桥梁工程的拼宽设计和施工初探

葛璟恺++王建伟

摘要：随着城市的发展，交通量越来越大，现有道路已满足不了交通要求，对现有道路进行提升改造已经成为了一种趋势，这也促使了许多现状桥梁进行拼宽改造。拼宽改造即在能满足整体要求的前提下，原桥结构尽量不动，对原桥两侧拼宽并对原桥梁板加固处理，以避免管线迁移带来的诸多问题，这种拼宽设计可以加快工程进度，保证交通不中断，降低工程费用，因此得到了广泛的应用。

关键词：桥梁工程；拼宽改造；施工；应用

1 桥梁拼宽加固的基本要求

（1）在桥梁的拼宽加固中，应注重横向拼装中上部的结构形式，尽量与现有桥梁保持一致，否则在桥梁使用中可能出现局部开裂或坍塌等安全事故。在桥梁下部结构拼装中，应与现有桥梁的墩台保持协调、一致的外形，而且要考虑到基础形式的选用问题，减少对于现有墩台的影响，如果在条件允许的情况下，应尽量采用钻孔灌注桩的基础形式，以确保墩台及上部结构的安全性、牢固性。

（2）在桥梁的拼宽加固中，还应注意以下基本要求，以确保工程项目的整体建设效率与质量：①合理控制新老桥之间的连接接缝构造；②桥梁拼宽加固后，应注重对于新旧桥梁实际受力特性变化情况的分析，其中包括：桥梁拼宽加固后旧桥的实际受力性能，新桥与旧桥之间的沉降差、收缩徐变差等，以及对于新旧桥整体与接缝局部受力特性的具体分析等；③在桥梁的拼宽加固设计中，应考虑到施工材料的采用、入场与使用，以及施工期间可能出现的影响交通问题等，以确保施工现场左右的有序开展和进行。

2 桥梁拼宽常用拼接方法

2.1 新旧桥梁上、下部结构均不连接

这种拼接方式常见于单边新建桥梁的型式，纵向拼接部位采用伸缩缝或填缝连接。采用这种方法，需要相应地拓宽桥梁的墩台，或者靠近旧桥另外新建桥梁墩台。优点在于新旧桥之间不传递内力，互不影响，但缺点也比较明显，无法提高旧桥的负载，由于基础沉降不同，在拼接部位容易出现裂缝，影响行车。目前，城市道路提升改造工程中有不少桥梁拼宽均采用这种拼宽方式。

2.2 新旧桥梁上、下部结构均连接

这种拼接方式常见于拼宽部分桥宽较小（<3m）的情况，上部连接通过植筋、浇筑湿接缝等方式进行连接，下部结构对应的桥墩盖梁、桥台台帽也通過植筋方式把新旧桥基础浇筑成整体。优点在于可以减少在新旧桥连接处的扭拉变形，拼接后桥梁结构整体性较好。但也存在一定的缺点，新旧桥基础沉降差会引起较大的内力，容易导致上下部结构拼接处产生裂缝。这种拼接方式在目前工程实例中使用较少。

2.3 新旧桥梁上部结构连接、下部结构不连接

这种拼接方式常见于旧桥上部为预制结构的拼宽设计，采用桥面部分进行拼接。采用这种方法，同样需要相应拓宽桥梁的墩台，或者靠近旧桥另外新建桥梁墩台。优点在于通过在纵缝上设置钢筋连接，重新进行桥面铺装，桥面平顺，行车舒适；且由于下部不连接，产生的附加内力较小。缺点也同样存在，无法提高旧桥负载，需对旧桥承载能力进行重新验算。

3 工程施工实例

3.1 工程概况

某桥梁拓宽改建工程，桥梁为三跨简支梁桥（15m+25m+15m三跨）。25m跨的为宽99cm、高1lOom预应力钢筋混凝土空心板，15m为宽99cm、高80cm钢筋混凝土空心板。桥梁设计荷载为汽一2O、挂一100。原桥梁宽度为36m，快车道宽度8.5m（两车道），现将桥面拓宽至53m，拓宽后快车道宽度为12m（三车道），原先的机非隔离带成为拓宽后的快车道。原桥梁的北侧机非隔离带下有12孔电信干管，南侧机非隔离带下有DN220煤气管道。现状桥梁机非隔离带下梁板均为边板，两块边板的悬臂长度为30cm，悬臂端之间的实际缝宽L为45cm（两块梁板除悬臂部分，净距为105cm）。

3.2 拼宽设计

拓宽方式为，保留现状桥梁，保持现状桥梁板位置不变，在原桥两侧拼宽新桥拓宽。改建后的桥梁按城一A级荷载设计。桥梁拓宽后，桥梁荷载由汽一20变为城一A，荷载值增加。为安全起见，通过调整横向分布系数法对原桥梁板进行加固，在不更换桥板的前提下以适应城一A荷载。

（1）梁板加固。首先，将原桥梁机非隔离带下两块边板悬臂部分进行联结。技术方案为：凿开悬臂部分混凝土并露出钢筋，与新布置的14结构钢筋焊接，然后现浇C50混凝土湿接缝。其次，在全幅梁板顶面采用粘贴钢板法进行加固，钢板采用厚15mm宽400mm的A3钢板，沿桥横向按间距20cm布置，A3钢板与空心板问用C50环氧砂浆（环氧树脂掺量10%）粘结牢固。A3钢板上面按梅花型焊接长20cm的25钢筋，问距为20cm，以增强钢板与桥面铺装层的粘结力。再次，采用C50混凝土（掺钢纤维1%）进行桥面铺装。

（2）桥梁拼宽加固后的沉降控制措施，结合本工程项目的实际情况，嵌岩桩的沉降相对较小，为了有效控制可能出现的不均匀沉降现象，新桥桥梁的桥面应尽早采取相应的铺装与压重措施。本工程的局部地基为软土层，沉降相对较大，设计中经过实际勘察，设计人员将其沉降分为四个部分，其中包括：桩身压缩变形、桩尖承载力引起的桩底土层压缩变形、桩侧摩擦力引起的桩底土层压缩变形、桩尖刺入变形。针对不同的沉降部分、原因及类型，设计人员分别采取了预压、加大桩长等方法，以有效控制沉降的问题。

3.3 拼宽加固后的效果分析

桥梁道路拓宽为双向6车道后，对梁板的横向分布系数和承载力分别进行了计算，根据实测数据与计算数据的对比发现，新、老梁板所分担的活载内力基本一致，均满足承载能力的要求。桥梁加固设计时，车道数由两车道变为三车道，荷载由汽一20变为城一A，对梁板受力不利。但现状梁板顶面经粘贴钢板法进行加固后，梁板悬臂部分有机连接，l号梁横向分布系数有所减小，受力得到有效调整，从而避免了部分梁板受力偏大而部分梁板受力偏小的现象，且该加固方案一定程度上提高了桥梁的整体刚度。可见，采用粘贴钢板法加固取得了预期的效果。

4 结束语：

综上所述，桥梁拼接技术质量直接影响着行车安全及桥梁使用寿命，因此，在桥梁的拼宽设计中，设计人员必须综合考虑各方面的实际情况与影响因素，特别是在使用时间较长的桥梁进行拼宽加固设计时，必须对于现有桥梁的实际情况进行综合的监测与实验，确定现有桥梁的综合性能，以此作为拼宽加固设计的主要依据，来保证桥梁改造效果。

参考文献：

[1]高速公路改扩建工程桥梁拼宽关键技术的调研[J].邓学军.北方交通.2013（03）.endprint