【摘 要】在中國經(jīng)濟建設(shè)和道路橋梁事業(yè)的發(fā)展進程中,怎樣做好舊橋拓寬改建工作,分析了橋梁拓寬的分類,然后具體分析了橋梁拓寬拼接的方式方法及其優(yōu)缺點進行了探討,為今后橋梁工程的拓寬拼接的實踐具有一定的參考作用和指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】道路橋梁;橋梁施工;拼接方式
一、橋梁拓寬施工的分類概述
通常情況下,在道路橋梁工程拓寬改造施工中,比較常見的橋梁拓寬施工類型主要有三種,第一種主要是針對舊橋梁工程的橋面寬度以及承載力不能滿足現(xiàn)階段公路交通的運行需求,在進行新橋梁工程部分施工建設(shè)過程中,通常是新橋梁工程半幅施工完成時,將舊橋梁工程部分牽引到已經(jīng)修建好的半幅新橋梁工程中,并且在新橋梁工程完全建設(shè)完成后,也就是新橋梁工程的拓寬建設(shè)到全橋時,將舊橋梁部分進行拆除,由新橋梁工程進行所有交通運行需求的承擔(dān)實現(xiàn)的橋梁拓寬方式類型;
其次,橋梁工程的拓寬施工建設(shè)還包括,由于舊橋梁的橋面寬度不能滿足交通運行需求,在進行橋梁路面的拓寬建設(shè)過程中,保持舊橋梁工程部分的結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變,通過在舊橋兩側(cè)或者是一側(cè)進行新橋梁工程的建設(shè),來實現(xiàn)對于橋梁的拓寬建設(shè),提高橋梁交通運力。
通常情況下,這樣的橋梁拓寬施工建設(shè)中,舊橋梁工程與新橋梁之間是相互獨立的。
此外還有一種橋梁拓寬施工,是指在進行橋梁拓寬施工過程中,將新舊橋梁之間的橋梁拓寬鋪裝施工,通過進行新舊橋橋面鋪裝層的連續(xù)攤鋪施工,保證在新舊橋的變形作用相互一致。
總之,這三種橋梁拓寬施工方式,都是道路橋梁拓寬施工中比較常見的施工方式,它們在橋梁拓寬施工應(yīng)用中,具有各自不同的施工特征與功能優(yōu)勢,進行橋梁拓寬時,可以根據(jù)橋梁拓寬施工的具體情況和要求,選擇合理的施工方式進行施工應(yīng)用,以滿足道路橋梁的交通需求。
二、橋梁拓寬方法分析
1.增設(shè)鋼筋混凝土懸臂挑梁這是最簡便的橋梁拓寬改造方法,并可和其它橋梁加固補強法一并使用。當舊橋橋墩、臺及基礎(chǔ)完好,能夠滿足拓寬甚至提載要求時,可在主要承重結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)進行合理加固和提載后,拆除兩側(cè)欄桿和人行道板,鑿除原橋面鋪裝層,重澆加強的鋼筋混凝土橋面鋪裝層,相應(yīng)增設(shè)人行道懸臂梁和車行道懸臂板,重新安裝人行道板與欄桿,從而達到拓寬橋梁的目的。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,其突出優(yōu)點是不必拓寬橋墩,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,應(yīng)測量橋墩(臺)頂寬度是否能放置新增的梁或拱肋,若不夠,應(yīng)進行墩帽(蓋梁)的拓寬處理。
3.單邊新建橋梁當原有公路路線是以單邊拓寬進行改建;或原橋已成為交通要道的“瓶頸”,亟待拓寬,且不能中斷交通;或原橋棄之可惜,只能降低荷載標準使用等情況,一般可采用在老橋一側(cè)新建橋梁,達到提高通行和承載能力的目的。
4.增加主梁或拱肋一般用于需要拓寬橋梁又要提高承載能力的舊橋,特點是: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,提高橋梁的承載力。
此方法需要同時拓寬橋梁墩臺及基礎(chǔ),或靠近原有橋梁另外單獨建造新拓寬部分的墩臺。
三、拼接方法分析
橋梁拓寬拼接方法分析在研究橋梁拓寬方案時需要考慮的問題較多,如需要考慮原橋的技術(shù)狀況、沿線的地質(zhì)條件、合理的橫向連接方式、新舊橋梁結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)、新舊結(jié)構(gòu)的合理拼接時間以及在不中斷原橋交通的條件下合理的新橋施工方法。就具體方法來看,目前主要有上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均不連接、上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均連接、和上部結(jié)構(gòu)相互連接、下部結(jié)構(gòu)不連接。
1.上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均不連接為使拓寬橋與原橋各自受力明確、互不影響,減小連接的施工難度,橋梁拓寬部分與原橋的上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)均不連接,新、老結(jié)構(gòu)之間留工作縫,橋面瀝青混凝土鋪裝層連續(xù)攤鋪。該連接方案簡化了施工程序,消除了連接的技術(shù)問題,但在汽車活載作用下兩橋主梁產(chǎn)生不均衡撓度以及拓寬橋大于原橋的后期沉降,可能會造成連接部位瀝青鋪裝層破壞形成縱向裂縫和橫橋向錯臺,影響行車舒適性、安全性和橋面外觀,增加后期的養(yǎng)護維修工作。
2.上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均連接為使拓寬橋與原橋形成完整的整體,減小各種荷載(包括基礎(chǔ)不均勻沉降、汽車活載、溫度荷載等)作用下新老橋連接處產(chǎn)生過大的變形,減小上、下結(jié)構(gòu)某些部位的內(nèi)力,將拓寬橋梁的上部結(jié)構(gòu)與原橋?qū)?yīng)部位橫向通過植筋、澆注濕接縫等方式連接起來,原橋下部結(jié)構(gòu)的橋墩、橋臺帽梁及系梁也通過植筋技術(shù)將鋼筋和拓寬部分新橋相應(yīng)部位鋼筋連接,然后澆筑混凝土,將新老橋梁連為一體。
沈大高速公路擴建工程中橋梁橫向拓寬即采用了上述上、下結(jié)構(gòu)均連接的拼接形式。該方案優(yōu)點是將拓寬橋、原橋之間聯(lián)系成整體,拼接后橋梁整體性較好。
同時,也存在如下不足:拓寬橋基礎(chǔ)沉降大于舊橋,由此產(chǎn)生的附加內(nèi)力較大,可能會使下部結(jié)構(gòu)帽梁、系梁、橋臺連接處產(chǎn)生裂縫;上部結(jié)構(gòu)連接處也可能產(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致使用功能下降,維修困難,外觀不雅。若拓寬橋基礎(chǔ)持力層位于堅硬基巖上,基礎(chǔ)沉降值較小,新舊橋之間不會產(chǎn)生過大沉降差,該方案的不利影響不顯著,可較好的發(fā)揮其優(yōu)勢。若基礎(chǔ)持力層位于軟土地基上,拓寬橋基礎(chǔ)沉降明顯大于舊橋,沉降持續(xù)時間較長,使用期間沉降不易穩(wěn)定,則不宜采用該方案。
3.上部結(jié)構(gòu)相互連接、下部結(jié)構(gòu)不連接綜合上述兩個連接方式的優(yōu)缺點,形成第三種橫向拼接形式。
第三種拼接方案的主要優(yōu)點是:
下部結(jié)構(gòu)不連接,拓寬橋與原橋的下構(gòu)內(nèi)力相互不產(chǎn)生影響,上部結(jié)構(gòu)連接對下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力影響很小。但是上部結(jié)構(gòu)連接后由于新老橋梁材料特性的差異將產(chǎn)生附加內(nèi)力,由基礎(chǔ)沉降等原因產(chǎn)生的附加內(nèi)力也使連接部位內(nèi)力增大。
以往工程中,常采用如下措施解決上述問題:為減小拓寬橋基礎(chǔ)沉降量,拓寬橋梁盡可能采用樁基,并通過加強地基處理、增加樁長或樁徑等措施盡可能減小基礎(chǔ)沉降。
原橋采用擴大基礎(chǔ)時要注意新老基礎(chǔ)間的協(xié)調(diào)性,必要時對原有基礎(chǔ)進行加固;針對上構(gòu)自身產(chǎn)生的較大附加內(nèi)力,可通過連接部位增大配筋并改善連接結(jié)構(gòu)形式來解決。上部結(jié)構(gòu)相互連接、下部結(jié)構(gòu)不連接方式已在多個擴建工程中采用。
四、結(jié)論
橋梁拓寬和舊橋的改建工作是一項比較繁瑣的工程,隨著中國經(jīng)濟建設(shè)和道路橋梁事業(yè)的發(fā)展,此類工程將越來越多地出現(xiàn),如何在安全、美觀、經(jīng)濟、適用的原則下做好舊橋拓寬改建工作是擺在橋梁建設(shè)者面前的一個課題。