旧桥拓宽纵向连接方法及工程实例

朱伟超 广东理工职业学院

旧桥拓宽纵向连接方法及工程实例

朱伟超 广东理工职业学院

对国内外旧桥拓宽中新旧桥连接方法进行了总结，并结合新旧桥纵向连接实例的分析，对各种连接形式进行了对比，得到几点启示，望能为类似工程提供借鉴。

旧桥；拓宽；纵向连接

引言

随着我国公路交通事业的迅猛发展，公路交通量不断增加，很多桥梁交通量已远远超过了设计通行能力，并且经常因车辆故障或交通意外导致严重交通堵塞，通行能力已难以满足通行要求。对于那些健康状况良好，远没有达到使用寿命的旧桥，采用拓宽改建的办法，提高其通行能力，实则为明智之举。

旧桥拓宽可以采用利用旧桥单侧或双侧建新桥的办法，这种方法工期短，节省费用，并且不会中断交通。当前，由于旧桥拓宽改建的过程中常存在原始资料和图纸不全的客观原因，旧桥拓宽改建设计的制约因素和技术风险远比设计新桥要大得多。

本文总结国内外旧桥加宽改建的各种经验，并结合新旧桥纵向连接实例，对新旧桥桥面纵向连接的处理方法进行总结分析，解决新旧桥连接处常出现纵向缝、啃边和新旧桥梁之间存在明显的挠度差等问题，达到减少新旧桥之间的损坏，延长桥梁使用寿命的目的。

1、国内外新旧桥纵向连接方法

1）上、下部构造均不连接

⑴ 新旧结构间留一条纵缝，或用钢板包边。这种连接形式需要采用刚性路面，可以解决啃边问题，但不能解决新旧桥挠度差问题，且高速行车时容易打滑，行车安全性降低。这种连接方式要求结构跨径较小，相对挠度差较小，不然易造成桥面开裂。俄罗斯规定，对于使用期限不超过10年的临时性桥梁，才容许采用无横向连接的方式。

⑵ 用纵向伸缩缝连接。这种做法在欧洲及香港均较为成功，其要求桥面铺装采用刚性桥面。目前国外通常采用的是英国生产的BRITFLEX 系列伸缩缝，造价近2400元／m。

2）上、下部构造均连接

如前苏联、日本等国在桥梁加宽、扩建时部分采用此方法，并制作了标准图集。本方案可以暂时解决行车平顺过渡的问题，但因在施工阶段旧桥仍维持交通，行车使桥梁反复上下振动，与旧桥连成整体的钢筋容易对连接部位混凝土质量造成影响。在使用阶段，车辆在新旧桥上行驶的频率不一致而造成振动差异，使新、旧桥连接部位在复合荷载的作用下，很容易造成混凝土出现纵向不规则裂缝，进而降低结构的耐久性，影响桥梁的寿命。日本规定在施工时车辆通行引起的相对挠度差在0.2mm以下时，才容许通车状态下浇注混凝土。

3）上部连接、下部构造不连接新旧桥采用柔性连接方法。

2、某立交桥实例

某立交桥，凿除旧桥防撞栏及梁体翼板混凝土，露出钢筋，新、旧桥翼板连接处预埋铰接钢筋，浇注连接部混凝土。通过设铰，允许新、旧桥在纵、横、竖三个方向都能有微小变形，且让其绕纵缝有微小的转角。出现不协调变形时，可消减部分附加应力，减少连接混凝土的不规则开裂，提高结构的耐久性。铰接钢筋又可协调新、旧桥由于行车引起的不同步振动，消减瞬间错台，使新、旧桥平顺过渡，有利于行车安全。如图1所示。

3、某公路桥实例

（1）桥梁概况

此桥修建于1993年，为一座沥青混凝土公路桥。后来随着公路交通量增大，进行了加宽处理。运营十多年后，出现了一些问题。此桥为5×8m现浇空心板桥。中间部分（宽约7.5m）为老桥，双柱式墩；两侧部分（左侧宽约3.6m,右侧宽约3.9m）为后来加宽桥，独柱墩。桥宽组合为0.5m（防撞栏）+14m（行车道）+0.5m（防撞栏）。两桥设计荷载等级均为：汽车-20级/挂-120。

由于进行桥面加宽时时间紧促，资金紧张，所用建材性能较差，施工工艺落后，施工质量较差，并且对超重载车辆带来的影响估计不足等原因，历经十多年出现了以下病害：

1)老桥梁板与加宽桥梁板之间存在宽6～10cm的纵缝，沥青混凝土铺装沿纵缝严重开裂，开裂范围最宽处约3cm，下雨时有雨水从纵缝处下渗；

2)老桥墩顶沥青混凝土有明显横向裂缝，加宽桥墩顶有的也有裂缝；

3)钻孔灌注桩基础，因河床冲刷下降，桩与地梁交接处混凝土剥落，钢筋锈蚀；

4)空心板因施工原因，板内露筋、钢筋锈蚀，特别是在桥面开裂漏水的情况下更甚；

5)经常与水接触的构件，如边梁、边肋、栏杆以及临水面的墩台构件，有钢筋锈蚀情况；

6)两侧桥台无伸缩缝，无搭板，桥台处沥青混凝土龟裂严重，发现有桥面雨水从裂缝处渗入台后填土中。

图1 某立交桥纵向连接立面图

（2）处理方案

此桥的检测结果表明，新旧结构之间的水平位移不是很大，而竖向位移较大。 从此也可以看出新旧桥连接处出现纵向裂缝、啃边等现象的原因。见于两桥使用10多年后，加宽桥的沉降基本稳定，采用下部不连接，上部连接的处理方法。

针对该病害，采用了以下应对措施：

1)凿掉现有沥青混凝土铺装和纵缝处松动混凝土，用环氧树脂混凝土修补好纵缝两侧梁板并且使纵缝减小到1cm；

2)用聚氨酯胶泥填充纵缝；

3)全桥范围内设8cm厚水泥混凝土桥面铺装；

4)老桥和加宽桥之间设纵向桥面连续。

5)在老桥与加宽桥桥面铺装层内均增设了横向桥面连续。

6)桥头出现的病害主要为未设伸缩缝和搭板所致，在两侧桥台均增设了伸缩缝和6m长的搭板。

7)老桥梁板板底局部剥露的混凝土需用环氧树脂砂浆修补，防止露筋。

（3）横断面施工要求

修复后新旧桥连接处横断面如图2所示。

图2 新旧桥连接处横断面

修复后横断面施工要求：

1)修复后的桥面标高与现有桥面标高保持一致。

2)施工时全部铲除现有沥青混凝土铺装，凿掉老桥与加宽桥之间的松动混凝土，还需将加宽桥沥青铺装层下的水泥混凝土凿掉3cm（伸缩缝安装槽需凿掉5cm），以保证8cm新浇水泥混凝土桥面铺装层的厚度。

3)桥面铺装水泥混凝土凿掉3cm后，应观察下面是否有裂缝和破碎现象，如有，则应继续凿除，直到露出完整新鲜的混凝土。

4、结论

（1）上、下部构造均不连接

优点：加宽桥与原桥各自受力明确、互不影响，简化了施工程序，减小连接的施工难度，基本不影响原有公路交通。

缺点：在汽车活载作用下新旧桥主梁产生不均衡挠度以及加宽桥大于原桥的后期变形，将会造成纵向伸缩缝和连接部位铺装层的破坏，从而形成纵向裂缝和横桥向错台，影响行车舒适及安全和路容美观，增加后期的养护维修工作，大大增加了维修费用。

采用上述连接方式，运营结果表明纵向伸缩缝和桥面铺装层容易损坏，纵向裂缝随着铺装层啃边现象的发展日益扩大，严重影响了行车安全和路容美观。可以考虑采用高性能的纵向伸缩缝以及采用高性能的沥青混凝土或者高强度、高韧性的环氧钢纤维混凝土，实施桥面连续工程来解决这一问题。

（2）上、下部构造均连接

优点：加宽桥与原桥形成完整的一体，减少各种荷载(包括基础不均匀沉降、汽车活载、温度荷载等)作用下新旧桥连接处的不均衡变形。

缺点：新桥与原桥的上部混凝土梁变形不一致，加宽桥基础沉降大于原桥基础沉降，由此产生的附加内力较大，不仅易造成桥面新旧桥连接处产生裂缝，还易造成下部构造的盖梁、墩台连接处产生裂缝，影响行车及桥面美观性，增加维护工作量和维修成本。

采用此方法连接，在全封闭的情况下进行改扩建，存在对原有公路交通的干扰问题，对于大多数公路改扩建，基本不可能对原有公路全封闭。

（3）上部连接、下部构造不连接

优点：新桥与原桥上部连接，形成整体，有利于上部结构受力、行车舒适及路容美观。下部结构不连接，下部各自受力，内力相互不影响，可以减少由于新桥与原桥的上部材料的变形不一致、新旧桥基础不均匀沉降而产生的附加内力。

缺点：新桥与原桥的上部材料变形不一致，新旧桥基础不均匀沉降，由此产生的附加内力不可能完全被克服，还是对结构有一定的影响。如果上部结构通过设铰进行连接，这种影响要比采用刚性连接小，所以对于挠度差和基础沉降差小的小桥，上部结构可以采用刚性连接；而对于挠度差和基础沉降差较大的桥梁，可以采用通过设铰进行连接的方案。

[1]黄姝，刘守良.对旧桥加宽的几点看法[J].东北公路.第20卷（4）： 45-49

[2]杨修鹏，杨本波.新旧桥连接技术处理[J].中国市政工程.1996.9，第3期：26-31

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.037

朱伟超（1979-），男，助教，广东理工职业学院，广东 广州 510091。