改扩建项目中拼宽桥梁的横坡处置

张沧海 张小刚 惠 丕

(1.中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西 西安 710075； 2.中交瑞通路桥养护科技有限公司，陕西 西安 710000)

1 概述

某桥为某改扩建项目中一座拼宽桥梁，原桥跨径组合为6×20 m预应力混凝土简支空心板梁，原桥上部结构采用先张法预应力混凝土简支板梁，桥面连续，下部结构采用圆柱式桥墩，肋板台，墩台基础采用钻孔灌注桩。整体拼宽方案为在原桥两侧拼宽8.25 m，拼宽上部采用后张法预应力混凝土简支板梁，桥面连续；下部结构采用圆柱墩、肋板台。原桥横坡采用双幅双向坡设计，改扩建后路线在此处设计为超高段，拼宽后横坡采用单向坡设计。拼宽部分桥梁按照新路线标高设计并施工，由于施工时未考虑原桥处双向横坡影响，导致其中半幅桥施工后与原桥梁衔接处最大高差达40 cm之多。

2 处置措施

原有桥面与拼宽桥面最大高差达40 cm，若通过调平层来调整高差，则原桥二期恒载增加较多，原有结构受力无法满足结构计算要求。从受力角度考虑，应采取在封闭半幅交通的情况下，整体抬升原有桥梁空心板的方法来消除高差。整体抬升原有桥梁空心板的方案有两种：

方案一：拆除原桥桥面系、解除空心板铰缝，将梁体吊离桥墩台(或顶升梁体)，加高墩台垫石，梁体归位，重新浇筑铰缝，恢复桥面系。其中顶升梁体须预留足够的施工空间，安全风险较大。

方案二：拆除原桥桥面系、旧空心板、桥墩盖梁和桥台台帽，重新浇筑盖梁和台帽，安装新空心板，恢复桥面系。拆除旧空心板的同时按照新标准预制新空心板，以缩短施工工期。

方案对比见表1。

表1 方案对比表

综上可知，以上两套施工方案各有优缺点，方案一较方案二更经济、相对绿色环保；方案二较方案一施工简单，安全风险较小。

3 施工阶段承载能力验算

方案一需要先铣刨桥面铺装，然后解除原空心板铰缝及负弯矩钢筋，再整片梁吊离盖梁(整体顶升方案施工风险稍大，在条件受限制情况下采用)。因此需要对空心板在吊装和运营阶段分别进行验算。吊装施工、运营阶段均采用单梁模型计算，采用空间有限元程序对空心板单梁进行建模计算分析，主梁采用梁单元，模型示意图如图1所示。

施工顺序为：铣刨原桥沥青铺装层→切割空心板铰缝并凿除桥面现浇层→吊离原梁另外场地存放→凿除原有垫石，重新浇筑→ 吊回原梁就位并浇筑铰缝混凝土→重新浇筑桥面现浇层及沥青铺装层。

按照施工顺序建模，按照2015年版通规分施工阶段和运营阶段验算主梁承载能力，其中施工阶段原梁考虑1.2倍吊装动载系数，吊索(吊点)根数取2，结果如表2所示。

表2 空心板抗弯承载力计算

从上述计算结果可以看出，原桥边板、中板在施工中吊装阶段和成桥阶段抗弯承载能力均满足JTG D62—2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的要求，且截面承载能力均有较大安全储备。

方案二采用新建标准设计，具体计算可参考最新版部颁通用图集及相关计算文件。

4 施工影响因素

1)垫石和混凝土三角垫层施工时，需要有一定的施工空间，在可以选择吊离主梁和顶升主梁两种方案进行时，优先选择吊离主梁施工，以减少施工安全风险。

2)施工前应对抗震锚栓和主梁是否浇筑在一起进行调查。若浇筑在一起，采用绳锯将锚栓逐根切断，然后再进行梁体吊离施工。垫石施工完成后，在原盖梁或者台帽锚栓旁重新打孔安装抗震锚栓，重新吊装空心板时要精准定位抗震锚栓。

3)采用吊离主梁方案进行施工时，在桥梁周围应建设存梁场地，且存梁场地必须进行硬化处理，防止梁体在存放过程中变形。梁体存放时间建议不超过60 d。

4)若采用顶升梁体的方法浇筑垫石等构件，施工空间小时可以在盖梁或台帽上架设钢结构牛腿，然后在牛腿上放置千斤顶，顶升梁体。以上施工过程必须进行施工监控，以确保顶升梁体的稳定性。

5)在吊装原桥空心板前，应对主梁进行编号以便于重新安装；同时应准确按照设计标高定位放样，若存在偏差应及时通知设计单位，确认无误后方可进行下一步施工。

6)原桥空心板解除铰缝过程中，可先采用盘锯切割，再人工或使用小型机械将原铰缝混凝土彻底凿除，避免动用大型机械进行破拆而造成原桥梁板损伤。

5 结语

桥梁改扩建设计较新建桥梁设计更为复杂，实际桥梁在改扩建时很可能已经维修加固过，或者桥面加铺过；收集到的竣工图与实际桥梁在几何尺寸、纵横坡、标高上会存在一定的偏差，改扩建设计时一定要加强以上问题的复核。改扩建项目中拼宽桥梁的横坡调整问题比较常见，本文中提供了两种方案在调整桥梁横坡时均可达到预期效果，施工中选取哪种方案应结合现场实际情况及施工影响因素等择优选择，制定出符合实际的施工方案。

参考文献：

[1] JTG/T J22—2008,公路桥梁加固设计规范[S].

[2] JTG D62—2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[3] JTG/T F50—2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[4] 姚玲森.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社,1985.

[5] 宋玉普.预应力混凝土桥梁结构[M].北京：机械工业出版社,2007.

[6] 范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京：人民交通出版社,1999.