桥涵加宽改建工程的设计分析

张立鑫（甘肃省交通科学研究院有限公司，甘肃兰州 730070）

桥涵加宽改建工程的设计分析

张立鑫
（甘肃省交通科学研究院有限公司，甘肃兰州 730070）

随着我国经济的持续发展，城市车流量不断增多，某原有桥梁已经无法满足现行车流量的需要，需对其采取加宽改建。在未来的时间里，对于旧桥的改造和加宽工作势在必行。桥梁结构加宽应该遵循“同结构，同跨径，上连下不连”的设计原则，确保改建工程的质量。文章对该桥涵加宽设计的关键点进行了分析，以供同仁参考。

桥涵 加宽 改建工程 设计

1 工程概况

某高速公路桥涵构筑物较多，其中互通式立交4座，中小桥22座（跨河桥9座，通道桥13座），箱形通道8座，盖板涵8座，过水箱涵15座，圆管涵56 座，上跨其他高速桥梁7座（含人行天桥1座）。高速公路主线加宽方案，桥涵构筑物需相应进行加宽改造，加宽宽度主要有4.5m和8.25m两种（单侧加宽宽度），加宽方式为两侧对称加宽。

2 桥涵加宽设计要点

《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》规定，对改（扩） 建桥梁、涵洞必须对原结构进行检测及分析计算，以判断结构状态是否满足新的设计标准，从而确定对原结构的处理方式，即拆除重建、加固处理后利用或无需处理完全利用。

根据该高速公路桥涵检测报告和对现状桥涵结构的计算分析结果，先张预应力板梁和普通钢筋混凝土板梁结构承载能力较低，不满足新的荷载标准和耐久性要求，对其进行更换。其余结构均利用。

桥梁结构加宽遵循“同结构，同跨径，上连下不连”的设计原则，即加宽结构与原结构采用相同的结构形式和跨径，上部结构刚性连接，下部结构分离。 通过加强构造设计，控制新旧结构连接部位的裂缝宽度，以减少桥面铺装表面的反射裂缝。

2.1 板梁加宽设计

新旧桥范围先张板梁和普通板梁通过边板悬臂刚性连接，经计算分析确定合理的连接刚度。连接部位宽度L在50-80cm之间，高度H定为20cm。预制板梁设置小悬臂，使悬臂接缝处于弯矩较小的位置。在连接部位上方的混凝土铺装层内增设加强钢筋，以分散裂缝、控制裂缝宽度，见图1。后张预应力板梁现状边板外悬臂配筋较少，且板厚较小无法通过植筋增加钢筋。因此切除边板外悬臂并植筋，通过后浇带与新建板梁连接，见图2。

2.2 预应力混凝土T梁加宽设计

图1 先张板梁和普通板梁加宽横断面图（cm）

图2 后张预应力板梁加宽横断面

预应力混凝土T梁的加宽可通过在外边梁桥面板和对应横隔板位置植筋与新建T 梁的桥面板和横隔板连接。但原T梁桥面板和横隔板厚度均较小，分别为15cm和18cm，植筋质量难以保证，且容易对原结构造成破坏。因此设计未采取此种加宽方式。

设计方案为： 拆除原桥边梁和湿接缝，更换新的中梁，利用原桥中梁桥面板和横隔板的钢筋与新的中梁通过后浇带连接。在新旧桥连接部位的混凝土铺装层内沿桥梁纵向增设加强钢筋。

2.3 箱体及涵洞的加宽设计

箱体及涵洞的加宽均采用与原结构相同的结构形式在两侧拼接，新旧结构之间设置沉降缝，沉降缝间填充嵌缝材料，对新建结构加强地基处理以减小沉降。新旧箱体接缝部位的混凝土铺装层内设置加强钢筋。新旧结构之间也可通过植筋的方式刚性连接，可增强结构整体性，减少新旧结构之间的沉降差。但其连接刚度很大，在不均匀沉降作用下会产生相当大的结构内力导致连接部位开裂，影响结构的耐久性。这种连接方式不适用于软土地区。对于下穿箱体，新旧箱体之间设置止水带，须在原箱体顶、底板及腹板中间开槽以放置止水带。现状涵洞部分长度位于路基范围，部分长度位于边坡或边坡以外，路基加宽将增加边坡或边坡外涵洞上的荷载从而产生沉降。为避免拆除现状涵洞及复杂的地基处理，利用路基处理用PTC桩承担增加的填土和汽车荷载。

2.4 下部结构的加宽设计

现状桥梁中墩均为明盖梁接圆柱墩，桥台有U形桥台、薄壁桥台和组合式桥台（ 加筋土挡墙+边盖梁），基础均为钻孔灌注桩。新建桥梁下部结构与原桥下部结构分离，以避免过大的连接刚度引起开裂，影响结构耐久性。新建桥梁中墩采用明盖梁接圆柱墩，桥台采用U 形桥台或薄壁桥台。原组合式桥台的加筋土挡墙耐久性较差，新建结构不再采用这种结构形式。新建桥梁基础均采用钻孔灌注桩，通过适当增加桩长、控制桩底沉渣厚度等措施减小新旧结构之间的沉降差，互通式立交桩顶反力较大，采用桩底后注浆工艺以控制桩基沉降。

2.5 A互通式立交的加宽设计

根据道路加宽方案，A互通式立交向道路中线侧拓宽1m，并对车道重新划分以增加1 个车道。设计拆除现状波形护栏及地袱，在现状T 梁悬臂和腹板上植入锚栓安装角钢形成三角撑。波形护栏地袱用钢板制作以减轻重量，地袱与角钢支撑焊接，波形护栏立柱与钢制地袱焊接。改造后的T 梁主梁及悬臂经过验算满足规范要求。

2.6 其他注意事项

改地区属于典型的软土地区，新旧结构之间必然存在沉降差，施工须采取以下措施以减小其影响： 控制桩底沉渣厚度，要求不大于10cm；新建下部结构需预压2个月以上，再对新旧上部结构进行连接。上跨某高速桥梁的桥下净空均满足要求，否则需调整主线纵断。

3 结语

通过适当增加桩长、控制桩底沉渣厚度、桩底注浆、加强地基处理和预压等措施，尽量减小新建桥涵结构基础的沉降；通过加强新旧结构连接部位的构造处理，以达到分散裂缝、减小裂缝宽度，从而减少桥面铺装反射裂缝的目的。

［1］刘海军，郭呈周，肖昭然.连霍高速公路路基加宽施工效果研究［J］.中外建筑，2009（07）.

［2］王威，郗磊，张海龙.高速公路旧桥加宽设计［J］.中外公路，2009（04）.