽量使加宽后桥的上下部结构形式与原桥保持一致；第三，桥梁的基础或地基必须做特殊处理之后才能采用扩大基础的桥梁，当然，也可以把基础做成桩基础；第四，采用分离式新建桥，不做横向拼接。
　　2 新旧桥梁加宽连接方式
　　加宽桥梁结构形式选择的关键是新旧桥梁上、下部结构的连接，连接形式直接关系到桥梁结构的安全性和可靠性，并影响施工的难度和后期的维护费用。目前工程实践中，主要有三种连接形式。
　　(1)上下均不连接
　　加宽部分与原桥的上、下部构造不连接，新老结构之间留工作缝。优点：加宽的新桥与旧桥互不影响，独自受力，可以简化施工程序，减小连接的施工难度，施工期间基本上不影响原路的正常使用。缺点：在汽车活荷载作用下，两桥主梁产生不均衡挠度，再加上新旧桥基础之间的不均匀沉降，将会造成连接部位沥青铺装层的破坏，容易形成纵向裂缝和横桥向错台。
　　(2)上下均连接
　　上部构造先凿去部分现浇桥面，在新老桥接缝处设置加强钢筋，再和新桥的桥面现浇层一起浇筑；老桥下部构造的桥墩、桥台盖梁及系梁通过植筋技术将钢筋和加宽部分新桥相应部位钢筋连接，然后浇筑混凝土，相互连为一体。优点：加宽桥与原桥形成完整的一体，减少各种荷载作用下新老桥连接处的不均衡变形。缺点：新旧桥上部结构混凝土梁的形变不一致，新桥的基础沉降大于旧桥的基础沉降，容易在下部结构的盖梁、系梁、墩台连接处产生裂缝；而且下部结构采用植筋技术成本高，施工繁琐。并且还要考虑在不封闭交通的情况下，如何保证新旧桥间混凝土接缝的浇筑质量。
　　(3)上部构造连接，下部构造不连接
　　将桥梁外侧护栏拆除，凿除边缘1m左右范围内的桥面现浇板，在新老桥接缝处设置加强钢筋，再和新桥的桥面现浇层一起浇筑，而下部结构不连接。优点：有利于上部结构受力，下部结构不连接，下部各自受力，内力互不影响，并且便于施工，降低了造价，又保证了新老桥之间连为整体，能较好地控制桥面纵向裂缝的产生。缺点：新旧桥基础不均匀沉降导致上部结构连接处易出现裂缝，影响原路交通，并且在新旧桥上部结构连接时，是通过现浇一定宽度的混凝土接缝来实现的，因此能否保证现浇混凝土接缝在养护及随后的使用过程中不出现过大的变形和开裂是施工的关键。
　　第三种连接方式相对第一种和第二种来说运用较为广泛，其下部结构相互独立，而上部结构的主梁通过各种方式进行比较强的连接，使其既能适应比较大的新旧桥不均匀沉降，又具有比较好的耐久能力。但是，在加宽桥梁时尽可能采用桩基，并通过加强地基处理、增加桩长等措施尽可能减小基础沉降，而针对上部结构自身产生的附加内力，可通过连接部位增大配筋，改善构造来解决。
　　3 几种常见结构型式桥梁加宽拼接施工实施方案
　　3.1 空心板桥加宽拼接实施方案。
　　加宽断面：加宽空心板桥按原结构型式拼接。空心板板高、预制板宽及悬臂等几何尺寸均采用原旧桥几何尺寸。拼接方案：原桥与加宽部分之间由现浇混凝土湿接缝将其连接形成整体，在空心板两端各设一道50cm的横粱，用以加强其整体性。加宽部分梁体桥架设一个月后，再进行湿接缝连接，从而减少收缩徐变及基础沉降的影响。
　　3.2 预制箱粱桥加宽拼接实施方案。
　　加宽断面：新加宽预制箱梁按原结构型式拼接。加宽部分箱梁几何尺寸采用旧桥箱梁几何尺寸。拼接方案：是将原桥外侧悬臂按规定切割掉，凿除混凝土表面，在指定位段植筋和涂刷界面胶，加宽部分预埋钢筋与植筋进行焊接，浇筑快硬型钢纤维混凝土形成湿接缝。
　　3.3 施工控制要素
　　施工过程中对差异沉降进行控制，除对桩基基底沉淀土厚度、上构延迟拼接严格控制外，施工过程中的沉降观测极其重要。新桥施工结束、整体化桥面混凝土浇筑完成后，新旧桥拼接前测定新桥沉降状况，当沉降差大于5mm 时要分析其原因。拼接施工完成后，待湿接缝达到强度后需2 次观测新桥的沉降，并检查拼接部位有无异常情况。为避免由于新旧桥差异沉降对加宽工程带来的不利影响，新桥架梁完成后，应使新桥有一定的自然沉降时间。通过合理施工组织，尽可能延长暂缓时间。
　　4 桥粱加宽工程中需注意的问题
　　通过对桥粱沉降实例的计算，发现在通常情况下基础发生的均匀沉降时，沉降部形位所产生的横向拉应力大小基本相同。当基础发生沉降时，对结构自身所带来的最大影响都是发生在加宽部分与旧桥连接的部位，在这种情况下旧桥以及加宽部分绞缝也会发生开裂，所以针对以上可能会出现的情况，提出以下几需注意的问题：
　　（1）桥梁在加宽设计、施工过程中，基础设计是否满足要求以及施工质量的好坏对日后加宽部分基础沉降量的大小有着最直接的影响，故在基础设计过程中，必须认真考证桥位所在处的地质的实际情况，选择合适的桩径、桩长。施工过程中严格控制施工质量；
　　（2）加宽后的桥粱，加宽部分基础沉降所带来的影响不可避免，所以对于加宽部分和旧桥连接部分必须采取相应的措施，如在支座沉降处的新、旧桥连接板应植入大量的钢筋来抵抗支座沉降时产生的横向应力，在连接板的其他部位也应植入一定量的钢筋增加新、旧桥的整体性，将基础沉降所造成的影响降到最低；
　　（3） 在桥梁加宽施工过程中，必须对原有梁板的绞缝进行重新浇筑，加宽部分梁板在施工过程中也应该保证绞缝的施工质量，从而使得荷载在桥梁横断面方向均匀传递，提高整个桥粱的整体性。
　　5 结语
　　目前我国的高速公路桥梁在加宽方案、拼接技术等方面有了一定的研究成果，但仍需进一步研究。在具体的施工过程中，应结合实际情况和要求，制定出切实可行的施工方案，这样才能达到预期的效果。总之，在安全、经济、美观、适用的原则下，做好桥梁加宽改造工作，是摆在桥梁建设者面前的一个重要课题。
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