高速公路桥梁拼宽设计

高速公路桥梁拼宽设计摘要：随着我国交通行业高速发展，交通量与日俱增，既有高速公路难以满足现行车辆的通行要求，需进行改扩建。桥梁拼宽工程作为改扩建工程中一项重难点工程，需解决新旧桥梁拼接方式、基础不均匀沉降及施工中车辆通行安全等问题，其施工难度大、施工技术复杂、安全隐患多，故保障桥梁拼宽的施工质量和安全尤为重要。关键词：高速；公路桥梁；拼宽设计引言随着我国运输经济的爆炸式发展，过去修建的公路桥梁已不足以满足交通需求，因此，我国公路桥梁的改造和扩建已成为一个普遍现象。1990年代以前，道路修复主要限于普通道路，通常是改善道路质量。自1990年代后期以来，随着国民经济的迅速发展，在该国经济发达地区早期建造的一些公路桥梁已无法满足交通需求，一些公路已开始扩建。公路扩建的一个重要方面是扩建和改造现有桥梁。其目的是了解现有桥梁的现状以及新旧桥梁扩建后的联合工作表现。因此，在扩大现有桥梁之前，必须评估其利用率和承载能力。1国内外高速公路的扩宽技术研究现状保证桥梁无论是以铰接还是刚接方法使用的混凝土质量是扩宽桥梁拼宽的重要保障，不能让混凝土出现大的开裂和变形。还要注意在通车情况下，路面行驶的汽车有可能会对混凝土接缝产生不利的振动，从而导致接缝开裂。尽可能在施工过程中使用原来的桥梁部件，以相同结构形式和相同的跨径进行加宽施工，是在桥梁扩宽施工中的一个重要的原则。目前为止，世界上已经成功进行高速公路扩宽工程的国家有中国、前苏联、美国、日本和英国等；在我国国内，已经加宽改造成功的高速公路项目有：广佛高速、京港澳高速、沪宁以及沈大、沪杭甬高速公路等，并且对桥梁拼接加宽技术有一定的研究，不过由于各种差异，比如不同高速公路所处的地理位置不同导致的地质条件差异以及结构形式上的差异等，因此高速公路项目的研究成果不能直接照搬照抄，简单挪用。本项目主要参考具有此类项目总结性的沈大、沪宁高速公路的加宽改造技术的主要运用措施和重要研究成果。2拼宽原则（1）新桥的结构形式和跨径组合设计应尽量与旧桥一致，以提高拼宽后新旧桥梁的整体性，传力可靠性，变形协调性；（2）桥梁拼宽在不中断交通的情况下施工，必须采取分时段浇筑、分层浇筑、采用微膨胀钢纤维混凝土等技术措施，以保证接缝处混凝土的浇筑质量；（3）设计时应考虑新旧混凝土收缩徐变对拼接处施工质量的影响，可通过提高拼接处混凝土强度等级，来控制拼接处两侧混凝土因收缩徐变产生的挠度差；（4）新桥的桥梁荷载等级宜高于旧桥。若既有桥梁的荷载等级较低，可以通过旧桥加固的方法提高既有桥梁的荷载等级后再进行桥梁拼宽。3桥梁拼宽的类型3.1拼宽桥梁与既有桥梁上、下部结构分离宽度桥梁和既有的桥梁具有接近或保留给定施工空间的较低结构，或由桥面铺装层连接。这种连接方式的特点是，宽桥梁与现有桥梁的上下结构之间具有独立性和简易性，对现有交通的影响最小。问题在于，由于上下结构各自的强度，由于基础沉降差和混凝土收缩差等因素，拼写宽度连接的灵活性较低，导致横向平台不良和纵向裂缝，从而影响了美观（1）沥青和木条填充。这种拼法曾用于广佛的高速改造和扩建，但桥梁边缘是一个严重的现象，没有得到广泛推广；（2）钢板边缘。北京北环线高速公路采用这种拼法宽度形式，解决了边缘现象，但无法避免连接灵活性的差异，同时车辆在钢板上高速行驶时容易滑，影响行车安全。当需要添加对称桥且钢板位于路面边缘时，建议使用此方法；（3）桥面连续。银川黄河大桥和长江大桥用这种拼写形式解决了滞留边缘现象和车辆滑行问题，但在连接方面仍存在薄弱的灵活性问题，桥面铺装层在垂直预订层容易出现裂缝。3.2上部结构与下部结构均连接此连接方式是将既有桥梁的护栏进行拆除，并将新桥的上部与下部结构通过凿除焊接或植筋的方式与既有桥梁连接，然后重做桥面铺或连接桥面铺装。其优点是将新老桥梁连接成一个整体，使得新旧桥梁能在荷载作用下受力变形均衡，从而减少拼接处病害的产生。缺点是:新旧桥梁由于建设年代以及施工工艺的不同，导致其在荷载作用下变形不一致，导致在结合处出现裂缝甚至混凝土剥落的病害产生。再者既有线路是否封闭，也是影响桥梁施工质量的关键因素。第三种：上部结构连接，下部结构不连接。此连接方式是新建桥梁的下部结构单独修建，上部结构采用先凿除混凝土，再焊接钢筋，最后浇筑混凝土，或结合处采用植筋的方式将新旧桥梁进行连接。其优点是上部结构整体受力，下部结构独自受力，内力互不影响，下部结构施工方便。缺点是上部结构施工也会受到通行车辆的影响，且结合处的施工质量是整个桥梁拼接是否成功的关键。3.3拼宽桥梁与既有桥梁上部结构连接、下部结构分离顶部结构由钢筋、钢板等整体连接。，并且底部结构彼此独立。这种连接方式的特点是上部结构的合力和下部结构的合力，既提高了行车舒适性和安全性，又保证了路面的美观性。问题在于地基沉降差、混凝土收缩和滑动差等因素造成的额外内力目前有三种连接方式：（1）灵活连接。在连接法兰顶部表面采用10厘米的锯切施工，采用弹性材料填充内塞和预先埋在底部的橡胶或木条；（2）半刚性连杆。其构造与柔性连接相比较，复盖翼底部仅有10厘米的锯片，橡胶防波带填充；（3）刚性连结。与上述两种结构相比较一一以上是最有效的使用形式，上部结构整体良好，能使既有的桥梁和上部结构联合受力，广泛应用于广佛高速、上海-杭州高速、沈高速、上海-南京高速。风道末端和t形三通采用正交宽度方法，风道末端使用湿连接连接到现有桥，t形三通使用横断连接到现有桥。4桥梁拼宽施工注意事项（1）不稳定，势必会在新旧桥梁之间产生沉降差。沉降差影响最大的位置是新旧桥梁的结合处，沉降差过大，会造成结合处产生裂缝，严重时会导致断裂，因此新旧桥梁的不均匀沉降的受力分析是重中之重。施工过程中应主要关注新旧桥梁的沉降差计算和沉降值的控制。（2）新老桥墩中距较近，若施工不当有可能造成中距不满足设计要求，进而降低桩间土体与桩侧间的摩擦支承作用。所以在施工前应对既有桥梁的坐标及高程与设计图纸进行对比。新建桥梁的各项设计指标均应与原桥梁一致，施工前应根据图纸与现场实际坐标和高程符合无误后方可施工。(3)新桥施工时，若施工机械指挥不当，有可能碰撞原桥，造成原桥结构破坏。新旧桥梁施工时，由于施工空间较小，施工机械无法有效的发挥，为了防止施工机械对桥梁结构物的损坏，建议应配置相应的指挥人员，指导施工机械安全施工。结束语综上所述，伴随国民经济与公路工程建设的快速发展，桥梁拼宽与改造项目越来越多，本文结合实例对桥梁拼宽设计进行了深入分析，提出不同的整体拼宽和上部结构拼宽方案，并通过对比分析，选出适宜的方案，可为类似工程的桥梁拼宽设计提供参考。参考文献陈振.高速公路改扩建空心板桥梁拼宽设计[J].交通世界,2019,{4}(22):74-76.罗文艺，李雅杰，严宇，崔玉龙，邱凌煜,王金安.公路桥梁拼宽改造应用与研究现状调查[J].安徽建筑,2019,26(06):76-81.赵备.桥梁拼宽设计施工关键技术研究[D]