蔡燕珊

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，城市的交通量也與日俱增，城市道路的現(xiàn)代化建設(shè)也在加快進(jìn)程，大量早期建成并投入運(yùn)營(yíng)的市政橋梁，服務(wù)水平已明顯降低，難以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的交通需求，存在嚴(yán)重的問(wèn)題，如交通擁擠、行車(chē)速度減慢、交通組織困難、日常養(yǎng)護(hù)等，嚴(yán)重制約了便捷通道的作用發(fā)揮，不利于城市經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。因此利用原有道路的拓寬改建，提高道路通行能力，同時(shí)提高橋梁的荷載等級(jí)和使用功能，節(jié)約工程投資，是舊路改建工程通常采用的有效途徑。因此，橋梁拓寬改建方法的探索具有重要的實(shí)際工程意義。 關(guān)鍵詞：橋梁 拓寬改建 通行能力

中圖分類(lèi)號(hào)：K928.78 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

引言??? 目前我國(guó)正處于大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高峰期，正在新建大量市政道路與橋梁來(lái)滿(mǎn)足交通量需求，與此同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通量迅速增長(zhǎng)，大量現(xiàn)有橋梁橋面凈寬不足是普遍存在的問(wèn)題，為節(jié)省資金，增加通行能力，需要對(duì)現(xiàn)有橋梁進(jìn)行拓寬改造。橋梁拓寬面臨的技術(shù)問(wèn)題和新建橋梁完全不同，并且國(guó)內(nèi)外鮮見(jiàn)成熟的成套技術(shù)，沒(méi)有配套的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和指南，通過(guò)綜合廣佛高速公路、沈大高速公路等高速公路的拓寬經(jīng)驗(yàn)，本文簡(jiǎn)單闡釋市政橋梁拓寬設(shè)計(jì)的方法。

1 橋梁拓寬設(shè)計(jì)的一般原則

（1）橋梁拓寬應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和應(yīng)滿(mǎn)足整體使用性能要求。

（2）組合橋梁的各組合部分應(yīng)采用同一荷載等級(jí)。新建結(jié)構(gòu)連接原有結(jié)構(gòu)的橋梁應(yīng)對(duì)原有結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行驗(yàn)算，應(yīng)與新建結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足相同的荷載標(biāo)準(zhǔn)。

（3）拓寬部分＞5m的拓寬方式：拓寬部分基本為獨(dú)立受力模式，原則上采用上部構(gòu)造弱連接，下部構(gòu)造不連接方式。拓寬部分≤3m的拓寬方式：拓寬部分難以獨(dú)立受力或獨(dú)立受力性能不佳，需要與原結(jié)構(gòu)共同受力，原則上采用上部構(gòu)造強(qiáng)連接、下部構(gòu)造連接方式。介于二者之間的情況可根據(jù)具體情況采用合適的拓寬方式。

（4）拓寬橋梁應(yīng)注意橋路配合，當(dāng)橋梁位于平曲線(xiàn)上時(shí)，左右加寬橋須按相應(yīng)曲率布置。位于縱坡處，加寬橋應(yīng)與原橋縱坡擬合一致。

（5）拓寬橋梁的基礎(chǔ)形式考慮到減小對(duì)老橋基礎(chǔ)的影響，原則上采用樁基礎(chǔ)；當(dāng)?shù)鼗鶙l件較好時(shí)，也可采用與原橋相同的基礎(chǔ)形式，但應(yīng)注意考慮減小結(jié)構(gòu)沉降的措施。當(dāng)橋梁新老結(jié)構(gòu)均為摩擦樁時(shí)，拓寬部分新橋樁長(zhǎng)應(yīng)比原有老橋樁長(zhǎng)長(zhǎng)。

（6）被阻斷、破壞的既有設(shè)施（水管、過(guò)橋管線(xiàn)、人行道），設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)地方需要，考慮恢復(fù)與改移。橋梁拓寬方案選擇應(yīng)充分考慮施工對(duì)行車(chē)的影響，并考慮維持交通施工方案的合理。

（7）橋梁拓寬應(yīng)本著“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀和有利環(huán)?！钡脑瓌t，因地制宜，盡量利用原有構(gòu)造物，靈活運(yùn)用新、舊橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范。

（8）強(qiáng)調(diào)橋梁的美學(xué)和環(huán)保要求：橋梁拓寬應(yīng)考慮與原橋的外觀一致性；跨線(xiàn)橋和分離式立交在拆除重建的過(guò)程中，應(yīng)注意橋梁結(jié)構(gòu)型式與周?chē)坝^的協(xié)調(diào)性；距居民區(qū)較近的路段，應(yīng)注意施工期和運(yùn)營(yíng)期的噪聲影響，采取相應(yīng)的降噪、隔音措施。2 橋梁拓寬設(shè)計(jì)的一般形式和方法橋梁拓寬形式有單邊拓寬和雙邊拓寬兩種，拓寬形式的選擇應(yīng)與原有道路路線(xiàn)的拓寬形式相適應(yīng)。單邊拓寬的形式，一般是平行原橋另建一座新的橋跨結(jié)構(gòu)，具體設(shè)計(jì)與新建橋梁相同，本文不考慮新建這種情況。雙邊拓寬的形式主要有增設(shè)獨(dú)立邊梁作為人行道，以及增設(shè)大邊梁來(lái)拓寬舊橋橋面和提高舊橋承載力。拓寬與新建兩種方式也可進(jìn)行多種組合。

橋梁拓寬的方法有：（1）增設(shè)鋼筋混凝土懸臂挑梁，這是最簡(jiǎn)便的橋梁拓寬改造方法，并可和其它橋梁加固補(bǔ)強(qiáng)法一并使用。這種橋梁拓寬的方法適合于梁式橋與拱式橋，一般適用于雙側(cè)拓寬的舊橋拓寬。它的突出優(yōu)點(diǎn)是不必拓寬橋墩，加固工作量小。（2）增設(shè)邊梁或邊拱，拆除一側(cè)（或兩側(cè)）欄桿及人行道板后，在一側(cè)（或兩側(cè)）增設(shè)邊梁（或邊拱肋），實(shí)現(xiàn)拓寬橋梁的目的。新增邊梁與原主梁之間鉸接，只承受自身恒載、人行道恒載與人群荷載，不承受原主梁傳遞的剪力，也不參加荷載橫向分配。用這種方法拓寬橋梁時(shí)，應(yīng)測(cè)量橋墩（臺(tái)）頂寬度是否能放置新增的梁或拱肋，若不夠，應(yīng)進(jìn)行墩帽（蓋梁）的拓寬處理。（3）增加主梁或拱肋，這種方法一般用于需要拓寬橋梁又要提高承載能力的舊橋。其特點(diǎn)是，新增主梁或拱肋的剛度大于舊橋，以減小原橋主梁或拱肋的荷載橫向分布系數(shù)，從而在拓寬橋梁的同時(shí)，提高橋梁的承載力。3 橋梁拓寬設(shè)計(jì)的橫向連接方式橋梁各橫向組合部分宜采用相同的結(jié)構(gòu)形式和跨徑。為最大限度地發(fā)揮結(jié)構(gòu)抗力，應(yīng)盡量加強(qiáng)橫向聯(lián)系。當(dāng)橫向各組合部分為不同的結(jié)構(gòu)形式或跨徑時(shí)，存在橫向剛度差，為避免應(yīng)力集中，應(yīng)采用鉸接或不連接等弱連接形式，弱化橫向聯(lián)系，同時(shí)加強(qiáng)縱向剛度，以確保結(jié)構(gòu)的受力安全。

上部構(gòu)造可采用有縫連接（不連接）、鉸接、半剛接、剛接等多種方式。下部構(gòu)造可采用連接或不連接等形式。其中有縫連接、鉸接屬于弱連接，半剛接、剛接屬于強(qiáng)連接。

新老結(jié)構(gòu)上部構(gòu)造類(lèi)型主要有預(yù)制T梁、預(yù)制空心板、預(yù)制箱梁、現(xiàn)澆箱梁等。采用同種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓寬，為同剛度拓寬；采用不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓寬，為異剛度拓寬。設(shè)計(jì)中盡量采用同剛度拓寬。建議橋梁拓寬部位不宜采用橫隔板，而采用邊梁形式，新建結(jié)構(gòu)之間可采用橫隔板。為加強(qiáng)連接部結(jié)構(gòu)整體性，預(yù)制結(jié)構(gòu)連接端部應(yīng)有伸出鋼筋與橋面板連接成整體。為了起到連接新老結(jié)構(gòu)橋面板的作用和減小新老結(jié)構(gòu)不均勻沉降，新舊橋梁之間較好連接方式就是設(shè)置濕接縫。濕接縫應(yīng)在新結(jié)構(gòu)施工完畢后預(yù)壓三個(gè)月后進(jìn)行。濕接縫盡量采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造，以便標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和施工。濕接縫的常規(guī)寬度為50～100cm，特殊情況下寬度應(yīng)在20～130cm之間，否則應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)。

新拓寬橋梁下部墩臺(tái)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量與舊墩臺(tái)保持外形協(xié)調(diào)一致，或采用完全相同的結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)型式選用應(yīng)考慮其施工對(duì)舊墩臺(tái)的影響，為減小拓寬橋基礎(chǔ)沉降量，拓寬橋梁盡可能采用樁基，并通過(guò)加強(qiáng)地基處理、增加樁長(zhǎng)或樁徑等措施盡可能減小基礎(chǔ)沉降；淺埋式新基礎(chǔ)埋置深度最好在舊墩臺(tái)基底標(biāo)高之上。原橋采用擴(kuò)大基礎(chǔ)時(shí)要注意新老基礎(chǔ)間的協(xié)調(diào)性，必要時(shí)對(duì)原有基礎(chǔ)進(jìn)行加固；針對(duì)上部結(jié)構(gòu)自身產(chǎn)生的較大附加內(nèi)力，可通過(guò)連接部位增大配筋并改善連接結(jié)構(gòu)形式來(lái)解決。

表1 連接形式及特征一覽表

連接方式 構(gòu)造 受力特征 特點(diǎn)

不連接（廣義連接） 利用伸縮縫或填縫連接新老構(gòu)造 不傳遞內(nèi)力，新老結(jié)構(gòu)互不影響 受力明確，但容易破壞，維護(hù)量大，或造價(jià)高

鉸接 利用假縫處鋼筋連接形成鉸，或僅橋面板連接，受力狀態(tài)類(lèi)似于鉸 傳遞剪力，不能傳遞彎矩，新老結(jié)構(gòu)影響較小 受力較明確，可忽略新老構(gòu)造間的相互作用，橋面連續(xù)，適用性好

半剛接 采用深鉸或加厚的橋面板連接 不僅能傳遞剪力，還傳遞部分的彎矩 受力不明確，但較好地解決不均勻沉降引起的開(kāi)裂，新結(jié)構(gòu)對(duì)原有構(gòu)造能形成一定加固作用，橋面平順

剛接 采用橫梁或全斷面連接 能傳遞剪力和彎矩 不均勻沉降影響較大，受力不明確，可以確保橋面平順。連接的技術(shù)難度大

4 橋梁拓寬設(shè)計(jì)的計(jì)算分析

橋梁拓寬計(jì)算不僅要分析新建結(jié)構(gòu)受力情況，同時(shí)也要考慮對(duì)老結(jié)構(gòu)的影響。計(jì)算分析的內(nèi)容有：（1）原結(jié)構(gòu)自身驗(yàn)算；（2）拼接成整體的驗(yàn)算（縱、橫方向）；（3）拓寬部位的局部驗(yàn)算；（4）基礎(chǔ)沉降控制驗(yàn)算。其中特殊計(jì)算有：（1）新建預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)收縮徐變對(duì)原有結(jié)構(gòu)的影響；（2）新建結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)沉降對(duì)原有結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的附加內(nèi)力的影響；（3）錯(cuò)孔布置的橋梁，尤其是三向預(yù)應(yīng)力混凝土箱型梁橋。計(jì)算分析的邊界條件與結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn)、新舊結(jié)構(gòu)拼接方案、拼接構(gòu)造有關(guān)。采用的計(jì)算分析軟件有橋梁博士、Midas Civil和Ansys等。

5 橋梁拓寬設(shè)計(jì)需注意的問(wèn)題??橋梁拓寬設(shè)計(jì)前，應(yīng)對(duì)舊橋現(xiàn)狀進(jìn)行全面調(diào)查，包括原橋的技術(shù)狀況、沿線(xiàn)的地質(zhì)條件、橋梁檢測(cè)、荷載試驗(yàn)與分析計(jì)算，對(duì)舊橋的承載能力與可靠度做全面的評(píng)價(jià)。在對(duì)舊橋準(zhǔn)確評(píng)估后，根據(jù)拓寬后的線(xiàn)路使用要求，確定拓寬設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，需要加固的橋梁應(yīng)把拓寬與加固結(jié)合起來(lái)考慮。

在研究橋梁拓寬方案時(shí)需要注意的問(wèn)題較多，如需要考慮新舊橋梁結(jié)構(gòu)之間合理的橫向連接方式、變形協(xié)調(diào)、合理拓寬時(shí)間以及在不中斷原橋交通的條件下合理的新橋施工方法等。橋梁拓寬改造需要特別注意的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有：（1）確定舊橋與拓寬新橋部分的縱向接縫，以及接縫對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響。（2）拓寬后新舊橋梁受力特性變化、結(jié)構(gòu)收縮徐變及基礎(chǔ)沉降控制。（3）橋梁拓寬的施工問(wèn)題，包括施工可行性、合理材料選擇和不中斷交通施工工藝等。

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