山東通達(dá)路橋規(guī)劃設(shè)計有限公司 264003
摘要:隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展,高速公路的交通量也在飛速增加,一些等級較低的舊橋已經(jīng)不能適應(yīng)高速公路交通量的需求,改變結(jié)構(gòu)與增加路段已成為解決的頭等問題。橋梁加寬存在技術(shù)復(fù)雜、實施難度高、對現(xiàn)狀交通影響大的特點,是高速公路改擴(kuò)建工程的技術(shù)重點。
關(guān)鍵詞:高速公路;橋梁改擴(kuò)建;拼接加寬設(shè)計;舊橋改造
高速公路的建設(shè)對我國交通運輸?shù)陌l(fā)展有著重大的意義,但是隨著我國交通運輸行業(yè)的不斷發(fā)展膨脹,高速公路上的交通量也在日益擴(kuò)增,對高速公路的等級要求也越加嚴(yán)格。早期修建的高速公路通行能力日趨飽和,部分四車道的高速公路已不能滿足交通量的增長需求,因此對其進(jìn)行改擴(kuò)建,由四車道加寬為六車道或八車道,提高其通行能力已成為當(dāng)務(wù)之急。橋梁在現(xiàn)代高速公路中占有較大比重,加上橋梁加寬存在技術(shù)復(fù)雜、實施難度高、對現(xiàn)狀交通影響大的特點,因此橋梁加寬設(shè)計成為高速公路改擴(kuò)建工程的重點。
一、橋梁改擴(kuò)建的設(shè)計原則
根據(jù)現(xiàn)有道路構(gòu)造物的特點、改擴(kuò)建的整體要求及橋涵結(jié)構(gòu)物加寬加固的特殊性,重點提出以下設(shè)計原則:
1.首先收集舊橋的設(shè)計、竣工資料和地質(zhì)資料,對全線原有橋梁構(gòu)造物進(jìn)行歸類分析和現(xiàn)場調(diào)查,進(jìn)行必要的研究、論證,以選擇合理可行的建設(shè)方案。
2.橋涵構(gòu)造物的改擴(kuò)建,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,靈活運用新、舊橋梁設(shè)計規(guī)范。橋梁的拼接加寬宜采用與原橋同跨徑、同結(jié)構(gòu)型式,力求標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化、外觀一致性。
3.對現(xiàn)有老橋逐一進(jìn)行檢測、驗算、分析歸類,合理確定加固利用方案,提高其承載能力。
4.當(dāng)加寬加固設(shè)計方案完成后,便要考慮其實施的可行性,要在保證原有橋梁與加寬部分的承載性與持久性可達(dá)到最大的發(fā)揮,在成本上實現(xiàn)合理化,節(jié)約建成后的修護(hù)成本。
5.在實施方案之前,要做好預(yù)實驗,即模擬方案中的技術(shù),在模擬實驗與實際實施方案達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一,才可進(jìn)行工程的實施,橋梁的拼接加寬原有目的為良好的解決交通問題,努力實現(xiàn)在保證工程質(zhì)量與速度上更不妨礙正常的交通秩序的目標(biāo)。
7.部分路段沿線城鎮(zhèn)化水平較高,從減少拆遷占地、降低工程造價和可持續(xù)發(fā)展理念出發(fā),充分做好橋梁改擴(kuò)建方案的比選論證,注重提升土地和城市空間利用率。
8.強(qiáng)調(diào)橋梁的美學(xué)和環(huán)保要求:老橋的加寬應(yīng)考慮與原橋的外觀一致性;跨線橋和分離式立交在拆除重建的過程中,應(yīng)注意橋梁結(jié)構(gòu)型式與周圍景觀的協(xié)調(diào)性;距居民區(qū)較近的路段,應(yīng)注意施工期和運營期的噪聲影響,采取相應(yīng)的降噪、隔音措施。
二、橋梁改擴(kuò)建設(shè)計要點
1.荷載標(biāo)準(zhǔn)
近年來,由于新的公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范的逐步頒布執(zhí)行,設(shè)計荷載由汽-超20 提高到公路-Ⅰ級;新橋規(guī)對結(jié)構(gòu)在正常使用狀況下的各項應(yīng)力要求也有較大提高。而現(xiàn)有橋梁大部分是按舊橋規(guī)設(shè)計的,不可能全面滿足新橋規(guī)的要求?;谝陨蠈嶋H情況,本文認(rèn)為應(yīng)本著“盡量利用現(xiàn)有橋梁、靈活運用規(guī)范”的原則,務(wù)實采用“舊橋舊標(biāo)準(zhǔn)、新橋新標(biāo)準(zhǔn)”的方法處理;同時通過對舊橋進(jìn)行驗算、加固,將其承載能力極限狀態(tài)提高到公路Ⅰ級的水平,正常使用極限狀態(tài)仍按“舊橋規(guī)”進(jìn)行驗算。
2.新舊橋梁的連接方式
橋梁改建拼接加寬的關(guān)鍵是新舊橋梁上下結(jié)構(gòu)的連接,連接形式的選擇對公路運營的安全性與可靠性有直接關(guān)系,且對橋梁改建工程施工難度及后期養(yǎng)護(hù)都有重要影響。根據(jù)以往橋梁改建拼接加寬工程實踐,筆者總結(jié)出以下幾種連接形式:
2.1上下均不連接
加寬部分與原橋的上、下部構(gòu)造不連接,新老結(jié)構(gòu)之間留工作縫。優(yōu)點:加寬的新橋與舊橋互不影響,獨自受力,可以簡化施工程序,減小連接的施工難度,施工期間基本上不影響原路的正常使用。
缺點:在汽車活荷載作用下,兩橋主梁產(chǎn)生不均衡撓度,再加上新舊橋基礎(chǔ)之間的不均勻沉降,將會造成連接部位瀝青鋪裝層的破壞,容易形成縱向裂縫和橫橋向錯臺。
2.2上下均連接
即橋梁上下均連接,此方法可使新舊橋梁完美得統(tǒng)一在一起,這種連接方法可以很好的解決橋梁受力問題,這樣在新舊橋梁上部通過增加鋼筋作為加固,再將新舊橋面統(tǒng)一澆筑,便可使其共同受力,也消除了由于新舊橋梁負(fù)荷不同而產(chǎn)生的變形差異。
優(yōu)點:加寬橋與原橋形成完整的一體,減少各種荷載作用下新老橋連接處的不均衡變形。
2.3上部構(gòu)造連接,下部構(gòu)造不連接
將橋梁外側(cè)護(hù)欄拆除,鑿除邊緣1m 左右范圍內(nèi)的橋面現(xiàn)澆板,在新老橋接縫處設(shè)置加強(qiáng)鋼筋,再和新橋的橋面現(xiàn)澆層一起澆筑,而下部結(jié)構(gòu)不連接。
優(yōu)點:有利于上部結(jié)構(gòu)受力,下部結(jié)構(gòu)不連接,下部各自受力內(nèi)力互不影響,并且便于施工,降低了造價,又保證了新老橋之間連為整體,能較好地控制橋面縱向裂縫的產(chǎn)生。
缺點:新舊橋基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)連接處易出現(xiàn)裂縫,影響原路交通,并且在新舊橋上部結(jié)構(gòu)連接時,是通過現(xiàn)澆一定寬度的混凝土接縫來實現(xiàn)的,因此能否保證現(xiàn)澆混凝土接縫在養(yǎng)護(hù)及隨后的使用過程中不出現(xiàn)過大的變形和開裂是施工的關(guān)鍵。
3.結(jié)構(gòu)拼接部的構(gòu)造處理
(1)空心板梁的拼接處理。
空心板擬采用鉸縫與橋面現(xiàn)澆層共同連接,在舊橋空心板邊緣植入鋼筋,待新橋架設(shè)3 個月以后再進(jìn)行橫向連接。施工前先將舊橋邊緣50cm 范圍橋面鋪裝及整體層鑿開,連接鋼筋,再在鑿開的整體層內(nèi)澆筑C40 補(bǔ)償收縮鋼纖維混凝土。對行車影響較少,施工簡單、方便,施工費用較低,新、舊橋形成整體后共同受力。
(2)箱梁的拼接處理。
通過新、舊箱梁翼緣板濕接縫橫向連接,并每隔10m 左右設(shè)置一道橫隔板。先鑿除舊橋部分翼緣板混凝土并保留鋼筋,鑿毛腹板外側(cè)面混凝土并植入鋼筋,待新橋施工完成3個月以后,澆筑翼緣板濕接縫和橫隔板。施工簡單、方便,連接可靠。