朱偉超 廣東理工職業(yè)學(xué)院

舊橋拓寬縱向連接方法及工程實例

朱偉超 廣東理工職業(yè)學(xué)院

對國內(nèi)外舊橋拓寬中新舊橋連接方法進(jìn)行了總結(jié)，并結(jié)合新舊橋縱向連接實例的分析，對各種連接形式進(jìn)行了對比，得到幾點啟示，望能為類似工程提供借鑒。

舊橋；拓寬；縱向連接

引言

隨著我國公路交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，公路交通量不斷增加，很多橋梁交通量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了設(shè)計通行能力，并且經(jīng)常因車輛故障或交通意外導(dǎo)致嚴(yán)重交通堵塞，通行能力已難以滿足通行要求。對于那些健康狀況良好，遠(yuǎn)沒有達(dá)到使用壽命的舊橋，采用拓寬改建的辦法，提高其通行能力，實則為明智之舉。

舊橋拓寬可以采用利用舊橋單側(cè)或雙側(cè)建新橋的辦法，這種方法工期短，節(jié)省費(fèi)用，并且不會中斷交通。當(dāng)前，由于舊橋拓寬改建的過程中常存在原始資料和圖紙不全的客觀原因，舊橋拓寬改建設(shè)計的制約因素和技術(shù)風(fēng)險遠(yuǎn)比設(shè)計新橋要大得多。

本文總結(jié)國內(nèi)外舊橋加寬改建的各種經(jīng)驗，并結(jié)合新舊橋縱向連接實例，對新舊橋橋面縱向連接的處理方法進(jìn)行總結(jié)分析，解決新舊橋連接處常出現(xiàn)縱向縫、啃邊和新舊橋梁之間存在明顯的撓度差等問題，達(dá)到減少新舊橋之間的損壞，延長橋梁使用壽命的目的。

1、國內(nèi)外新舊橋縱向連接方法

1）上、下部構(gòu)造均不連接

⑴ 新舊結(jié)構(gòu)間留一條縱縫，或用鋼板包邊。這種連接形式需要采用剛性路面，可以解決啃邊問題，但不能解決新舊橋撓度差問題，且高速行車時容易打滑，行車安全性降低。這種連接方式要求結(jié)構(gòu)跨徑較小，相對撓度差較小，不然易造成橋面開裂。俄羅斯規(guī)定，對于使用期限不超過10年的臨時性橋梁，才容許采用無橫向連接的方式。

⑵ 用縱向伸縮縫連接。這種做法在歐洲及香港均較為成功，其要求橋面鋪裝采用剛性橋面。目前國外通常采用的是英國生產(chǎn)的BRITFLEX 系列伸縮縫，造價近2400元／m。

2）上、下部構(gòu)造均連接

如前蘇聯(lián)、日本等國在橋梁加寬、擴(kuò)建時部分采用此方法，并制作了標(biāo)準(zhǔn)圖集。本方案可以暫時解決行車平順過渡的問題，但因在施工階段舊橋仍維持交通，行車使橋梁反復(fù)上下振動，與舊橋連成整體的鋼筋容易對連接部位混凝土質(zhì)量造成影響。在使用階段，車輛在新舊橋上行駛的頻率不一致而造成振動差異，使新、舊橋連接部位在復(fù)合荷載的作用下，很容易造成混凝土出現(xiàn)縱向不規(guī)則裂縫，進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)的耐久性，影響橋梁的壽命。日本規(guī)定在施工時車輛通行引起的相對撓度差在0.2mm以下時，才容許通車狀態(tài)下澆注混凝土。

3）上部連接、下部構(gòu)造不連接新舊橋采用柔性連接方法。

2、某立交橋?qū)嵗?/h2>

某立交橋，鑿除舊橋防撞欄及梁體翼板混凝土，露出鋼筋，新、舊橋翼板連接處預(yù)埋鉸接鋼筋，澆注連接部混凝土。通過設(shè)鉸，允許新、舊橋在縱、橫、豎三個方向都能有微小變形，且讓其繞縱縫有微小的轉(zhuǎn)角。出現(xiàn)不協(xié)調(diào)變形時，可消減部分附加應(yīng)力，減少連接混凝土的不規(guī)則開裂，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。鉸接鋼筋又可協(xié)調(diào)新、舊橋由于行車引起的不同步振動，消減瞬間錯臺，使新、舊橋平順過渡，有利于行車安全。如圖1所示。

3、某公路橋?qū)嵗?/h2>

（1）橋梁概況

此橋修建于1993年，為一座瀝青混凝土公路橋。后來隨著公路交通量增大，進(jìn)行了加寬處理。運(yùn)營十多年后，出現(xiàn)了一些問題。此橋為5×8m現(xiàn)澆空心板橋。中間部分（寬約7.5m）為老橋，雙柱式墩；兩側(cè)部分（左側(cè)寬約3.6m,右側(cè)寬約3.9m）為后來加寬橋，獨(dú)柱墩。橋?qū)捊M合為0.5m（防撞欄）+14m（行車道）+0.5m（防撞欄）。兩橋設(shè)計荷載等級均為：汽車-20級/掛-120。

由于進(jìn)行橋面加寬時時間緊促，資金緊張，所用建材性能較差，施工工藝落后，施工質(zhì)量較差，并且對超重載車輛帶來的影響估計不足等原因，歷經(jīng)十多年出現(xiàn)了以下病害：

1)老橋梁板與加寬橋梁板之間存在寬6～10cm的縱縫，瀝青混凝土鋪裝沿縱縫嚴(yán)重開裂，開裂范圍最寬處約3cm，下雨時有雨水從縱縫處下滲；

2)老橋墩頂瀝青混凝土有明顯橫向裂縫，加寬橋墩頂有的也有裂縫；

3)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，因河床沖刷下降，樁與地梁交接處混凝土剝落，鋼筋銹蝕；

4)空心板因施工原因，板內(nèi)露筋、鋼筋銹蝕，特別是在橋面開裂漏水的情況下更甚；

5)經(jīng)常與水接觸的構(gòu)件，如邊梁、邊肋、欄桿以及臨水面的墩臺構(gòu)件，有鋼筋銹蝕情況；

6)兩側(cè)橋臺無伸縮縫，無搭板，橋臺處瀝青混凝土龜裂嚴(yán)重，發(fā)現(xiàn)有橋面雨水從裂縫處滲入臺后填土中。

圖1 某立交橋縱向連接立面圖

（2）處理方案

此橋的檢測結(jié)果表明，新舊結(jié)構(gòu)之間的水平位移不是很大，而豎向位移較大。 從此也可以看出新舊橋連接處出現(xiàn)縱向裂縫、啃邊等現(xiàn)象的原因。見于兩橋使用10多年后，加寬橋的沉降基本穩(wěn)定，采用下部不連接，上部連接的處理方法。

針對該病害，采用了以下應(yīng)對措施：

1)鑿掉現(xiàn)有瀝青混凝土鋪裝和縱縫處松動混凝土，用環(huán)氧樹脂混凝土修補(bǔ)好縱縫兩側(cè)梁板并且使縱縫減小到1cm；

2)用聚氨酯膠泥填充縱縫；

3)全橋范圍內(nèi)設(shè)8cm厚水泥混凝土橋面鋪裝；

4)老橋和加寬橋之間設(shè)縱向橋面連續(xù)。

5)在老橋與加寬橋橋面鋪裝層內(nèi)均增設(shè)了橫向橋面連續(xù)。

6)橋頭出現(xiàn)的病害主要為未設(shè)伸縮縫和搭板所致，在兩側(cè)橋臺均增設(shè)了伸縮縫和6m長的搭板。

7)老橋梁板板底局部剝露的混凝土需用環(huán)氧樹脂砂漿修補(bǔ)，防止露筋。

（3）橫斷面施工要求

修復(fù)后新舊橋連接處橫斷面如圖2所示。

圖2 新舊橋連接處橫斷面

修復(fù)后橫斷面施工要求：

1)修復(fù)后的橋面標(biāo)高與現(xiàn)有橋面標(biāo)高保持一致。

2)施工時全部鏟除現(xiàn)有瀝青混凝土鋪裝，鑿掉老橋與加寬橋之間的松動混凝土，還需將加寬橋瀝青鋪裝層下的水泥混凝土鑿掉3cm（伸縮縫安裝槽需鑿掉5cm），以保證8cm新澆水泥混凝土橋面鋪裝層的厚度。

3)橋面鋪裝水泥混凝土鑿掉3cm后，應(yīng)觀察下面是否有裂縫和破碎現(xiàn)象，如有，則應(yīng)繼續(xù)鑿除，直到露出完整新鮮的混凝土。

4、結(jié)論

（1）上、下部構(gòu)造均不連接

優(yōu)點：加寬橋與原橋各自受力明確、互不影響，簡化了施工程序，減小連接的施工難度，基本不影響原有公路交通。

缺點：在汽車活載作用下新舊橋主梁產(chǎn)生不均衡撓度以及加寬橋大于原橋的后期變形，將會造成縱向伸縮縫和連接部位鋪裝層的破壞，從而形成縱向裂縫和橫橋向錯臺，影響行車舒適及安全和路容美觀，增加后期的養(yǎng)護(hù)維修工作，大大增加了維修費(fèi)用。

采用上述連接方式，運(yùn)營結(jié)果表明縱向伸縮縫和橋面鋪裝層容易損壞，縱向裂縫隨著鋪裝層啃邊現(xiàn)象的發(fā)展日益擴(kuò)大，嚴(yán)重影響了行車安全和路容美觀?？梢钥紤]采用高性能的縱向伸縮縫以及采用高性能的瀝青混凝土或者高強(qiáng)度、高韌性的環(huán)氧鋼纖維混凝土，實施橋面連續(xù)工程來解決這一問題。

（2）上、下部構(gòu)造均連接

優(yōu)點：加寬橋與原橋形成完整的一體，減少各種荷載(包括基礎(chǔ)不均勻沉降、汽車活載、溫度荷載等)作用下新舊橋連接處的不均衡變形。

缺點：新橋與原橋的上部混凝土梁變形不一致，加寬橋基礎(chǔ)沉降大于原橋基礎(chǔ)沉降，由此產(chǎn)生的附加內(nèi)力較大，不僅易造成橋面新舊橋連接處產(chǎn)生裂縫，還易造成下部構(gòu)造的蓋梁、墩臺連接處產(chǎn)生裂縫，影響行車及橋面美觀性，增加維護(hù)工作量和維修成本。

采用此方法連接，在全封閉的情況下進(jìn)行改擴(kuò)建，存在對原有公路交通的干擾問題，對于大多數(shù)公路改擴(kuò)建，基本不可能對原有公路全封閉。

（3）上部連接、下部構(gòu)造不連接

優(yōu)點：新橋與原橋上部連接，形成整體，有利于上部結(jié)構(gòu)受力、行車舒適及路容美觀。下部結(jié)構(gòu)不連接，下部各自受力，內(nèi)力相互不影響，可以減少由于新橋與原橋的上部材料的變形不一致、新舊橋基礎(chǔ)不均勻沉降而產(chǎn)生的附加內(nèi)力。

缺點：新橋與原橋的上部材料變形不一致，新舊橋基礎(chǔ)不均勻沉降，由此產(chǎn)生的附加內(nèi)力不可能完全被克服，還是對結(jié)構(gòu)有一定的影響。如果上部結(jié)構(gòu)通過設(shè)鉸進(jìn)行連接，這種影響要比采用剛性連接小，所以對于撓度差和基礎(chǔ)沉降差小的小橋，上部結(jié)構(gòu)可以采用剛性連接；而對于撓度差和基礎(chǔ)沉降差較大的橋梁，可以采用通過設(shè)鉸進(jìn)行連接的方案。

[1]黃姝，劉守良.對舊橋加寬的幾點看法[J].東北公路.第20卷（4）： 45-49

[2]楊修鵬，楊本波.新舊橋連接技術(shù)處理[J].中國市政工程.1996.9，第3期：26-31

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.037

朱偉超（1979-），男，助教，廣東理工職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 510091。