新旧桥梁拼宽设计

陈绥双

【摘 要】本文以红光路跨西三环主线桥旧桥加宽设计为例子，着重介绍了旧桥加宽设计中的设计思路及注意事项，供其他设计人员参考。

【关键词】新桥梁;旧桥梁;拼宽

本项目红光路与西三环立交节点是沣东新城规划一个互通式立交节点，它将城市快速路与主干道快速连接起来，改造后的红光路西三环立交可实现新区与西安市区之间的干线交通联系，支持沣东新城及西咸新区两个区域的快速发展。

西三环是三环快速路系统工程的重要组成部分，南起南绕城高速里花水立交，北至西安机场高速公路六村堡收费站，全长17.3公里，红线宽度100米，主路双向八车道，设计车速80公里/小时，辅路双向四车道，设计车速40公里/小时。西三环路道路横断面为四幅路型式，中间两幅为主路，，有四上四下八条机动车道;外侧两幅为辅路，有两条机动车道和外侧非机动车道。中间两幅主路之间的隔离带宽度为4米，主路与辅路之间的隔离带宽度为11米，路侧带宽9米（其中人行道宽3米，绿化带宽6米）。

1.1原有主线桥梁介绍

红光路跨西三环MRK0+949.844 主线桥全长96.564m，跨径布置为：（23.135+2×25.147+23.135m）。与道路中心线呈83º48’右偏斜交。桥梁纵坡为0.3%，桥面横坡为1.5%。桥面全宽32米，其中机动车道宽22米，两侧人行道各宽5米。上部采用等高度预应力混凝土连续箱梁，按部分预应力混凝土A类构件设计，单幅梁体采用单箱四室，桥梁悬臂长度2m，箱梁梁高1.4m。连续箱梁在纵向及桥墩支点暗横梁处横向采取双向预应力设计。

桥墩采用圆柱式桥墩，圆柱墩直径1.3m，横向共设4片墩柱。每个墩柱基础采用两根1.2m的桩基支撑，桩长32m，承台厚2m。主桥桥台采用轻型薄壁桥台，其基础采用两排群桩基础。桩径1.6m，桩长18m，桩基承台厚1.6m。所有桩基均按摩擦桩设计。

机动车道桥面铺装底层采用微膨胀混凝土，面层采用沥青混凝土。人行道桥面铺装底层采用微膨胀混凝土，面层采用彩色防滑地砖铺砌。机动车道两侧设置墙式防撞护栏，人行道两侧设置钢护栏。

本桥在道路中心线两侧主梁按两幅桥分别进行施工，并采用后浇带形成整体;桥梁墩台全部为钻孔灌注桩基础。加宽桥梁施工时需搭设门式支架，保障三环的车辆通行，并做好安全防护及限高、限宽措施。

1.2 原桥验算

新老桥梁采用刚性连接的方式，形成一个整体。但是由于原红光路桥梁采用老规范及旧的荷载设计，而且现在老桥范围内增加了一个机动车道，因此对老桥单独进行结构验算，以确定老桥是否需要进行加固处理。

老桥上部结构静力分析采用桥梁博士3.6进行计算。按有关规范规定对各种作用进行不同的组合，对结构的短暂状况构件的应力和持久状况承载能力极限状态、持久状况正常使用极限状态、持久状况等分别进行计算，各种工况下的最不利应力值如下表：

通过分析计算结果得知老桥在本项目改造后，仍能满足受力要求，各处均满足规范要求，可以继续使用。加宽部分的桥梁设计可以采用新规范正常设计即可。老桥自建成至今已正常运行9年的时间，根据现场调查，老桥状态良好，没有明显的裂缝，因此我们对老桥进行加宽设计。建议施工运营阶段对现状桥梁加强监控检测和养护，如发现问题及时检修加固，保证桥梁安全。

1.3 加宽桥梁设计

主线桥原桥宽32米，目前为双向六車道加多功能车道，本次桥梁升级改造将使原桥拓宽至双向十车道，桥宽增加至50米，使得桥梁断面与路线规划断面相匹配。本次红光路立交改造拟拆除原桥上多功能车道的护栏，将原有多功能车道变为一个机动车道;同时对原桥进行拼宽处理，两侧分别加宽9米，对其进行上部结构连接，由于原有桥梁已建成多年，桥梁沉降已基本稳定，因此我们采取“上连下不连”的设计方案，即新建上部结构通过植筋的方式与原桥刚性连接，下部结构单独设置，与原桥没有连接。

加宽部分桥梁与原桥跨径、斜交角度完全一致，仍采用等高度预应力混凝土连续箱梁，按部分预应力混凝土A类构件设计，箱梁梁高1.4m，单幅梁体采用单箱双室，外侧翼板悬挑2m，内侧翼板悬挑1.2m。下部桥墩采用双圆柱式桥墩，墩柱直径1.2米，每个墩柱基础采用两根1.3m的桩基支撑，桩长34m，系梁高1m。桥台仍采用轻型薄壁桥台，与原桥台相接。桩径1.3m，桩长22m，桩基承台厚1.6m。所有桩基均按摩擦桩设计。老桥横坡通过箱梁整体转动实现，为保证桥下净空满足要求，加宽桥梁采用水平设置，横坡通过桥面铺装调整。

加宽后机动车道桥面铺装底层仍采用8cm混凝土作为调平层，上涂FYT-1防水剂涂层三遍，面层采用9cm沥青混凝土。施工时老桥调平层不变，加宽部分调平层根据横坡做成不等厚度，然后铣刨老桥沥青层，在新老桥结合后的桥面上重新铺设沥青层。人行道高度超出机动车道0.25米，面层设置人行道板，外侧采用金属护栏。

1.4 拼宽细部处理

鉴于红光路立交的重要性，本次在新老桥梁的连接部分，采用较为成熟的植筋、浇筑湿接缝的拼接技术。新旧桥梁的连接方法：在原有桥梁的外侧架设新建部分箱梁，将原现浇箱梁凿开40cm后露出旧桥翼缘板钢筋，新建箱梁内的悬臂钢筋需伸入原桥悬臂范围，和原桥悬臂凿开后的悬臂钢筋连接，然后再在桥面现浇混凝土层内设横向连接加强钢筋。新旧桥梁上部结构的拼接细节处理好坏是桥梁拓宽成败的关键点。在设计上必须采用合理的拼接构造方案，拼接部位的施工过程也很关键。施工步骤一般为三步：一、将旧桥边梁悬臂拼接部位的混凝土人工进行切割、凿除施工。此步骤为保证结构的安全一般建议采取手工凿除的方式，并对作业面进行浮渣清理、清水冲洗。同时要注意做到切割、凿除施工时不能影响道路的正常通行及施工人员的安全等，根据实际情况做好防护措施，比如说设置防护网等。二、植筋施工。首先检查被植筋的混凝土面状况，再用钢筋探测仪测出植筋处混凝土内的骨架筋位置，核对、标记植筋部位，以便钻孔时避让骨架筋。接着进行钻孔、清理孔洞、钢筋处理、配胶和注胶、插筋、养生等施工步骤，直至植筋施工完成。三、最后就是悬臂拼接部位湿接缝混凝土的施工。此处混凝土的浇筑工艺及相关施工技术要求需严格按照施工图纸设计说明中的条文执行，保证拼接部位的质量，使得拼接部位足够牢靠，不要成为桥梁的薄弱环节。另外拼宽桥梁下部桩基础要求采用后压浆技术，以增大基底承载力，减小拼宽桥梁的沉降量，保证拼宽部位的连接不至因为新老桥梁的沉降量不一样而导致破坏。

1.5、结语

随着社会的发展，道路桥梁的改扩建工程会越来越多，对于扩建道路上的既有桥梁，如果经验算满足现行规范要求，且根据《城市桥梁养护技术规范》等的规定对旧桥进行技术状况等级评定为合格，本着经济合理的原则，设计人员可根据相关工程建设的实际情况对旧桥加以利用，对旧桥进行拼接设计。

（作者单位：中交第一公路勘察设计研究院有限公司）