城市桥梁拼接改造设计要点

2017-06-26闵诗磊

城市道桥与防洪 2017年6期

关键词：拼缝老桥匝道

闵诗磊

（上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司昆明分公司，云南昆明650031）

城市桥梁拼接改造设计要点

闵诗磊

（上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司昆明分公司，云南昆明650031）

目前我国处于快速发展的时期，为加强新建卫星城及产业聚集区与主城之间的连接，对既有市政快速路及高速公路桥梁拼宽改造的需求越来越高。通过实际工程的案例，对桥梁拼接设计进行初步探讨。

桥梁拼宽；设计

0 引言

随着城市的发展，商业区、产业区开发及道路改扩建，城市部分已建桥梁宽度已不满足道路使用要求，且部分已建高架快速系统需由原设计的连接功能转为集散功能。因此，对桥梁进行加宽改造是符合城市发展需求的。而采取在已建桥梁两侧新建拼宽结构的方案，对改造路段的交通及原结构影响较小，是较好的解决措施。本文主要结合昆明二环快速系统西、南二环增设下匝道工程，对已建高架桥梁拼宽的设计要点进行分析阐述。

1 拼宽桥梁的布置

拟新建拼宽桥梁的结构形式，应尽量与老桥结构保持一致。这主要是考虑在拼宽桥梁修建完毕后的运营期，新老桥所受荷载是一致的，采用相同的结构形式可以使得新老桥梁纵向有共同的弯曲变形，从而减小在车辆通过时新老桥之间的变形差异，以保证拼接位置的平顺。

在拼宽范围内，新建桥墩在道路横向的设计应与老桥桥墩对齐，以避免影响过街设施及横向进出口的布置，并应尽量采用与老桥桥墩风格统一的结构，使得新老桥桥墩景观统一协调。

在昆明二环快速系统西、南二环增设下匝道工程中，原有道路为城市快速路，拟拼接老桥结构为连续梁及空心板结构，因原设计未在西二环高架东侧设置由南向北的下匝道，导致车辆进入地面道路绕行距离过长，因此为提高快速路分流功能，在高架东侧设置下行匝道。新建下行匝道在与主线分流之前设置122 m变宽段，变宽段采用新建桥梁与老桥拼宽的结构形式。新建拼宽桥梁结构的选型与老桥结构一致，在跨越路口段采用30 m+ 40 m+30 m预应力混凝土连续梁结构，其余采用空心板结构。

2 拼宽桥梁的结构设计

拼宽桥梁设计应遵循保护老桥并以老桥实测数据为准的原则进行。部分老桥结构由于设计时间长，采用的荷载标准较低，设计前应对老桥进行检测鉴定，并对结构承载力、服务能力进行评估，在满足设计荷载的条件下再进行拼宽设计。一般情况下待改造的老桥结构为正常运营中的桥梁，在运营过程中老桥结构的收缩徐变及沉降均趋于稳定，因此设计需收集老桥原有设计资料，结合现场实际测量资料进行对比，并以现场实测资料为最终依据进行设计。

在新建拼宽桥梁基础设计前应进行管线探测，避免基础施工破坏既有管线及地下设施。基础的布置需结合原有桥梁基础统一考虑，由于老桥基础沉降已趋于稳定，为避免新建桥梁沉降对老桥产生影响，应尽量按照新老桥基础独立的思路进行设计。为减少新建拼桥的沉降量，保证成桥运营后新老桥间不出现较大高差，新建桥梁基础应采取如桩底注浆的措施以控制沉降。新建拼宽桥梁的桥墩设计，应考虑与已建桥梁的桥墩风格统一，并应考虑已建桥墩对新建结构的影响。

在昆明二环快速系统西、南二环增设下匝道工程中，老桥基础采用群桩基础，并采用了桩底后注浆工艺进行处理，桥墩设置于地面道路的机非分隔带中，老桥的连续梁横梁采用预应力结构，横梁宽度大于桥面宽度，已伸入到新建拼桥范围内。因此在新建拼桥的设计中，桥梁基础也采用桩基础，拼桥桩基距离老桥桩基距离按不小于3D（D为桩基直径）控制，并且采用桩底后压浆技术进行处理。由于老桥承台过大，因此新建拼桥承台纵向加长，在靠近老桥承台侧边缘采用“]”形布置，以满足构造要求，新老承台之间采用木板隔断。上部连续梁横梁结构设计中考虑老桥横梁伸入的影响，在靠近老桥侧横梁采用挑臂结构，以避免损坏已建横梁结构。昆明二环快速系统西、南二环增设下匝道工程拼桥布置如图1所示。

在桥梁拼宽设计中，需考虑拼接处老桥原有设施的改造，如防撞墙、人行道栏杆、排水口等。在拆除原有设施时须注意对老桥进行保护，避免采用破碎等震动较大的施工措施，而应采用切割的施工方案。老桥在拆除防撞墙或人行道栏杆后，桥面受荷宽度有所改变，因此需对原有结构进行纵向及横向验算，以保证原结构在改造后的安全要求。

在昆明二环快速系统西、南二环增设下匝道工程中，拼宽老桥桥面较宽，桥面板采用了横向预应力结构，因此对拆除防撞墙进行了严格要求，以对桥面板预应力锚头进行保护。

3 拼缝的设计

在拼宽桥梁的设计中，新老桥的拼缝是重要的设计节点，是新老桥连接的关键部位。根据相关工程实例，拼宽桥梁与老桥之间的拼缝处理主要有两种形式：一是采用型钢伸缩缝的断缝处理，按照此方式布置，新老桥之间采用型钢伸缩缝，对桥梁横向变形有很好的适应性，但由于断缝的存在，使得车辆通过时舒适性较差。另一种断缝形式采用桥面连续缝形式，按照此方式布置车辆可以平顺通过拼缝，舒适性较高，但受到新老桥梁结构沉降变形等因素影响，对桥面连续缝位置的材料选择有较高要求。两种拼缝处理方案各有优势，在工程中均有实例。

在昆明二环快速系统西、南二环增设下匝道工程中，为考虑行车舒适性采用了桥面连续的方案设计，新老桥桥面之间设置30 mm断缝，新建桥梁铺装与老桥铺装一致，均采用混凝土调平层+沥青混凝土桥面的组合。老桥在拆除防撞墙后重新制作防撞墙范围内混凝土铺装，新老桥混凝土铺装在桥梁拼缝处断开。混凝土铺装浇筑完毕后进行沥青混凝土摊铺，为使得新老桥面结构过渡平顺，在新建桥梁桥面及老桥防撞墙拆除范围统一摊铺沥青混凝土，摊铺完毕后在拼接缝左右各200 mm范围切割一条400 mm宽的沥青混凝土铺装槽，在此槽口内进行高弹性沥青混凝土施工。具体施工顺序如图2所示。