高速公路中小跨径桥梁加宽设计核心分析

2020-05-23济宁市鸿翔公路勘察设计研究院有限公司刘亚平

人民交通 2020年9期

济宁市鸿翔公路勘察设计研究院有限公司 / 刘亚平

随着国家经济的不断发展以及汽车数量的不断上升，大多数高速公路的通行能力以及高速公路服务能力已经远远无法满足不断的增加的交通量，经常会在高速公路上发生一些堵车的现象，从而造成了交通拥挤的情况。以我们国家的南方城市为例，在近几年以来，随着经济的进一步发展，当地人民的生活水平以及生产质量得到了很大的提高，车辆交通压力正在逐步的增大，进而使得高速公路出现了交通拥挤的情况，目前，高速公路中拥挤的车辆引发的交通压力日益增长，已经直接影响到了高速公路通行的能力。为此，拓宽改建工作势在必行。某高速公路项目中的横岭中桥紧邻梅林收费站，是一座跨路中桥，整个横岭中桥全长43.3米，其中桥的上部结构为预应力混凝土空心板结构，在横向上加设梁，并且所设置的斜交角为120度，横岭中桥的下部结构为柱式桥墩以及肋式桥台、混凝土桩基础。

1.高速公路中小跨径桥梁加宽设计工作

我国高速公路新横岭中桥加宽设计项目，依据项目的总体要求进行加宽。在实施加宽设计的过程中，还需要遵循一定的设计原则，就加宽设计工作而言，需要遵循加宽设计原则，所设计的新横岭中桥，在跨径方面、桥梁结构、伸缩缝等方面的设计，都需要与原先的中桥保持高度一致，即，需要遵循相同的桥梁结构、相同的桥梁跨径、上连下不连接的原则进行桥梁的加宽设计。其中上连下不连，指的是新桥与旧桥的上部结构需要连接在一起形成整体的桥梁架构，在盖梁处提前设置隔离缝，使得两者互相不连接。在横岭中桥项目的建设过程中使用上连下不连的方式，不仅可以确保横岭中桥桥面连接处的平整性，同时，又可以让新桥以及老桥同时承受桥面的压力，可以有效避免中桥下部桥梁结构对于整个桥梁所形成的不良影响。在横岭中桥项目中，桥梁的上部结构相同、跨径相同、相同的受力模式、新桥与老桥受力保持高度一致，在这种情况下，有利于桥面横向压力的传递。

2.中小跨径桥梁的加宽工作

我国高速公路中的横岭中桥项目，在未进行桥梁加宽设计工作之前，旧桥的桥面铺装厚度为16厘米，其中，现场所浇筑的混凝土调平层的厚度为10厘米，除此之外，还囊括了防水混凝土铺装层为6厘米。在进行横岭中桥项目的加宽设计时，也可以采用相同的方式进行桥面的铺装工作。

在进行横岭中桥桥面的铺装施工中，首先需要先将旧桥的防撞护栏进行拆除，将75公分范围之内的桥面进行人工凿除然后再进行桥面的铺装施工。在进行桥面铺装施工以前，需要在旧桥桥面以及加宽桥面人工开凿新的桥面进行铺装施工。在正式浇筑混凝土之前，需要将新桥面以及旧桥面所架设的钢筋进行焊接，焊接中的焊缝长度需要符合相关的规范要求以及工程的施工要求。其次，在进行混凝土桥面浇筑施工之前，需要经桥面新旧混凝土的结合面进行凿毛施工，其结合面的粗糙程度的凹凸面不得小于6毫米，最后，将界面胶均匀的涂抹在新旧混凝土的施工面上，然后进行现浇混凝土的浇筑工作。

2.1 中小跨径桥梁上部板的加宽设计

图1 空心板连接局部示意图

在中小跨径桥梁的上部空心板的加宽设计工作中，新中小径桥梁上部的空心板与旧桥所对应的位置的横向桥，需要采取植筋的方式进行连接，随后，再需要使用现浇混凝土将接缝进行连接。当在旧桥外侧的空心板上进行植筋时，首先，需要将桥梁上下拼接的部分完工，然后再使用现浇混凝土将旧桥外侧的空心板与边缘板连接，使得旧桥的拼接位置与新桥的拼宽部位进行连接，旧桥外侧的空心板与加宽部分的内侧空心板形成统一的受力体。在当前阶段，现场浇筑的接缝混凝土一般采用补偿收缩混凝土，也称为UEA。为了在最大程度上确保中小径桥梁在正常的施工以及运转过程中桥面不出现裂缝，在正式施工之前需要做好混凝土配比试验，通过试验的方式把控补偿收缩混凝土的体积膨胀率以及掺和量。在现浇混凝土浇筑施工过程中，还需要实行连续浇筑的方式，这样可以有效的避免出现接缝的情况，另外，还需要将混凝土进行振捣，确保混凝土的密实度；除此之外，还需要对于现浇混凝土进行浇水养护，防止混凝土桥面出现裂缝；在现浇混凝土浇水养护7天到14天以后，还需要继续对混凝土桥面进行养护，进而确保现浇混凝土的膨胀率可以得到有效的提高。

在中小跨径桥梁的加宽设计中，首先需要在旧桥的空心板中植入一定数量的钢筋，钢筋的埋置深度以及距离空心板边缘的距离需要满足相关规范的要求。在埋设钢筋时，旧空心板的植入钢筋以及新空心板的预埋钢筋需要依照间距为10厘米的距离均匀布设，将新桥面空心板安装完成以后，再将旧空心板以及新空心板的钢筋进行焊接。在植筋的过程中，需要检查旧桥现浇混凝土桥面有无混凝土裂缝等等问题，提升植筋施工效果。所设计的植筋孔需要按照桥梁设计的相关要求进行定位，然后再应用钢筋探测仪来检测植筋孔有无受力钢筋。另外，植筋孔中钢筋的位置需要进行适当的调整，这种方式可以有效的避免旧空心板中的钢筋受损，在植筋的过程当中，需要确保新植入的钢筋对于旧桥结构的破坏率小于15%，只有这样，才可以确保桥梁整体结构的稳定性。

当施工人员在旧桥空心板上进行植筋时，植筋中使用的植筋胶在整个施工过程中发挥着重要的作用。合理的钢筋弹性模量是确保拉力的有效保证，因此，在植筋施工的过程中，需要保证植筋胶的质量达标，在环保、耐高温、耐老化等等性能方面符合标准，要求植筋胶固化以后的性质与现浇混凝土的性质类似。在进行正式的施工之前，需要对植筋施工中所用的植筋胶进行试验，对植筋胶锚固强度进行检测，检测实验中以抗拔力为钢筋锚固试验的重要参考数据，并且依照设计要求当孔深钢筋达到一定的屈服强度以后不被拔出，因此，最终的锚固强度试验结果需要满足植入钢筋的深度与与钢筋抗拔力匹配之后才可以进行施工。

2.2 桥梁下部的结构加宽设计

在桥梁加宽设计中关键点是有效的防止桥梁出现纵向混凝土裂缝，因此，在进行桥梁加宽设计时，桥梁的下部盖梁与桥梁的上部空心板及梁的连接方式是紧密联系在一起的。

在横岭中桥项目中所采用的是新旧桥盖梁相互不相连的设计方案。采取这种设计方案对于旧桥的盖梁来说，桥面的受力相对均匀，受力模式也没有发生任何的改变，因此，需要改变旧桥盖梁的钢筋排布，如果新桥发生沉降现象，则可以将上部梁板进行适当的调整，从而满足设计要求。桥梁的盖梁在施工中，需要将旧桥墩台盖梁外部的挡块耳墙混凝土进行剔除，在开凿面上均匀涂抹防水、防腐涂料，确保保护层厚度达标，之后在现浇混凝土加宽部分的新旧盖梁之间均匀的涂抹隔离剂，让新旧盖梁保持均匀的受力。