高速公路改扩建桥梁设计关键技术研究

山东高速股份有限公司，山东 济南 250000

1 针对高速公路改扩建的相关问题

（1）高速公路如何加宽。由于高速公路的改扩建不同于其他交通方式，因此常用的加宽方式主要有对公路的两侧分别加宽、对公路的其中一侧加宽以及分离加宽。这三种高速公路加宽的方式各有利弊，因而选择这三种加宽方式时，一定要结合公路的地形地势、扩建规模、扩建公路的周边是否有征地拆迁以及公路扩建的投资问题，对相关公路扩建工程进行调查研究和反复求证，之后对相关的方案进行讨论与研究，再结合扩建公路的实际情况确定相应的加宽方式。①高速公路双侧同时加宽的优点为两侧厚度均匀、受力性好、施工时也较为方便，还可以保留一部分原有的绿化设施等，造价成本较低。②对其中一侧加宽要保留路面原有一部分的路面，因此可能会造成路面厚度不均匀、受力性较差的问题，导致扩建成本较高。③分离加宽时可以充分利用原有公路的设施，优点是成本较低，施工时对交通通行的影响最小，厚度均匀、受力性好；缺点是征地拆迁量大，需要大量的经济和时间投资，新路与旧路之间的互通能力弱等。

（2）新路旧路之间如何进行拼接。新老路基经过多年的使用，沉降已趋于稳定，但是新路基成型必会经历一个沉降的过程，可能因沉降不均匀而造成路面裂缝，破坏路面的结构层，若遇到下雨天，会使路面结构层破坏程度加大，给道路交通安全带来一定的隐患。新旧路的拼接关键在于需要经过多次的实践，并总结相关的理论知识对实践内容进行指导和分析，对于新旧路的沉降问题，要及时发现、及时解决。

2 高速公路改扩建工程关键技术的应用

2.1 路面结构技术

路面工程施工是高速公路中最重要的一个环节。相关工作人员在高速公路工程改扩建施工过程中，对路基两侧加宽处理时纵向拼接较为困难。新老结构的拼接是高速公路中较为重要的施工环节。工作人员在拼接路基的过程中，需综合考量新老结构可能出现的沉降不均匀现象，与路基层相比，路面层所承受的荷载较大，并且起着较为重要的作用，因此相关工作人员需要仔细分析新老路面在拼接缝的位置处所受荷载的大小，重点考量拼接路面所具备的整体强度的大小。另外，在路面拼宽的过程中，需要适当处理拼接位置处的旧路基层台阶。此外，在高速道路施工的过程中采用半刚性基层加厚式沥青路面，从而最大限度地提升路面结构性能。在进行新旧公路基层侧向拼宽时，施工人员要均匀地涂刷水泥混凝土的界面剂，在拼缝处把细集料和混合料填进拼缝位置，并采用聚酯纤维布处理拼缝处，从而达到吸收应力、防雨水和防辐射的效果。

2.2 路基拼接技术

进行高速公路改扩建的过程中，在新老路基相邻的地方极易容易发生沉降问题，严重的情况下，路面会出现明显的纵向裂缝，以上问题的出现会影响高速公路的使用性能，并削弱路基的承载能力。拼接技术在高速公路中的使用不仅能够进一步提高工程质量，还能够有效减少施工单位投入的成本。在设计和施工特殊软土路基时，如果需要将原有公路扩建，则需要施工单位及时有效地处理新建拼接路基的沉降问题。为避免新老路基之间产生比较大的沉降差，需要在公路改扩建施工过程中对软土路基进行特殊处理，以保证新老路基拼接后避免出现明显的纵向裂缝。软土路及扩建拼接施工的正确处理能够有效控制新老路基差异的沉降问题。另外，为了有效解决新老路基差导致的沉降问题，施工单位要严格选择填料，综合考虑处理地基上的问题，将科学合理的施工技术应用于公路改扩建施工过程，同时还要考虑该公路的实际情况，一旦新老路基出现比较大的沉降差异，就要采用预压排水固结的方式来解决。如果在施工的过程中沉降量比较小，在处理基桩施工时则需要采用两侧拼宽路基软土处理的方式来避免新老路基产生过大的沉降差异，并减少路基荷载对旧路基的影响，最终形成复合地基。在设计路基拼接时，由于路基基底拼接处的应力受基底沉降差异的影响较大，因此，要通过防止纵向裂缝的出现来保证旧路基能够与新路基衔接，同时，还要及时有效地调整新老路基拼接位置的应力状况，避免出现横向错台现象。路基加宽填筑之前，施工单位需对老路基周边30cm范围内进行清坡作业；自上而下对老路基边坡进行开挖台阶作业施工，保证开挖作业与填筑作业同时进行；并对开挖后的路基进行压实作业。为了增强老路基和拼接路基之间的衔接，使路基变形的现象得到限制和缓解，需通过铺设一定数量的木土格栅来处理路床和基底。

2.3 桥梁拼接技术

公路桥梁建设需要注意高速公路本身的使用特性，大部分公路桥梁建设的主要形式是预应力混凝土桥梁，上部结构主要有三种：先张法预应力混凝土空心板、后张法预应力混凝土T梁和预应力混凝土连续梁。为了降低桥梁的施工成本，提升施工质量，在全线扩建高速公路的过程中，需要按照相关的技术要求和施工规范应用桥梁拼接技术开展施工作业。在桥梁的拓宽过程中，施工企业要对公路桥梁的结构进行深入的分析和仔细的研究，通过实地考察，充分分析和考虑新老桥梁上部结构拼接的连接性质。刚性连接和铰接连接是目前两种比较常用的桥梁拼接方式。其中，刚性连接又称为强连接，弯矩和剪力在这种连接方式下能够得到很好的传递；铰接连接又称为弱连接，这种连接方式主要是进行剪力的传递。无论采用何种连接方式，都不允许出现混凝土开裂的现象。

3 桥梁拼宽施工关键问题分析

3.1 原有旧桥全面调查

在进行桥梁改扩建之前，针对原有的桥梁需要进行如下相关的调查：（1）整理并搜集原桥梁的地质勘察资料和设计图纸；（2）复测原有桥梁的垂直度、墩柱偏位和桥梁桥面标高；（3）对原有桥梁进行检查，检查原有桥梁是否发生不均匀沉降，是否出现裂缝和渗水等不良现象；（4）需要邀请相关设计、监理单位来综合地对桥梁进行科学准确的评定，检查是否需优化原施工图纸。

3.2 改扩建桥梁质量控制要点

裂缝是改扩建拼宽桥梁过程中需要重点注意的问题，当结构混凝土所受到的拉应力超过了混凝土所承受的额定抗拉强度，就会导致混凝土裂缝的出现。拼宽桥混凝土裂缝的出现大多数是由于新旧桥梁出现相对位移造成的，当出现的裂缝反射到桥面铺装层时，桥面铺装就会发生裂缝现象，严重时还可能发生错台，在错台位置，车辆的多次冲击会使桥梁的梁板出现断裂。

以下是新旧桥梁发生相对位移的具体原因：（1）不均匀沉降。旧桥梁的沉降在运营期已逐步较为平稳，但是对于新桥而言，其下部结构的沉降正处于逐步发展的时期。（2）混凝土收缩徐变。对于刚建成的新桥而言，其徐变变化程度较大，旧桥的收缩徐变较为稳定。新桥与旧桥的收缩徐变量不同。

3.3 避免施工过程交通中断

施工人员在进行桥梁拼宽施工的过程中，需要注意不妨碍当地现有的交通通行，安排相关人员进行交通组织、行车导改，并且做好相应的安全警示工作。现场的相关管理人员，一方面需保证交通状况不受影响，另一方面要严格控制拼接部位的施工质量。

4 建议与展望

公路改扩建过程中，施工人员和技术人员需对公路的基本状况进行实地考察和科学分析，通过严格的质量标准和准入条件来选择适合的材料和设备等资源，全面发挥施工方案的效用。对施工过程中遇到的困难和问题，要及时有效地予以解决，提出可行性分析和方案，选择适宜的技术和施工方案，保证公路的整体施工水平，从而提升公路改扩建施工质量。

为尽量避免施工过程中拼宽桥梁出现裂缝等问题，需要提出更高的标准和要求来进行公路桥梁的拼宽施工。出于减少新旧桥梁相对位移的目的，在施工过程中需要对关键工序和部位进行质量控制，加强新旧桥梁拼接处的设计技术，优化控制桩基施工过程中的沉降和混凝土性能，从而避免更多的裂缝问题影响公路桥梁的安全性和稳定性。

随着我国社会经济的发展以及城市化的不断推进，高速公路扩建成为满足城市交通发展需求的有效途径。就目前而言，改扩建工程与新建工程不同，在实际施工过程中，我国改扩建工程还存在着很大的改善空间，技术标准和规范还有很多需要完善的地方，需要相关技术人员和管理人员在施工过程中和设计过程中不断探索和总结，尤其需要对高速公路改扩建的关键技术进行完善和补充，最重要的是要将我国路面设计施工体系与高速公路的改扩建工程相结合，严格把控施工的各个环节，从而促进高速公路改扩建工程质量的提升，提高改扩建后的高速公路桥梁质量。