市政桥梁拼宽加固设计研究

朱荣州

（浙江省建筑设计研究院，浙江 杭州 310000）

随着我国基础设施建设的发展以及城镇化的不断推进，很多地方的交通运输系统已经成为制约城市发展的重要因素，交通堵塞问题日益突出，对当地经济的发展和人民的出行造成了很大的困难。只有加大市政道路的综合整治力度，提高城市交通流量，才是解决城市交通问题行之有效的方法。在市政工程新建和改建的进程中，桥梁的改建是重点也是难点。为了减小对城市交通的影响，目前的市政桥梁整治工程施工大多采用半封闭的形式。因此，在进行市政桥梁设计拼宽时，应根据桥梁的结构类型，选用与之相适宜的设计方案[1]。

1 市政桥梁拼宽设计要求及设计方案

市政桥梁拼宽的基本要求和具体方案要注意科学合理，符合工程的基本情况，保证市政桥梁拼宽后结构受力合理，施工可行。市政桥梁拼宽设计有严格的规范标准，并有完善的设计方案。

1.1 设计要求

在市政桥梁拼宽加固设计中，要结合基本要求进行分析，促进宽度加固效果，达到工程实际标准，实现理想的应用效果。市政桥梁宽度加固设计中，要注意结构形式与原桥保持一致，避免桥梁使用时梁体局部开裂，埋下诸多安全隐患。在桥宽加固设计过程中，要及时对拼宽改建中桥梁混凝土的收缩徐变情况进行详细分析，注意多环节计算的准确性，避免新老混凝土中存在异常的情况。综上所述，应考虑设计要求和规范，采取科学的方案，保证市政桥梁工程的整体稳定，真正缓解交通压力[2]。

1.2 设计方案

1.2.1 桥梁拼宽加固设计

对市政桥梁进行拼宽加固设计时，要结合工程实际情况，制定科学的实施方案。桥梁单边加固设计需要考虑多种因素，如市政桥梁的实际连接，由于原有桥梁侧增加恒载，结构整体稳定后的横向宽度和结构的承载能力，这些都必须满足标准，如图1。

有些市政桥梁由于使用多年，存在着较为严重的耐久性问题，承载能力相对较差。对这种类型的桥梁进行改建，关键是解决新旧桥梁的连接问题，在实际施工时，应尽量避免外部因素的影响，尽量降低桥梁的沉降和变形的影响。

1.2.3 边梁和中梁设计

市政桥梁拼宽加固设计中，边梁和中梁是主要部位。如果不能对它们做出科学的判断，就会影响宽度加固的效果，市政桥梁宽度加固的价值就会丧失。在实际施工中，边梁和主梁应结合工程施工要求，以便更好地达到施工目的。新老连接结构纳入市政桥梁宽度加固设计，桥梁边梁和主梁的宽度加固设计应达到宽度加固的目的。这种方式的应用是将原有的桥梁侧或侧护栏或道路拆除，然后增加侧梁或侧拱的宽度，并以铰接方式完成宽度结构与主体结构的连接，原桥的承载能力不会因为改造而改变。虽然从应用上看很简单，但其最大的问题是难以保证桥梁荷载的平衡问题[3]。

2 市政桥梁拼宽设计中新老桥梁拼接方法

市政桥梁与既有桥梁接近上下结构或预留一定的施工空间，或通过桥面铺装连接。这种拼接方法的特点是分宽桥与既有桥的上下结构相互独立，受力简单明了，对既有交通的影响最小。存在的问题是，由于上下结构分别受力，在地基沉降差、混凝土收缩徐变差等因素的影响下，在接缝宽度处发生挠度差、产生横向错位和纵向裂缝，影响路面美观、行车舒适性和行车安全性，增加维护难度和成本。

2.1 新建桥梁与上部结构连接，与现有桥梁下部结构分离

桥梁上部结构通过植筋、钢板连接为一体，下部结构相互独立。这种连接方式的特点是上部结构的共同受力和下部结构的单独受力，提高了驾驶舒适性和安全性，保证了路面的美观。存在的问题是，地基沉降不良、混凝土收缩徐变不良等因素引起的附加内力均由接缝承担，导致接缝开裂，施工对原有交通有一定影响，施工现场如图2 所示。

图2 桥梁加宽加固现场

对于这个连接，主要连接方式有：①柔性连接。其结构是在连接法兰的上表面设置10cm 的锯缝，缝内填充柔性材料，底部埋设胶条或木条；②半刚性连接。与柔性连接相比，只在搭接法兰底部设置10cm 的锯缝，填充橡胶止水带；③刚性连接。与以上两种结构相比，使用效果最好，其上部结构整体性好，可使既有桥梁与加宽桥梁上部结构共同承担受力。

2.2 新建桥梁与既有桥梁上下结构连接

新建桥梁与既有桥梁通过植筋连接，这种连接方式的特点是将桥梁与现有桥梁的上下结构组合成一个整体，共同受力，提高了行车的安全性、平顺性。主要问题是基础沉降不良和混凝土收缩徐变不良会对既有桥梁结构产生较大的附加内力。接缝结构复杂，特别是盖梁连接施工难度大，施工时必须封闭交通，对原有交通影响很大[4]。

3 市政桥梁拼宽加固设计案例分析

3.1 项目概述

某老桥上部结构为预应力小箱梁，先简支后连续结构，跨度为3×25m。下部结构是柱式墩、肋式桥台，基础采用钻孔灌注桩。老桥桥宽14.2m，拼宽后总宽度为22.16m。老桥上部结构的拼接方案为:拆除老桥小箱梁的部分桥面系后，通过湿缝与新小箱梁进行刚性连接，现浇横膈膜通过在原桥上铺设钢筋，在新旧桥之间进行刚性连接，下部结构的宽度通过桩墩和肋台与原下部结构隔开。

3.2 拼宽加固设计方案

老桥小箱梁中段抗弯承载能力偏低是加固设计首先需要考虑的问题。常见的加固方式为：铺设现浇式桥面，梁底贴钢板，梁底贴碳纤维布，并设置体外预应力。根据原桥的现状，结合加固方案对桥梁承载能力进行改进，再充分考虑原桥的损伤、耐久性等因素，选择底板贴钢板加固方案为最佳方案。

据统计，老桥小箱梁的边梁和中梁的位置差异较大，而处于不同位置的侧跨、中跨部位的跨中抗弯承载力也各有差异，故分别采取相对应的加固方法。老桥小箱梁的承载力与当前的设计规范要求相符合，不需要再进行加固，在承载力较小（低于10%）的情况下，底板要采用两块钢板进行加固。当承载力不足（10%以上）时，应在底板上增加三层钢板进行加强。钢板规格必须一致，均使用Q345C 钢板，每块钢板厚度5mm，宽25cm，并在距离其16m 左右的位置上进行粘贴和加筋，Q345C 钢板的化学成分、力学性能等都符合规定。老桥小箱梁在加固设计后的计算结果（略）表明，其承载能力符合规定。

4 结语

总之，市政道路改建中的一个重要问题就是市政桥梁的拼宽和加固。在实际设计时，应在新旧桥梁之间建立有效衔接，确保结构的受力合理，同时还应尽可能地降低接缝宽度改造的成本。因此，合理正确地选择改造方案，不仅可以确保桥梁改造的施工质量，还可以最大限度地提升大桥的通行能力。