淺談改擴建拼寬橋梁設計及舊橋加固方法

淺談改擴建拼寬橋梁設計及舊橋加固方法摘要：隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,特別是高速公路行業(yè)的建設尤為迅猛.新時期,我國高速公路的通車總路程已經(jīng)達到了世界第一長度,而之前我國高速公路大多數(shù)是雙向四車車道,但是隨著經(jīng)濟,交通的飛速增加,高速公路的擴展改造就無法避免.且在對舊橋拼寬的同時，對舊橋維修加固也顯得十分重要。概述：1）橋梁的基礎工程普遍受新舊基礎沉降差異的影響，進而影響著橋梁拼接加寬的結構受力，尤其是預應力混凝土梁橋，新舊預應力混凝土的變形對橋梁拼接施工具有重大的影響。2）新舊橋梁拼接區(qū)域的構造及施工技術直接影響著橋梁拼接區(qū)域的細部構造和施工質(zhì)量。3）預應力混凝土連續(xù)箱梁、T梁拼接加寬的影響因素更為復雜，如新舊梁混凝土收縮、徐變差異、基礎沉降、拼接連接型式和拼接部位荷載作用等，因此，結構分析計算非常重要。關鍵詞：橋梁拼寬；拼寬形式；舊橋加固1改擴建橋梁拼接主要形式1.1新舊橋梁采用上、下部結構均不連接的方式“上下不連”的方式適應大交通量情況下不中斷交通的新的拼寬方法，可有效確?！斑吋訉?、邊通車”。施工難度小，上部梁板不同步變形將會造成連接部位瀝青鋪裝層破壞形成縱向裂縫。邊梁板直接承受車輪荷載，受力大且不利。1.2新舊橋梁采用上、下部結構均連接的連接方式“上下均連”的方式不適應大交通量情況下不中斷交通的橋梁拼寬，連接時需外側封道，影響交通。加寬橋與原橋之間聯(lián)系成為整體，減小各種荷載作用下新老橋連接處產(chǎn)生過大的變形。但加寬橋基礎沉降大于老橋沉降時，產(chǎn)生的附加內(nèi)力較大，將會使下部構造中帽梁、系梁等連接處產(chǎn)生裂縫，上部連接處也可能產(chǎn)生裂縫。1.3新舊橋采用上部連接，下部分離的連接方式“上連下不連”的方式適應大交通量情況下不中斷交通的新的拼寬方法，可有效確?！斑吋訉?、邊通車”。加寬橋與原橋的下部結構相互不產(chǎn)生影響，上部構造連接對下部構造產(chǎn)生的內(nèi)力影響很小。但新老橋下部的不均勻沉降將直接影響上部結構拼接位置的受力。2公路橋梁拼寬設計要點橋梁拼接設計中，對原有橋梁，拼接部位，拼接后橋梁整體性進行結構分析和驗算；對原橋進行評價，采用老標準；但承載能力極限狀態(tài)的計算采用現(xiàn)行荷載標準，不滿足的建議進行加固處理。2.1結構構造耐久性設計本項目高速公路拓寬工程中一個特點是“邊施工、邊通車”，橋梁拓寬工程也要做到保證道路的基本正常通行。為此需要根據(jù)不同的橋梁梁板形式采用相應的工程措施，使梁板的拼接既保證了工程質(zhì)量同時也保證了正常的通車營運。設計考慮對新橋基礎留有一定量的富余承載力，原橋為淺基礎的，如為可壓縮性土，新橋可采用樁基。樁基礎施工時嚴格控制沉淀層厚度，以便降低沉降量，減少新舊橋梁的沉降差。新橋上部梁板應盡早安裝，并盡可能推遲新舊橋梁拼寬濕接縫混凝土的澆筑時間，以使新建橋梁的大部分樁基沉降、混凝土收縮徐變能夠完成。拼接采用新老橋行車道梁板剛性連接的方式，但是，采用此方法的施工難點是在接縫混凝土現(xiàn)澆施工后到需要的強度期間，車輛荷載不能作用在相應的會引起位移的梁板上，因此常規(guī)上應該封閉交通、車輛改由另一幅雙向行駛——為減少對通車的影響，應確定合適的澆注方式、澆注時機和先進的工藝、材料等。2.2橋梁上部梁板的連接空心板結構的拼接為滿足“邊施工、邊通車”的需要，空心板梁的連接采用方法是：拆除老橋外側護欄及邊板懸臂，在老橋外側邊板上種植連接鋼筋，連接鋼筋與新板預埋鋼筋進行焊接，然后連接老橋與新拼橋的橋面鋪裝鋼筋。

3.1設計原則設計考慮對新橋基礎留有一定量的富余承載力，原橋為淺基礎的，如為可壓縮性土，新橋可采用樁基。樁基礎施工時嚴格控制沉淀層厚度，以便降低沉降量，減少新舊橋梁的沉降差。新橋上部梁板應盡早安裝，并盡可能推遲新舊橋梁拼寬濕接縫混凝土的澆筑時間，以使新建橋梁的大部分樁基沉降、混凝土收縮徐變能夠完成。拼寬橋梁的上部結構，采用上部結構連接的形式進行梁板拼接，新拼接橋梁的跨徑、梁（板）形式、高度上一般情況下盡可能與老橋保持一致——目的減少新舊橋上部剛度差。拼接采用新老橋行車道梁板剛性連接的方式，但是，采用此方法的施工難點是在接縫混凝土現(xiàn)澆施工后到需要的強度期間，車輛荷載不能作用在相應的會引起位移的梁板上，因此常規(guī)上應該封閉交通、車輛改由另一幅雙向行駛——為減少對通車的影響，應確定合適的澆注方式、澆注時機和先進的工藝、材料等。橋梁下部方案新建橋梁下部結構的加寬設計主要考慮減小新老橋梁基礎的差異沉降,避免因差異沉降造成上部拼寬連接處橋面板破壞,形成縱向裂縫?；A設計時盡量選擇樁基礎,如果老橋采用樁基礎,拼寬橋梁設計時,樁長應比老橋樁基長。橫向連接采用剛性或者半剛性連接時,設計中經(jīng)常采用加厚橋面板或者采用橫隔梁連接,該方案在行車過程中可以傳遞剪力和彎矩,減小新老橋梁沉降差異,但是該結構形式連接受力較模糊,施工期對技術要求較高,運營期新建橋梁對老橋影響較大。4.舊橋加固4.1橋梁加固增強技術梁式橋上部結構加固增強技術主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預應力加固法、改變結構體系加固法、增設縱梁加固法;加大截面加固法采用增大構件的截面面積，根據(jù)荷載大小和凈空條件不同，可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案;外部粘貼加固法系用型鋼、玻璃鋼等材料通過環(huán)氧樹脂等粘合劑粘貼在結構外部，以提高結構承載能力的一種方法。適用于構件尺寸受限制但又必須大幅度提高結構承載能力的場合，必須保證粘和劑的質(zhì)量外部預應力加固法指運用預應力原理，在增設的構件或原有構件上施加一定初始應力的一種加固方法;采用對受拉區(qū)施加預加壓力，可以抵消部分自重應力，起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用;改變結構體系加固法通過增設支撐或橋墩，把簡支變?yōu)檫B續(xù)、在梁下增設如鋼架等加勁梁或疊合梁，以減小梁內(nèi)控制截面峰值彎矩，提高承載能力的一種加固方法。5.橋梁拼寬技術展望隨著我國交通運輸?shù)陌l(fā)展,既有橋梁的結構越來越難滿足當前的要求,其承載力以及負荷要求達不到現(xiàn)行相關標準。所以,加強既有橋梁的技術改造措施,對其進行強有力的拼寬處理,有利于提高橋梁的通行能力,增加其承載性能,更有力于拓寬交通領域的發(fā)展。參考文獻[1]高速公路改擴建設計細則JTG/TL11-2014[2]高速公路改擴建工程橋涵拼接技術