复杂条件下城市桥梁拼宽设计与施工

2023-11-23夏一达

大科技 2023年46期

夏一达

（江西赣水建设集团有限公司，江西上饶 334000）

0 引言

芦林大桥，始建于20 世纪80 年代末，双向两车道，位于原广丰县城西部，是G353 国道（上饶至二度关闽赣界）经过广丰县城的重要桥梁，由于城市规模的不断扩大，城市交通不断发展过程中，原大桥两端的道路已经拓宽改造城市主干道，原大桥已经完全不能满足交通通行，为使交通拥堵问题得到有效缓解和改善，采用两边拼宽将原桥拼宽至双向6 车道+2 边非机动车道+2 边人行道。对于中心城区，应保证桥梁拼宽的绿色性、安全性。与此同时，在经济发展的同时，显著增加了城市车流量，在城市道路车道数不断增加的影响下，现状道路宽度与交通通行需求并不相符。为了与道路的改造需求相符，应对城市道路上的桥梁进行拼宽予以高度重视。通常来说，在交通繁忙的中心城区，如果开展桥梁拼宽这项工作，其施工期间交通组织的难度性较强，且工期具有一定的紧张性特点，同时明确提出了对于环保的要求。对此，应提高对城市桥梁拼宽设计与施工的重视程度，确保其取得良好的实施效果。

1 桥梁拼宽加固的必要性

现阶段，在工程技术不断发展过程中，再加上我国整体经济水平的显著提升，极大地促进了桥梁建设。在交通建设行业内部，市政桥梁建设工程发挥着重要的作用和意义，深刻影响着经济建设和社会发展。但是在以往，因为施工技术的完善程度较低，且缺少充足的资金，一定程度上很难将市政桥梁的施工质量提升上来，甚至会造成市政桥梁结构的各种问题的出现[1]，就目前而言，诸多市政桥梁和桥墩的强度，与再施工要求并不一致，再加上我国交通运输需求的增长趋势明显，更加明确提出了对运输设施和运输建设的要求。对于拼宽加固技术的应用，在市政桥梁建设中具有较高的应用优势，可以使桥梁质量得到有效改善，给予桥梁的实际寿命一定的保证，而且也可以使桥梁强度和硬度得到保护，致力于市政桥梁安全性和稳定性水平的显著增强。特别对当前的市政道路桥梁进行分析，其使用次数是比较多的，且承重明显[2]，一定程度上使得裂缝、地面沉降等问题经常发生，进而不利于市政道路桥梁质量的提升。因此，在新形势下，市政桥梁的质量已经成为共同关注的焦点话题之一，必须要加强固定技术的合理运用，将其与市政桥梁建设相结合。

2 复杂条件下城市桥梁拼宽设计方案

2.1 上部结构道路桥梁拼宽加固

首先，桥梁截面拼宽加固方法。要想将市政桥梁的设计水平提升上来，应对道路桥梁区段进行合理增设，为其承载能力的提升创造有利条件，其中，应保证主要桥梁钢筋数量的充足性，并确保厚度的合理性。同时，应将框架合理安装在公路桥梁的一侧，以此来为公路桥梁的抗剪强度助力，而且在施工后，也可以为主要保护层方面提供支持。在拼宽加固公路桥梁方面，T 型桥的应用价值显著，其对于公路桥梁的承载能力有着极大的支持作用，分析其运用领域，主要体现在市政道路的较小桥梁上。其次，增加纵梁方法。该方法在承载力较高的公路桥墩下非常适用，通过紧密连接原桥梁主梁与新增桥梁，以此来给予桥梁拼宽加固效果一定的支持。例如，刚性混凝土结构[3]可以使结构的外部得到有效恢复，而对于外部预应力，对于结构内力的恢复有着巨大的支持。最后，加强预应力拼宽加固的合理使用。对于该方法来说，主要是指在拼宽加固道路和桥梁方面，应借助于预应力的支持。在道路桥梁改建方面，额外高强度构件的增加，可以使桥梁受力得到增强，将部分桥梁的重量控制在合理范围内，从而确保道路桥梁承载能力的稳步提升。

2.2 下部结构桥梁拼宽加固设计

首先，增补桩基法。在桩基周围，通过钻孔灌注桩的增设，可以使地基的稳定性得到保证，并紧密衔接原桩基地承台和新桩基，共同对荷载进行合理分解，从而推动整体拼宽加固效果的提升。借助该方法的应用，可以避免墩台沉陷、桩基倾斜情况的发生，而且免去了抽水等水下作业步骤，然而在施工时，因为需要对打桩架和桥面进行设置，极容易影响到原有交通的正常运行。

其次，扩大地基法。对于该方法来说，在桥墩为刚性混凝土结构的桥梁方面非常适合应用，且具有承载力小、基础浅等特点，同时在适用范围方面，也包括地基的均匀程度不够、沉降明显等情况。分析该方法的目标，可以紧密结合旧地基与新地基，使之成为一大整体，共同致力于一个受力体的形成。结合相关规定了解到，地基承载力应在原承载力的1.5 倍以上。而且拼宽加固机制，在调整结构的基础面积方面有着较强的适用性，给予扩大地基时底部承载力不足这一现实状况有效的预防，从而推动拼宽加固效果的提升。同时，要想将总体设计水平提升上来，既要注重地基强度的严格检查，也要对拼宽加固工作予以不断改进和调整，在混凝土浇筑前，先要对施工基础予以不断巩固，借助砂浆垫块做好相应的平整工作，在此之后，应对分层浇筑处理进行实时。

除此之外，要想确保施工整体质量的稳步提升，在浇筑前，应对现场予以及时清理，然后与实际需要相结合，将混凝土的配合比高度明确化。在混凝土的搅拌方面，相关技术人员应积极参与进来[4]，在搅拌施工后，还要对相应的质量检查工作进行落实，给予施工质量一定的支持。

2.3 其他市政桥梁拼宽加固设计方法

2.3.1 主梁桥梁拼宽加固

通过对当前桥梁的实际情况进行分析，加固方法主要如下。首先，碳纤维加固，其在耐腐蚀方面发挥着重要的作用，且操作的难度性较低。分析其应用范围，在混凝土梁桥、板桥的剪切加固等方面得到了充分体现。其次，体外预应力加固法，其施工周期并不长[5]，不易对交通造成严重的影响，而且不易破坏到桥梁原有结构，对于桥下净空的影响也并不深。最后，锚固，在这一方面，应对现有零件进行合理应用，将拆卸和更换次数控制在合理范围内。在该方法的应用范围内，在强度较低的部件方面非常适用。

2.3.2 调整桥梁结构法

结构设计在市政桥梁设计中占据着重要的地位，面对路桥结构问题的产生，很难将路桥整体质量提升上来。但在路桥施工过程中，环境因素和地形变化为重要的影响因素。例如，面对自然侵蚀的出现，极容易威胁到公路桥梁结构的完整性，而且在长期使用过程中，也会威胁到公路桥梁结构和材料性能。因此，对于相关工作人员来说，应加强路桥加固设计流程的制定，保证路桥结构设计的合理性，促进路桥结构改造工作的顺利进行，将桥梁的张力降至最低。此外，基于相关工作人员角度，应注重涵洞结构的改造，为道路和桥梁承载能力的提升助力。

3 复杂条件下城市桥梁拼宽设计的具体应用实例

3.1 工程概况

以芦林大桥拼宽改扩建工程为例，在横向预制板之间，铰缝连接得到了广泛应用。原桥梁宽度在18m 左右，现对桥面进行拓宽，拓宽到36m，拓宽后快车道主要以双向6 车道为主，外加两侧非机动车道和人行道，原先的机非隔离带实现了向拓宽厚的快车道的顺利转变。桥梁原结构使用情况如表1 所示。

3.2 拼宽设计

在拓宽方式中，应对现有桥梁进行保留，防止桥梁板位置出现任何的变化，在原桥两侧，应开展拼宽新桥拓宽这一工作。在桥梁拓宽后，桥梁荷载值增加明显。出自于对安全的考虑，在原桥梁板的加固方面，调整横向分布系数法得到了广泛应用，在不保持现有桥板的同时，以此来与相应的荷载达到相互适应的状态。具体如下。

（1）梁板加固。首先，分析其技术方案，应先对悬臂部分混凝土予以凿除，并将钢筋裸露出来，然后焊接新布置的14 结构钢筋，接着对现浇C50 混凝土湿接缝进行落实。其次，粘贴钢板法的应用，在全幅梁板顶面的加固方面非常适用，钢板的厚度和宽度分别为15mm、400mm。最后，在桥面铺装这一方面，主要借助C50 混凝土来进行。

（2）桥梁拼宽加固后的沉降控制措施，通过对本工程项目实际进行分析，嵌岩桩的沉降并不明显[6]，要想防止不均匀沉降现象的出现，在新桥桥梁的桥面，铺装与压重措施的制定非常有必要。结合本工程，在局部地基为软土层的影响下，会产生严重的沉降问题，通过实际勘察设计人员对沉降展开了细致的划分，并对预压、加大桩长等方法进行开展，从而不断提升沉降的控制水平。

3.3 拼宽加固后的效果分析

在桥梁道路拓宽方面，因为改变成为双向6 车道，仔细计算梁板的横向分布系数等，结合实测数据，了解到新、老梁板分担的活载内力并无明显的差异，与承载能力的要求比较一致。在桥梁加固设计方面，车道数实现了两车道向三车道的顺利过渡。同时现有梁板顶面，在粘贴钢板法加固的支持下，为梁板悬臂部分的连接提供了极大的便捷[7]，而且受力比较合理，防止部分梁板受力出现不一致、不协调的问题，且通过该加固方案的应用，对于桥梁整体刚度的提升也具有一定的帮助。由此可以看出，粘贴钢板法加固的实施效果极为凸显。

4 复杂条件下城市桥梁拼宽施工要点

首先，锚杆静压桩施工。在上述工程桩基中，钢管桩得到了广泛应用，针对于传统的打入方式，静压桩等方式的应用较为常见，在现有两幅桥中间，主要进行桩基施工，因为施工空间具有一定的限制性，传统静压桩的相关施工机械的空间明显不足，进而严重影响到了本工程桩基施工方案的开展。然后业主和施工单位等对现场进行反复核查，开始对锚杆静压桩施工方法进行使用，并将其与本次桩基施工方案相结合。

对于锚杆静压桩来说，主要是指紧密结合后种锚杆和精力压桩，作为重要的施工方法之一，主要是指在压桩位置周围，应进行混凝土筏板的浇筑工作，然后进行压重，随即对压桩孔予以开凿，借助筏板基础自重的应用，将其与反力相结合，最终借助千斤顶为钢管桩向土中的压入提供极大的便捷。在压桩力和压入深度达到一定标准时，可以不断强化桩和基础连接之间的关系，从而为沉桩提供支持。

其次，墩台施工。现阶段，城市道路改建工作越来越流行，预制拼装，在桥梁下部结构中应用频繁，其施工效率较高，而且与环保要求相符，通过在高架桥梁标准段的应用，其工程效益显著。结合上述工程可知，施工空间具有一定的限制性，现场条件的复杂程度较高，拼桥下部墩台结构形式有着明显的差异，通过对预制拼装的应用，现场测量和预制厂预制的匹配度仍然难以保证[8]，从而不利于工程综合效率的提升。对此，通过现场勘察和反复论证可知，墩台施工与某路况立交绿化范围比较近，不易影响到交通的正常运作，所以对现场浇筑施工方式进行应用。

最后，拼缝设计。因为老桥结构形式有着较强的多样性，在布置方面有着明显的差异，对于结构连接，如果应用于新建拼桥与老桥，其施工难度性较高。再加上老桥建成时间较早，沉降的稳定性较强，如对结构连接进行应用，在不均匀沉降等因素的影响下，极容易威胁到老桥结构的稳定性，进而不利于老桥的运营安全水平的提升。基于此，桥面连接的形式，非常适合应用于工程新建拼桥与老桥。通过对传统的桥面连接形式进行分析，有型钢伸缩缝连接、桥面铺装连接等较为常见。在型钢伸缩缝方面，桥面应加强纵向型钢缝的设置，对新旧桥的不均匀变形予以控制和预防，其外观效果难以避免，面对沉降情况的出现，纵向高低错缝较为凸显。此外，为了与新老桥间的不均匀沉降问题相协调，在拼缝的位置局部，应加强弹性混凝土的使用。