趙紅艷

（唐山市交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司 唐山 063000）

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，全國(guó)公路運(yùn)輸事業(yè)迅猛發(fā)展，對(duì)道路的等級(jí)要求也越來(lái)越高，但許多舊橋設(shè)計(jì)荷載較低，大多數(shù)橋面寬度過(guò)小，無(wú)法滿(mǎn)足目前交通量的需求，而重建橋梁不僅費(fèi)用高，而且要采用中斷交通的形式，給出行帶來(lái)很大的不便，造成嚴(yán)重的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。因此迫切需要對(duì)其進(jìn)行改造，橋梁加寬則成為舊橋改造常用的方法。

1 拓寬橋梁使用性能評(píng)價(jià)及拓寬加固的形式

1.1 橋梁拓寬的性能評(píng)價(jià)

舊橋在運(yùn)營(yíng)多年以后，由于車(chē)輛荷載和環(huán)境因素對(duì)其影響很大，在拓寬之前需要對(duì)舊橋外觀(guān)、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性進(jìn)行評(píng)價(jià)，在能夠滿(mǎn)足使用性能的前提下才可以拓寬，若不能滿(mǎn)足繼續(xù)使用性能，則需要對(duì)舊橋加固處理后拓寬。原有橋梁使用性能的評(píng)價(jià)一般包括橋梁外觀(guān)檢測(cè)和橋梁荷載試驗(yàn)2個(gè)方面。

（1）橋梁外觀(guān)檢測(cè)。為了客觀(guān)地評(píng)價(jià)橋梁的技術(shù)狀況，全面了解橋梁的使用性能，必須對(duì)橋梁技術(shù)狀況及其缺陷進(jìn)行全面而細(xì)致的現(xiàn)場(chǎng)檢查，并及時(shí)維修養(yǎng)護(hù)，使其處于完好的技術(shù)狀態(tài)，保證或延長(zhǎng)橋梁的使用年限。橋梁的現(xiàn)場(chǎng)檢查包括外觀(guān)、材料的性能、橋梁的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)等方面，特別是橋梁存在的缺陷和病害應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)。

（2）橋梁荷載試驗(yàn)。橋梁荷載試驗(yàn)包括橋梁靜荷載試驗(yàn)和動(dòng)荷載試驗(yàn)。

1.2 橋梁拓寬加固的選取原則及幾種形式［1］1.2.1 舊橋加固方法的選取原則

（1）經(jīng)濟(jì)適用性。加固方案應(yīng)考慮耗費(fèi)少、功效快、不中斷交通、技術(shù)上可行、有較好耐久性等方面的要求。

（2）安全美觀(guān)性。補(bǔ)強(qiáng)加固是通過(guò)加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來(lái)提高局部或整座橋梁承載能力的措施。

1.2.2 橋梁拓寬加固的幾種形式

（1）新舊橋梁上下部連接結(jié)構(gòu)均不連接。

（2）新舊橋梁上下部結(jié)構(gòu)均連接。

（3）新舊橋梁的上部連接，而下部分離。

2 工程概況

沙河大橋跨徑25 m，舊橋橫向由4片后張法部分預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁組成，橋?qū)?0.65 m，拓寬方式采用單邊拓寬，并且采用與原橋相同的結(jié)構(gòu)形式，拓寬后全橋21.25 m，全橋基本構(gòu)造見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 舊橋橫斷面布置（單位：c m）

圖2 加寬后全橋橫斷面布置（單位：c m）

3 車(chē)輛荷載

（1）舊橋按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTJ021－85規(guī)范設(shè)計(jì)，新橋按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60－2004規(guī)范設(shè)計(jì)，根據(jù)“老橋老標(biāo)準(zhǔn)，新橋新標(biāo)準(zhǔn)”的原則，拓寬前老橋作用荷載時(shí)，荷載采用汽車(chē)-20級(jí)，2車(chē)道布置。拓寬后全橋作用荷載時(shí)，荷載采用公路I級(jí)，4車(chē)道布置。

（2）對(duì)加寬前后各主梁荷載橫向分布系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。本項(xiàng)工程采用剛接梁法施工，選用剛接梁法來(lái)計(jì)算加寬前后全橋各主梁的荷載橫向分布系數(shù)，見(jiàn)表1。

表1 橫向分布系數(shù)計(jì)算參數(shù)表

通過(guò)加寬前舊橋各主梁位置影響計(jì)算和新舊橋鉸接時(shí)各主梁位置橫向線(xiàn)計(jì)算及新舊橋剛接時(shí)各主梁位置影響線(xiàn)計(jì)算，得出結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 全橋各主梁荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果

由計(jì)算結(jié)果可知，拓寬后橋梁各主梁的汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)均變小，人群荷載橫向分布系數(shù)均變小，這說(shuō)明對(duì)橋梁進(jìn)行擴(kuò)建加寬能夠增加橋梁承載力。拓寬后，各主梁的汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)從新舊橋連接縫處向外緣逐漸減小，這說(shuō)明連接縫處的梁體受荷載最不利。

4 拓寬橋梁混凝土的收縮徐變

（1）橋梁拓寬后，舊橋的混凝土收縮徐變基本結(jié)束，其混凝土收縮徐變剛剛開(kāi)始，其混凝土收縮徐變會(huì)在新舊橋及其連接面上產(chǎn)生附加內(nèi)力，由此可能使新舊主梁的連接處產(chǎn)生裂縫，甚至使現(xiàn)有主梁產(chǎn)生破壞，從而影響加寬后橋梁的安全性。因此，在橋梁拓寬設(shè)計(jì)時(shí)，需要計(jì)算分析混凝土的收縮徐變對(duì)新舊橋梁的影響［2］。

（2）混凝土收縮徐變作用下新舊橋主梁的內(nèi)力計(jì)算對(duì)比分析。因舊橋拓寬后，新橋混凝土收縮徐變受到舊橋約束，使得舊橋拼接縫處的邊梁受力最為不利，即模型中的1號(hào)梁。現(xiàn)以舊橋1號(hào)梁為研究對(duì)象，計(jì)算分析新舊橋拼接后10，30，90，270，360 d時(shí)，1號(hào)梁體在新建橋梁混凝土收縮徐變作用下所產(chǎn)生的內(nèi)力的變化規(guī)律。見(jiàn)圖3～圖6。

圖3 1號(hào)梁橋徐變剪力圖對(duì)比

圖4 1號(hào)梁橋收縮剪力圖對(duì)比

圖5 1號(hào)梁橋徐變彎矩圖對(duì)比

圖6 1號(hào)梁橋收縮彎距圖對(duì)比

由圖3～圖6可知，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，收縮徐變所產(chǎn)生的內(nèi)力值呈上升趨勢(shì)。其中，剪力值在梁的兩端變化幅度較大，中間梁段剪力變化幅度較小，彎矩值在梁的跨中截面變化幅度較大，兩端截面變化幅度較小。內(nèi)力值在30～180 d期間變化速度最大（其中徐變附加剪力值在90 d內(nèi)變化速度較快，）隨著時(shí)間的增長(zhǎng)速度變緩，內(nèi)力值趨于平穩(wěn)。

由上分析可知，橋梁拓寬后，為減少收縮徐變效應(yīng)對(duì)梁體的影響，新橋可在建立90 d后與舊橋形成整體。

5 舊橋加寬加固施工順序及注意事項(xiàng)

（1）拆除原防撞護(hù)欄及瀝青混凝土鋪裝層，鑿除新舊橋橫向連接處舊橋邊梁懸臂的部分橋面板及舊橋連續(xù)段處的橋面板，鑿毛其余部分橋面板頂面。施工時(shí)注意采用合理的手段，以避免影響舊橋梁板及下部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鑿除連續(xù)段橋面板時(shí)還需注意保留原橋面板內(nèi)的部分鋼筋，以便新舊結(jié)構(gòu)的連接［3］。

（2）舊橋連續(xù)端處I型梁肋用鋼板連接，施工時(shí)須先在梁肋的對(duì)應(yīng)孔位處穿孔，穿孔時(shí)注意切勿破環(huán)預(yù)應(yīng)力鋼束及錨具，鉆孔過(guò)程中一旦發(fā)現(xiàn)異物應(yīng)立即停止，查明后再繼續(xù)或移動(dòng)孔位。梁肋穿孔后在其對(duì)應(yīng)孔位處給鋼板成孔，螺栓試裝鋼板后卸下，再在鋼板及梁肋表面涂AB組分膠將鋼板粘結(jié)就位，穿入螺栓，螺栓孔內(nèi)灌膠，最后用螺母緊固。

（3）舊橋連續(xù)端端橫隔梁處按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鉆孔，用較粗鋼筋穿入橫隔梁兩側(cè)墊鋼板后再用螺栓錨固，然后依次綁扎固緊，澆注混凝土，最后用環(huán)氧砂漿封錨。

（4）伸縮端須局部加厚橋面板，從而滿(mǎn)足更換伸縮縫的需要。施工時(shí)先鑿除伸縮端橋面板至端橫梁，注意保留原橋面板的鋼筋，然后在橫隔梁內(nèi)植入加厚部分橋面板鋼筋，最后重新澆注混凝土。

新加寬橋梁與舊橋間留1 c m沉降縫，縫間填1 c m軟木條或者橡膠木條后用低模量高位移硅酮密封膠填縫，瀝青混凝土橋面鋪裝整體澆筑，并設(shè)切縫。加寬橋臺(tái)蓋梁與舊橋蓋梁間留1 c m沉降縫，施工放樣，如舊橋橋臺(tái)蓋梁影響新橋橋臺(tái)蓋梁就位時(shí)，應(yīng)將舊橋臺(tái)蓋梁鑿除部分混凝土，并修補(bǔ)嚴(yán)整，使其2橋臺(tái)蓋梁間形成1 c m縫隙。

6 結(jié)論

（1）計(jì)算結(jié)果表明，舊橋拓寬后各主梁的汽車(chē)荷載和人群荷載橫向分布系數(shù)較拓寬前均變小，這說(shuō)明對(duì)橋梁進(jìn)行擴(kuò)建加寬能夠增加橋梁的承載力，靠近拼接縫處的梁體內(nèi)力分配最不利。

（2）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，混凝土徐變作用下靠近拼接縫處的舊梁產(chǎn)生的附加內(nèi)力值最大，橋梁拓寬后，為減少收縮徐變效應(yīng)對(duì)梁體的影響，宜在新橋建立并擱置90 d后再將其與舊橋連接形成整體，在收縮徐變綜合作用下，新橋外側(cè)梁體的下?lián)隙茸冃巫畲蟆?/p>

［1］ 張小劍.大廣高速公路黃石至通山段總體設(shè)計(jì)［J］.交通科技，2009（3）：100-102.

［2］ 孟廣文.關(guān)于公路舊橋拓寬設(shè)計(jì)問(wèn)題的思考［J］.公路交通技術(shù)，2004（6）：72-75.

［3］ 關(guān)土華.市政橋梁整體加寬中的新舊橋協(xié)調(diào)問(wèn)題淺析［J］.科技資訊，2008（16）：86.