改扩建桥梁拼宽设计要点分析

2021-12-09戴颖娟

运输经理世界 2021年9期

戴颖娟

（宜春市交通运输事务中心，江西宜春336000）

0 引言

在桥梁改扩建工程项目设计的阶段，桥梁拼宽设计水平的高低，对后续工程项目的开展有着一定的影响。因此，在桥梁拼宽设计之前必须要严格按照桥梁改扩建拼宽设计的原则，对涉及的细节进行综合研究，同时要将各种新理念、新方法应用到实践当中，如此才能够达到改扩建桥梁拼接加宽设计的需要。

1 改扩建桥梁设计原则

一是桥梁的拼接加宽施工必须达到安全性的标准，充分利用原桥梁结构形式，以达到降低成本、提高效益的要求。在拼接前，必须进行现场的全面评估分析，确定合适的设计方案，以保证拼接施工效果和质量。二是拼接结构应用桩基础的桥梁形式，上部进行连接，下部则不连接。三是桥梁新建、改建的施工前，必须对当地的河道、灌溉、洪涝设施等进行全面了解，以保证桥梁标高符合使用要求。四是拼接加宽的桥梁下部结构，原则上是应用桩基础的形式，如果地基条件比较好，可以使用原桥梁的地基结构形式。五是改扩建道路存在主线上跨被交等级路的形式，或者被交等级道路上跨主线等，发现现场无法满足要求，必须经过多方面分析研究，确定合适的设计方案，保证项目施工效果。六是拼接过程中，最好选用跨径相同、结构形式一致的设计方案。七是要想满足运行效果，通常还要落实罩面修复以及改扩建加宽施工净空尺寸等方式，对于拆除重建或者新建的上跨高速公路桥梁净空尺寸应该适当的增大[1]。

2 原有构造物拆除重建情况

初步设计环节，如果存在下述的情况，则考虑要进行桥梁拆除重建：其一，原桥梁结构已经存在很严重的缺陷问题，加固施工根本无法满足应用的要求。其二，加固之后承载性能虽然可以满足要求，但是使用效果比较差，还会有安全隐患的问题发生。其三，原桥难以满足防洪的要求，需要顶升处理，但是经过分析后发现，顶升施工会给结构造成巨大的损坏，无法满足运行要求。其四，加固顶升桥台改造施工的总成本占到拆除重建成本的50%以上。

3 改扩建段、新建段桥梁设计

某高速公路项目是我国交通设施的重要组成部分，穿越多个省份，总长度为500km，设计为双向四车道的结构形式，路基结构宽度尺寸为37m。对于该项目进行改造施工中，选择应用的是“两侧拼宽为主、局部分离”的基本原则，将原四车道扩建为八车道的道路形式，同时还包含有互通立交等结构部分，需要充分利用老路形式。因为旧桥的宽度尺寸无法满足当前要求，所以需要进行拼宽改造施工，以达到工程的运行标准和要求[2]。

4 拼接方案的专题研究

4.1 拼宽结构形式

根据设计方案要求，桥梁拼宽采用上部连接、下部不连接的形式。对于任何桥梁结构进行原结构拼接施工时，都必须遵守我国的国家法律法规的标准以及行业规范的要求，满足实际应用的要求。根据目前我国国家标准，在整体钢结构实心板和钢筋混凝土空心板拼接、预制预应力混凝土连续空心板和钢筋混凝土空心板拼接等形式中，有着明确的规定和要求，以保证结构的性能符合工程的运行要求。经过实践经验分析发现，原桥梁的空心板结构拼接施工，应用的是预应力空心板和现浇整体空心板的形式，新老结构的受力特点、新老结构收缩徐变等方面控制上并无任何的差异，这一方式可以使用，与实心板的拼接效果是完全相同的。但是如果选择现浇整体板和原钢筋混凝土空心板拼接施工，对于单孔10m 以及以下的结构施工中可以节约模板使用量，降低运输成本。预制预应力混凝土T 梁结构形式和预应力混凝土空心板拼接施工，抗弯设计难度比较高，所以一般不会选择使用这种形式。综合分析目前的单孔10m 及以下结构会优先选择应用现浇板和结构物上部连接的形式，其他的结构形式则会使用和原结构完全相同的梁板进行拼接施工[3]。

4.2 原有桥梁边板(梁)利用研究

拼接施工环节，原有桥梁结构的边板或者边梁，是否要进行拆除处理，当前已经展开全面深入的研究。此次研究中，对于已有的桥梁上部结构形成的空心板、实心板、T 梁、工字梁等形式，进行全面的性能检测工作，在钢筋混凝土空心板或者实心板更换为中板的结构形式之后，承载性能符合工程的运行要求，其结构可以继续使用，然后进行边板悬臂端的切除处理，边板顶板直径和混凝土结构采用湿接缝的连接形式，原边板和新建设的结构稳定的连接；预应力混凝土T 梁和工字梁边梁进行加固施工，调整为中梁之后可以继续使用，新旧T 梁之间要布置现浇横隔板以及现浇面板的结构，原边梁和新建设的部分连接性能良好。如果要将原桥边梁结构拆除处理，次边梁就会出现损伤的情况，并且还要重新设置铰缝的结构，也可以采取植筋的处理方式，但是施工难度升高，所以需要慎重选择这种处理方式。同时在设计环节要考虑到新旧结构的拼接质量以及拼接方式在设计阶段要预留出一定的富余度，以便后续工程施工能够在该层面上进行优化调节提高整体工程的建设效果[4]。

4.3 桥梁拼接方案的建议

在桥梁拼接施工环节，新老结构的性能、上部结构出现的收缩徐变的问题，都会对新老基础结构产生很大的影响，所以设计人员必须结合现场设计情况，展开全面的分析和研究，尤其是细节部分的受力，必须做好全面分析和控制，以保证结构受力条件符合要求，对于保证桥梁运行效果有重要的作用。基于此，需要采取如下的应对措施：其一，如果现场条件允许，应尽可能延长接缝施工之前的空心板放置的时间，以6 个月以上为宜，同时还要落实两侧接缝以及支座相应位置上的接缝配筋施工。其二，新拼宽桥基础应用的是桩基结构形式，保证新老桥梁的基础沉降差不超过5mm，需要适当的加长桩体结构，或者采用增大直径、扩大支撑结构范围等措施，以保证新老桩体的沉降量得到有效的控制。其三，更换老桥梁的支座结构形式，新桥梁的支座也需要做好各个方面变形的控制，以达到结构性能的要求。其四，需要选择合理有效的措施，做好梁端结构的控制，不会因为收缩变形而导致结构横向位移量超出技术标准。其五，对于长联T 梁要实施解联处理，一联跨的数量在5 跨以内，且两侧的隔板结构需要布置构造钢筋，以达到结构强度与刚性的要求，满足整体运行功能的标准和要求。同时，在该项工作开展阶段对于涉及的拼宽位置要做好性能的测定，以提高整体工程项目的施工效果。

5 改扩建桥梁设计

设计人员经过初步设计和研究，在结构拼接方案进行全面的分析和研究之后，总结出必要的扩建施工方案，主要是如下几个：其一，原桥梁结构的承载性能比较差，为了能够降低因为拼接施工而导致的负面影响，会将原桥局部位置上的翼缘结构切割掉，有效减小拼接梁距。其二，拼接位置上的结构要达到可靠性、稳定性的要求，可以在接缝的位置增加配筋以满足结构运行的要求。其三，拼接施工中，新建设的结构部分需要加强控制，保证沉降处于合理的范围内，一般会选择增加长度、直径或者扩充等方式，对于新结构进行预压施工，延长接缝的浇筑时间等。在此次高速公路项目中，原桥梁结构上部施工的形式比较多，比如混凝土T 梁、预应力连续空心板梁、预应力混凝土连续箱梁、简支梁等结构形式，而下部结构的形式也比较多，比如柱式墩、薄壁墩、重力式桥台等等，基础结构主要是钻孔灌注桩以及扩大基础等形式。在该项目施工中，先进行半幅分段建设施工，另外半幅正常通车运行，交替施工以完成整个工程的运行。半幅分段建设方式与整体建设的原则是不同的，所以造成左右幅孔径、结构形式都是不同的，左右两侧还会存在构造物的影响，原桥10m 及以下的孔径梁板长度为桥台间垂直间距，和常规意义上的板长是不同的，所以造成了跨径梁体长度会因为角度的变化而变化，所以要结合这一情况，选择合适的施工方案，以保证工程的质量合格[5]。