王 偉

(長安大學，陜西 西安 710064)

長黎高速公路2002年建成通車，雙向4 車道，設計速度 80 km/h 及 100 km/h［1］。該路是晉煤外運的主要通道之一，重載車輛較多，自通車運營以來，交通量迅速增長［1］。2007年交通量已達22 041輛小客車/d(預計2032年將達到58 167 輛/d)，由交通量預測結果來看，未來仍將保持較高的增長速度。目前該段高速公路服務水平逐年降低，部分路段出現擁堵，事故頻發(fā)，已經不能滿足發(fā)展的需要，2013 山西省決定對本路段實施改建擴容。

實施長黎高速公路改建擴容重要難點之一是如何對既有橋梁進行拓寬改造。長黎高速公路全線原有大、中橋14 座，其中有7 座預應力小箱梁橋需要拓寬改造后利用。本文主要論述這7 座預應力小箱梁橋的拓寬設計研究成果，供類似工程參考使用。

1 既有橋梁簡介

7 座橋梁上部結構均采用預應力砼連續(xù)箱梁，單孔跨徑有30 m、25 m、20 m 三種類型，單幅橋面全寬12 m，凈寬11 m，橫斷面形式如圖1。原有橋梁概況見表1。

圖1 原橋橫斷面形式(單位:cm)

表1 原有橋梁概況

2 橋梁拓寬拼接方法分析

研究橋梁拓寬方案時，主要考慮以下六方面問題:①原橋的技術狀況;②沿線的地質條件;③橫向連接方式;④新舊結構的拼接時間;⑤新舊橋梁變形協(xié)調性;⑥在不中斷原橋交通條件下，拓寬橋梁施工方法。依據目前國內外橋梁拓寬主要研究成果，在實際工程應用的主要有3 種:①上部結構與下部結構均不連接;②上部結構與下部結構均連接;③上部結構相互連接而下部結構不連接。

2.1 上部結構與下部結構均不連接

這種拓寬方法實質上是橋梁拓寬部分與原橋各自獨立成橋，只是在梁拓寬部分與原橋之間設置結構工作縫，橋面瀝青混凝土鋪裝層連續(xù)攤鋪。這種拓寬方法能使拓寬橋與原橋各自受力、各自獨立沉降，互不影響，減小拓寬部分與原橋橫向連接的施工難度，但缺點是在汽車活載作用下，新橋沉降大于舊橋沉降，并且新舊橋主梁還會產生不均衡撓度，這些都可能會造成連接部位瀝青鋪裝層破壞，表現為縱向裂縫和橫橋向錯臺，或工作縫部位啃邊等病害產生，不僅影響行車舒適性、安全性和橋面外觀，而且還會增加后期的養(yǎng)護維修工作量［2］。

2.2 上部結構與下部結構均連接

提出上、下部結構均連接方案的目的是為克服上部結構與下部結構均不連接方案的缺點。其主要思想是盡量加強新拓寬橋梁與舊橋上下部結構的橫向連接，使新舊橋成為一個結實的整體結構。目前主要通過先對舊橋上下部結構植筋、加設鋼筋骨架，然后再澆筑砼濕接縫連接的方式來實現新舊橋之間的橫向連接［3］。

該方案的優(yōu)點是將拓寬橋與原橋之間聯(lián)系成整體，拼接后橋梁整體性較好，缺點是若新拓寬橋基礎承載能力較差，沉降大于舊橋，由此會在新舊橋之間產生較大附加內力，當該附加內力超過連接部位承載能力強度時，就會引起上部結構在主梁橫向連接處開裂，橋面上形成縱向裂縫，下部結構在帽梁、系梁、橋臺連接處開裂，最終導致橋梁使用功能下降，后期維修較困難［3］。

因此，該連接方案的適用范圍主要由地質條件決定［4］。如果拓寬橋基礎位于持力較好的堅硬基巖上，則新舊橋之間的沉降差不會產生過大，該方案沒有明顯的不利影響，可較好的發(fā)揮其優(yōu)勢。若拓寬橋基礎位于持力較差的軟土地基上，則由于舊橋經過多年沉降基本穩(wěn)定，而新拓寬橋基礎沉降明顯，并且沉降持續(xù)時間較長，所以使用期間新拓寬橋梁沉降不穩(wěn)定，不宜采用該方案［3］。

2.3 上部結構相互連接、下部結構不連接

綜合上述兩類橋梁拓寬方式的優(yōu)缺點，形成第3 種橋梁拓寬方案。第3 種橋梁拓寬方案主要思想是先將橋梁拓寬部分獨立成橋，然后對其預壓一段時間，待新拓寬橋梁沉降基本穩(wěn)定后再將新拓寬橋梁上部結構與舊橋上部結構通過濕接縫連接起來，最后統(tǒng)一加鋪橋面鋪裝。這樣既實現了良好的橋面行車效果，又控制了新舊橋梁的沉降差異。

3 長黎高速小箱梁橋拓寬設計

在分析現有橋梁拓寬方案的基礎上，結合長黎高速公路橋梁現狀，長黎高速公路7 座小箱梁橋最終選用了上部結構相互連接、下部結構不連接拓寬方式。即在原橋的右側拆除護欄后，再接3 片小箱梁，新舊箱梁間用濕接縫鏈接，下部結構采用獨立的樁基礎。拓寬后單幅橋面全寬19.5 m，凈寬18.5 m，滿足雙向8 車道要求，拓寬后橋梁橫斷面形式如圖2所示。

圖2 拓寬橋橫斷面形式(單位:cm)

為了解決因新老橋梁由基礎不均勻沉降等原因造成的上部結構附加內力，本次設計采取了如下措施:①拓寬新建橋梁采用樁基，并加強了地基處理、增加了樁長和樁徑，從而盡可能地減小新橋基礎沉降;②在新舊橋梁拼接前，先對新橋進行預壓，使新橋基礎充分沉降后再對新舊橋梁拼接;③增大了連接部位配筋，并改善連接結構形式，提高連接部位的強度。

4 結語

隨著我國經濟高速發(fā)展，不同地區(qū)間聯(lián)系越來越緊密，交通流量也隨之迅速增長，這對既有高速公路提出更高的要求。如何在不中斷交通情況下，對大交通流量的高速公進行橋梁拓寬是高速公路投資者、管理者、設計者、施工者面臨的新課題。在滿足高速公路使用要求的條件下，對于既有橋的充分利用是橋梁拓寬改造技術的重點。只有通過不斷地完善橋梁拓寬改造理論，革新橋梁拓寬思想，總結經驗和技術進步的基礎上形成橋梁拓寬改造的專門規(guī)范，才能使我國的交通事業(yè)更好地融入節(jié)約型社會，實現我國的交通夢。

［1］中交通力建設股份有限公司.山西省黎城(冀晉界)至長治公路改擴建工程兩階段施工圖設計［Z］.2013.

［2］吳文清，葉見曙，等.高速公路擴建中橋梁拓寬現狀與方案分析［J］.中外公路，2007(6):100 －103.

［3］吳文佑，葉見曙，等.預應力混凝土橋梁拓寬的若干關鍵問題研究［J］.公路交通科技，2009(8):17 －19.

［4］劉初平.潭耒高速公路8 車道改造方案探討［J］.湖南交通科技，2010(1):28 －30.

［5］劉桂紅.長聯(lián)空心板拼接方案研究［J］.公路工程，2011(10).

［6］余?？?高速公路拓寬工程橋梁施工現場管理［J］.湖南交通科技，2006(4):102 －105.

［7］郭 史.國道324 線黃岡、和平2 座大橋拓寬設計簡介［J］.湖南交通科技，2001(4):51 －52.

［8］Caltrans.Widening existing bridges Memo to designers［M］.New York JohnWily＆ Sons，1991.

［9］田 町，陳吉藝，楊維國.高速公路橋梁拓寬加固技術與方法研究［J］.交通標準化，2010(212).

［10］趙 煜，張 珂.既有橋梁拓寬后承載潛力研究［J］.長安大學學報(自然科學版)，2003(1):51 －54.