胡江　駱春雨

摘要：在市政公路改造過(guò)程中，加寬主要集中在橋梁路段和路基段。為了保證工程施工的順利開(kāi)展，提高公路工程的施工質(zhì)量，需要科學(xué)地進(jìn)行拼寬加固設(shè)計(jì)，選擇合理的加固方案。文章以實(shí)際工程為例，對(duì)市政橋梁拼寬加固設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了分析，然后對(duì)市政橋梁拼寬加固設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：市政橋梁；拼寬加固；設(shè)計(jì)方法；市政公路改造；橋梁路段；路基段 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：U442 文章編號(hào)：1009-2374（2016）31-0086-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.043

隨著我國(guó)城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市交通運(yùn)輸量不斷增加，為了緩解交通壓力，需要對(duì)道路工程進(jìn)行改造。在橋梁拼寬施工過(guò)程中，原結(jié)構(gòu)和拼寬結(jié)構(gòu)的連接是施工中的重點(diǎn)，合理地進(jìn)行拼寬設(shè)計(jì)不僅會(huì)顯著提升橋梁的通行能力，同時(shí)可以提升橋梁的承載力，提升橋梁的質(zhì)量。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要根據(jù)橋梁工程的具體情況進(jìn)行拼寬設(shè)計(jì)，制定合理的施工方案。

1 工程概況

某市政橋梁工程總長(zhǎng)度為203.5m，上下行分離式斷面，上部結(jié)構(gòu)使用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁，設(shè)計(jì)跨徑為20m，梁板高度為0.85m。橫向預(yù)制板之間使用鉸縫進(jìn)行連接，主梁預(yù)制空心板的上部采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆厚度為10cm，預(yù)制空心板梁和鉸縫采用C30混凝土。

2 橋梁拼寬的基本特征以及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則分析

2.1 對(duì)橋梁拼寬的基本特征進(jìn)行分析

2.1.1 當(dāng)前我國(guó)城市道路交通壓力相對(duì)較大，而且城市橋梁交通下面布置著許多市政管線(xiàn)，特別是部分光纜，受到市政管線(xiàn)遷移費(fèi)用高和其他因素的影響，所以在改造陳舊橋梁時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量簡(jiǎn)單。在改造的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保留舊橋梁的基本構(gòu)架，并對(duì)舊橋單側(cè)以及雙側(cè)使用拼寬設(shè)計(jì)方法。在實(shí)際施工中應(yīng)當(dāng)要先對(duì)橋梁交通組織進(jìn)行設(shè)計(jì)，并確保道路交通暢通。

2.1.2 新舊橋橋梁上部包含有預(yù)制空心板、預(yù)制T梁、預(yù)制小箱梁和現(xiàn)澆板梁以及現(xiàn)澆箱梁等構(gòu)造，在改造中應(yīng)使用相同剛度展開(kāi)拼寬工作。

2.1.3 因?yàn)榕f橋所運(yùn)行的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，并且橋梁基礎(chǔ)沉降已經(jīng)完全穩(wěn)定，當(dāng)完成拼接橋梁基礎(chǔ)施工后開(kāi)始逐漸沉降，新舊橋基礎(chǔ)同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的沉降差值，在實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)降低橋梁沉降值。

2.2 橋梁拼寬的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

2.2.1 在實(shí)際施工中應(yīng)當(dāng)保持拼寬橋梁基本結(jié)構(gòu)和舊橋梁跨徑與形式完全相同，并且保障新舊橋梁實(shí)際受力狀態(tài)與結(jié)構(gòu)剛度差值固定在一個(gè)范圍內(nèi)，確保新舊橋梁在相同受力作用下?lián)隙炔畈荒芴螅悦庑屡f橋梁連接處產(chǎn)生裂縫。

2.2.2 在對(duì)新舊橋梁空心板主梁結(jié)構(gòu)改造中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)橋梁的實(shí)際狀況和拼寬法的基本特點(diǎn)來(lái)選用濕接縫、橫隔板連接和鉸接等方案。

2.2.3 在對(duì)橋梁進(jìn)行拼寬施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到拼接方案給橋梁下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的任何影響，并結(jié)合施工影響、施工難度、施工規(guī)模以及后期維修費(fèi)用等多方面綜合性因素來(lái)選擇合適的拼寬方案。在實(shí)際橋梁拼寬過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)新老地基沉降量和新老混凝土收縮徐變進(jìn)行綜合考慮，并在拼寬橋梁完成安裝3個(gè)月后再展開(kāi)新老橋梁連接施工工作，避免收縮徐變影響橋梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

2.2.4 在進(jìn)行新橋梁上部主梁結(jié)構(gòu)拼寬過(guò)程中，所使用的預(yù)應(yīng)力空心板應(yīng)和舊橋主梁的完全相同，此外還需要通過(guò)樁基礎(chǔ)鞏固措施來(lái)加固拼寬新橋，以免新橋因受力不均衡而出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，并嚴(yán)重影響著道路交通安全。

2.2.5 在進(jìn)行橋梁拼寬設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)始終遵守著安全、經(jīng)濟(jì)、耐用及美觀(guān)等基本準(zhǔn)則。

2.2.6 其中橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際狀況能夠通過(guò)橋梁外觀(guān)特點(diǎn)直觀(guān)反映出來(lái)，譬如橋梁混凝土外觀(guān)平整狀況、橋梁表面脫落狀況、橋梁裂縫狀況以及支座變形狀況等，因此應(yīng)當(dāng)在拼寬設(shè)計(jì)前嚴(yán)格調(diào)查橋梁的基本結(jié)構(gòu)，以免出現(xiàn)任何疏漏現(xiàn)象。同時(shí)針對(duì)典型橋梁還可以通過(guò)荷載試驗(yàn)和超聲波檢測(cè)方式來(lái)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)和橋梁實(shí)際狀況進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)。然后再計(jì)算和分析橋梁結(jié)構(gòu)的受狀況，判斷橋梁結(jié)構(gòu)受力與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)受力之間的差異性。

3 橋梁拼寬設(shè)計(jì)方案分析

3.1 濕接縫連接方案的基本操作

在橋梁拼寬中使用濕接縫連接方案，需要在原有橋梁結(jié)構(gòu)外側(cè)安裝上連接鋼筋，并焊接連接鋼筋和預(yù)埋鋼筋，同時(shí)還要在新舊橋梁接縫連接處采用寬度為45cm的混凝土進(jìn)行澆筑并將其鋪平。

濕接縫連接方案中為了確保新舊橋梁能夠形成整體結(jié)構(gòu)，并且所受到的外力是相同的，就需要在新舊橋梁連接處兩端再增加厚度為30cm的橫梁。

3.2 分析鉸縫連接方案操作

采用鉸縫連接方案進(jìn)行橋梁拼寬時(shí)，需要鑿除原橋梁邊板外側(cè)腹板周?chē)幕炷?，然后使用預(yù)制中板來(lái)代替原橋梁邊板，其中新舊橋梁接縫處應(yīng)當(dāng)要保留寬度為5cm的縫隙，再使用混凝土鋪設(shè)于接縫處以連接新舊橋梁結(jié)構(gòu)。

3.3 橫隔板連接方案操作方法

使用橫隔板方法來(lái)進(jìn)行橋梁拼寬，需要在新舊橋梁空心板主梁接縫處頂端部分，并且距離頂端位置2m與中間每隔4m的部位都布設(shè)混凝土橫隔板，再連接新舊橋梁結(jié)構(gòu)，使新舊橋梁受力狀況完全一致。

4 對(duì)比拼寬設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣

第一，對(duì)拼寬設(shè)計(jì)方案的影響和優(yōu)劣進(jìn)行對(duì)比，并將各個(gè)方案拼寬的橋梁橫斷面圖進(jìn)行擬設(shè)，詳細(xì)結(jié)構(gòu)布設(shè)圖如下所示。

使用有限元軟件對(duì)拼寬橋梁橫向影響進(jìn)行計(jì)算和分析，其中拼寬設(shè)計(jì)方案對(duì)橋梁橫向分布影響如圖1至圖4所示：

第二，根據(jù)上述四個(gè)分析圖可知，在橋梁拼寬設(shè)計(jì)中使用鉸縫連接方案在橫向分布影響線(xiàn)相對(duì)于濕接縫連接方案與橫隔板連接方案更加均勻，也就是說(shuō)使用鉸縫連接方案則表明新舊橋梁結(jié)構(gòu)性能相對(duì)較好，而使用橫隔板連接方案發(fā)現(xiàn)橫向分布影響線(xiàn)差異相對(duì)大，也就是說(shuō)新舊橋梁結(jié)構(gòu)性能相對(duì)較差。通過(guò)計(jì)算分析和圖樣分布得知，橫隔板主梁橫向分布系數(shù)相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)更加均勻，則表明使用橫隔板拼接設(shè)計(jì)方案的新舊橋梁結(jié)構(gòu)連接不好。使用濕接縫連接方案則新橋梁主梁橫向分布系數(shù)比舊橋梁少，并且主梁橫向分布均勻，表明新舊橋梁連接相對(duì)較好，能夠共同承受荷載力。根據(jù)各拼寬設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)和橫向分布系數(shù)的實(shí)際狀況得知，濕接縫連接方案與鉸縫連接方案能夠保障新舊橋梁結(jié)構(gòu)連接較好，并且能夠保障新舊橋梁共同受力。

根據(jù)橫隔板連接橫向分布系數(shù)得知，使用該種拼寬方案新舊橋梁結(jié)構(gòu)連接效果沒(méi)有其他兩種方案好，并且當(dāng)受到荷載作用力時(shí)支座就有可能會(huì)出現(xiàn)沉降狀況，而橫隔板也極易產(chǎn)生裂縫，因此在橋梁拼寬設(shè)計(jì)中最好選擇其余兩種方案。其中鉸縫連接方案還需要將原橋梁邊板周?chē)炷凌彸?，施工工序相?duì)復(fù)雜，因此通常情況下使用濕接縫連接方案所達(dá)到的效果最佳。

5 拼寬設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

第一，在橋梁拼寬設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)要先收集并測(cè)量橋梁的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，然后再以這些數(shù)據(jù)作為拼寬設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。

第二，因?yàn)樾屡f橋梁存在著基礎(chǔ)沉降差，新舊橋梁連接處極易出現(xiàn)裂縫，所以應(yīng)當(dāng)要嚴(yán)格控制新舊橋梁基礎(chǔ)沉降差。

第三，若是新舊橋梁使用摩擦樁作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，那么在拼接連接處應(yīng)當(dāng)要確保新橋樁長(zhǎng)長(zhǎng)于舊橋樁長(zhǎng)。

第四，在橋梁弱連接計(jì)算過(guò)程中應(yīng)當(dāng)要分開(kāi)計(jì)算新舊橋梁結(jié)構(gòu)，不考慮兩者相互之間所產(chǎn)生的影響，并且新舊結(jié)構(gòu)接縫兩邊都要按照邊梁進(jìn)行考慮。在橋梁強(qiáng)連接計(jì)算的過(guò)程中必須考慮兩者結(jié)構(gòu)相互之間所產(chǎn)生的影響，并且需要按照整體進(jìn)行計(jì)算。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，市政橋梁工程進(jìn)行拼寬加固設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅需要考慮新舊橋梁結(jié)構(gòu)連接性和結(jié)構(gòu)受力狀況，還需要對(duì)拼寬施工經(jīng)濟(jì)消耗進(jìn)行綜合考慮。結(jié)合橋梁拼寬的基本要求和原則來(lái)選用合適的拼寬設(shè)計(jì)方案，從而全面提升橋梁道路交通施工綜合質(zhì)量。

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