谈城市立交桥梁局部加宽设计

杨　扬

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，北京　100073)



谈城市立交桥梁局部加宽设计

杨扬

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，北京100073)

摘要:结合某城市立交桥局部加宽设计实例，阐述了该工程桥梁加宽的设计方案，介绍了桥梁的跨径布置及加宽连接方式，通过分析不均匀沉降对加宽桥的影响，提出了减少基础沉降的措施，为同类条件下桥梁的加宽设计提供了参考。

关键词:桥梁，加宽拼接，连接方式，不均匀沉降

0　引言

随着城市经济的迅速发展，城市交通量日益增长，交通拥堵现象也越来越严重。城市立交是两条或两条以上道路在空间上进行交叉，使每条道路拥有不同的空间位置，大大提高了道路的通行能力。某些情况下，城市立交为实现行驶路线短捷，交通流的快速转换，需要对既有桥梁进行局部拼宽，桥梁加宽段与匝道连接成枢纽工程。文章基于某城市立交桥局部加宽，提出桥梁加宽设计方案的构思，并分析不均匀沉降对加宽桥的影响，希望对同类条件下桥梁局部加宽设计有参考意义。

1　工程概况

本项目位于某市江河东岸，道路全长11．4 km，红线全宽60 m。城市主干路设计标准，设计速度为60 km/h，本项目在K5+949．424处与既有大桥相交，此处设置互通立交1座。既有大桥横跨江河，桥梁主跨采用五孔钢管混凝土拱结构，引桥采用钢筋混凝土T梁结构，桥梁宽23 m。桥梁采用双向四车道15 m，两侧非机动车道各1．5 m，人行道各1 m，绿化带各1 m。

2　设计方案构思

2．1设计方案

本项目在K5+949．424处相交既有大桥，此处设置互通立交1座。结合节点处规划路网情况，综合考虑车流顺畅、交通组织明晰、占地规模等因素，经方案比选后推荐该节点采用部分苜蓿叶互通立交方案。

我们将对既有大桥东侧引桥两侧局部拼宽，便于连接右转A匝道桥、B匝道桥。该互通立交右转匝道不需绕行，交通组织清晰。平面布置示意图见图1。

图1　拼接方案平面布置示意图

2．2桥梁跨径布置

在桥梁拓宽时，为了使新旧桥梁竖向和横向刚度相匹配、变形相互协调，一般遵循新建结构与原桥同跨径布置。原桥引桥采用30 m钢筋混凝土T梁结构，加宽段桥型选择及桥孔布置综合考虑原桥设计标准、路线接线等，采用与原桥同跨径布置，连接A匝道桥一侧加宽段，设计9孔桥，跨度布置为:20+3×30+17．813+ 17．6+(27．406+2×30)m，加宽段总长为238．819 m，等宽段宽度为3．5 m，变宽段宽度为6．876 m～14．014 m;连接B匝道桥一侧加宽段，设计11孔桥，跨度布置为:3×30+3×30+17．813+17+ (27．9+2×30)m，加宽段总长为308．713 m，等宽段宽度为3．5 m，变宽段宽度为3．5 m～14．014 m。加宽桥梁跨径布置见图1。

2．3加宽连接方式

既有桥引桥上部结构采用钢筋混凝土T梁结构，下部结构采用柱式墩、桩基础。我们对既有桥两侧进行局部加宽，加宽段分等宽和变宽两种形式。加宽等宽段上、下部结构形式与原桥采用一致，加宽连接方式采用上部连接，下部不连接的加宽模式。采用这种方式连接主要出于以下两点考虑:

1)既有桥两侧局部加宽，加宽段起到将既有桥与匝道连接的作用。如加宽段上下部均不与既有桥连接，新、旧结构完全独立，各自受力，来自匝道的活载将使原有桥的受力增大，导致原桥自身承载能力可能会不满足要求。

2)从新、旧桥整体受力角度考虑，加宽段采用上、下部结构均连接的方式，可将新、旧桥连接成一个整体，共同受力，减小了因活载增加对旧桥结构产生的不利影响。但上、下部结构均连接需要采用植筋技术，大量植筋，施工技术复杂，造价高，而且当新、旧结构基础有沉降差时，会产生较大的附加内力，使连接处产生裂缝，后期维修困难。

综上两点考虑，加宽连接方式采用上部连接，下部不连接的加宽模式。这种模式综合了以上两点的优点。上部结构连接，既使新、旧桥连接成整体共同受力，又因下部结构不连接，减小了上部受力对下部结构内力的影响。

加宽变宽段位于匝道与既有桥连接交叉处，上部结构我们采用现浇钢筋混凝土箱梁，下部结构采用与原桥一致。加宽连接方式采用上部连接，下部不连接的加宽模式。

2．4加宽拼接方案

等宽加宽段上、下部结构形式与原桥采用一致，上部结构为钢筋混凝土T梁结构，下部结构为柱式墩、桩基础。等宽段拼接方案见图2。

拼接方案具体如下:

1)拆除原桥外侧护栏，凿除外侧100 cm范围的桥面铺装及T梁悬臂。2)原桥翼缘根部植入钢筋，架设新梁。3)对应焊接旧桥翼缘处与新桥翼缘预留钢筋以及新、旧桥面层钢筋。4)新、旧T梁外侧横隔板处植入钢筋。5)整体浇筑桥面层、湿接缝及横隔板。

变宽加宽段上部结构采用现浇钢筋混凝土箱梁，下部结构为柱式墩、桩基础。变宽段拼接方案见图3。

拼接方案具体如下:

1)拆除原桥外侧护栏，凿除外侧100 cm范围的桥面铺装及T梁悬臂。2)原桥翼缘根部植入钢筋，架设新梁。3)对应焊接旧桥翼缘处与新桥翼缘预留钢筋以及新、旧桥面层钢筋。4)整体浇筑桥面层及湿接缝。

图2　等宽段拼接方案（单位：cm）

图3　变宽段拼接方案（单位：cm）

3基础不均匀沉降对加宽桥的影响

3．1不均匀沉降对加宽桥的影响

既有桥梁随着时间的推移，基础沉降基本完成，当加宽桥的基础沉降大于既有桥基础沉降时，将产生较大的附加内力，直接影响既有桥与加宽桥连接部位的结构受力，使得拼接处产生裂缝。主要体现在以下几点:

1)桥面铺装:新、老桥基础不均匀沉降将会造成沥青铺装层连接部位破坏，连接处形成纵向裂缝和横桥向错台，影响行车舒适性和桥面外观。2)上部结构:新、老桥基础不均匀沉降和新老材料的差异会使上部构造连接处的横向应力增大，产生裂缝。3)下部结构:新、老桥基础不均匀沉降产生较大的附加内力，会使盖梁、系梁连接部位处产生裂缝。

3．2基础减少不均匀沉降的措施

桥梁局部加宽的关键点是新、旧桥连接部位结构的处理，为了减少新、旧桥基础不均匀沉降对连接部位结构受力的影响，通常采取以下几种措施:

1)加宽桥尽可能采用桩基础，并增加桩长;采用扩大基础时，其基础或地基必须做特殊处理。2)新桥上部结构架设后，进行预压。3)增大新、旧桥连接部位的配筋。4)控制新、旧桥上部连接部位的拼接时间。

4　结语

随着城市经济与交通事业的发展，城市立交桥的建设数目也在不断增加。为了实现车辆不需绕行，行驶路线短捷，交通流的快速转换，需要对既有桥梁进行局部拼宽，使桥梁加宽段与匝道连接成枢纽工程。本文结合设计实例，提出桥梁加宽设计方案的构思，主要介绍了加宽桥梁的跨径布置，新、老桥加宽连接方式以及加宽拼接方案。最后，分析了不均匀沉降对加宽桥的影响以及减少基础沉降可以采取的措施，对同类条件下桥梁局部加宽设计有参考意义。

参考文献:

［1］黄登侠，李卫，任静．浅谈桥梁拼宽施工工艺及注意事项［J］．公路交通科技(应用技术版)，2012(11):242-246．

［2］王海艳．高速公路桥梁拼宽改造设计［J］．北方交通，2013 (3):73-75．

［3］陶璇．市政桥梁的拼宽加固设计［J］．黑龙江交通科技，2013(6):105．

Discussion on local widening design of urban overpass bridge

Yang Yang
(CCCC First Highway Consultants Co．，Ltd，Beijing 100073，China)

Abstract:Combining with local widening design example of the urban overpass bridge，the paper describes the bridge widening design scheme，and introduces the bridge span-diameter setting and widening connection method．Through analyzing the impact of uneven subsidence upon widening bridge，it puts forward measures of reducing foundation subsidence，which has provided some guidance for similar bridge widening design．Key words:bridge，widening splicing，connection method，uneven subsidence

作者简介:杨扬(1982-)，女，工程师

收稿日期:2015-10-22

文章编号:1009-6825(2016)01-0173-03

中图分类号:U448．17

文献标识码:A