盧濤、佘明星、劉敏

（保利長(zhǎng)大工程有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

近年來(lái)，交通量的飛速增長(zhǎng)使已有公路面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，部分公路的規(guī)模和等級(jí)已難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。為了提高公路的通行能力，滿足交通運(yùn)輸?shù)男枨?，進(jìn)行改擴(kuò)建是十分必要的。

一般來(lái)說(shuō)，改擴(kuò)建工程會(huì)采用拓寬橋梁結(jié)構(gòu)的方式提高公路橋梁的荷載標(biāo)準(zhǔn)，因此有效處理新舊結(jié)構(gòu)之間的拼接是保證改擴(kuò)建質(zhì)量的關(guān)鍵[1]。長(zhǎng)時(shí)間的荷載會(huì)使縱向拼接的主梁產(chǎn)生較大的橫向位移，雖然學(xué)術(shù)界和工程界對(duì)新舊橋梁拓寬改造的結(jié)構(gòu)受力、工程設(shè)計(jì)、施工工藝等方面進(jìn)行了研究，并取得了顯著成果，但依然存在許多技術(shù)難點(diǎn)[2-3]。與新建公路不同，公路改擴(kuò)建工程更加復(fù)雜，需要考慮的因素更多。因此，加強(qiáng)對(duì)新舊橋梁拓寬拼接技術(shù)的研究，對(duì)保證改擴(kuò)建工程質(zhì)量有重要意義。

1 橋梁拓寬方法、技術(shù)特點(diǎn)及適用性

1.1 橋梁拓寬方法

舊橋在使用過(guò)程中，環(huán)境變化會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)逐漸惡化，相較于中梁，邊梁的耐久性下降更為嚴(yán)重。對(duì)此，可在新舊橋梁之間增加拼接桿，以提高拼接部位的剛度。此外，可采用雙側(cè)拓寬方法，在箱梁的兩側(cè)設(shè)置斜撐桿進(jìn)行拼接，設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留斜撐桿槽位，這種拓寬方法被稱(chēng)為SBWM（Strutted Box Widening Method）。

目前，橋梁拓寬方法主要有單側(cè)拓寬和雙側(cè)拓寬兩種，其特點(diǎn)對(duì)比如表1 所示。

表1 拓寬方法特點(diǎn)對(duì)比

橋梁拓寬通常在公路改建完成之后，因此原則上以雙側(cè)對(duì)稱(chēng)拓寬為主。中小型橋梁拓寬以原有道路的實(shí)際情況為參考，選取合適的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；大型橋梁和技術(shù)復(fù)雜的中型橋梁拓寬方案的制訂則需考慮橋梁本身的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性；若結(jié)構(gòu)拓寬難度較大，為了便于施工、減少對(duì)車(chē)輛通行的影響，以及保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體性，盡可能采用單側(cè)拓寬[4]。

1.2 橋梁橫向拼接方式

目前我國(guó)高速公路橋梁拓寬橫向拼接主要有四種方式，如表2 所示。

表2 新舊橋梁橫向拼接方式優(yōu)缺點(diǎn)比較

在二級(jí)以下公路拓寬改造中，主梁不連接而橋面鋪裝層相連接的方式應(yīng)用較為廣泛，同時(shí)，由于斷面剛度較低，建議用于小橋的拓寬中。

上下部均分離的拼接方式通常應(yīng)用于兩種情況：一是新建橋梁為單獨(dú)一幅或單個(gè)車(chē)道，并且采用分隔帶分離的橋梁；二是收縮徐變差、不均勻沉降明顯及預(yù)應(yīng)力反拱影響大的大跨徑連續(xù)梁橋，該類(lèi)橋梁的拼接面加固困難，因而采用上下部分離的方式拓寬。

1.3 主梁橫向拼接構(gòu)造

采用新舊橋梁主梁拼接時(shí)，通過(guò)以下三種方式橫向拼接。

1.3.1 新舊主梁剛接

新舊主梁采用橫隔板剛接，將橋面板和鋪裝層同時(shí)連成整體。橫隔梁尺寸和數(shù)目可根據(jù)具體橋型來(lái)確定。

這種拼接方式能夠保證擴(kuò)建橋與舊橋之間拼接順暢，提供舒適的行車(chē)環(huán)境，確保新、舊橋之間良好的整體性，橋面的平整度良好。但因在施工階段舊橋仍需要維持交通，施工難度較大。在橋梁運(yùn)營(yíng)期間，結(jié)構(gòu)在車(chē)輛荷載和徐變次內(nèi)力的作用下內(nèi)力重新分布，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，從而使新、舊橋拼接處的混凝土產(chǎn)生縱向不規(guī)則裂縫，嚴(yán)重影響橋梁的壽命。

對(duì)于箱梁，其翼緣板中常設(shè)有橫向預(yù)應(yīng)力筋，為了避免橫向預(yù)應(yīng)力筋的約束，常削弱舊橋部分截面進(jìn)行拼接。拼接方式如圖1 所示。

圖1 有橫向預(yù)應(yīng)力筋的箱梁剛性拼接

對(duì)于沒(méi)有橫向預(yù)應(yīng)力的箱梁，可以將翼緣板切割出一部分，通過(guò)現(xiàn)澆拼接段拼接。2002 年廣佛高速公路改造工程即采用這種方式拼接，具體方式如圖2所示。

圖2 搭接鋼筋+橋面連續(xù)

1.3.2 新舊主梁鉸接

施工過(guò)程中將舊橋懸臂端露出的鋼筋與新橋邊板內(nèi)預(yù)埋的鋼筋焊接后，再用混凝土拼接成整體。該方法可為橋梁橫向、縱向和豎向變形提供了一定空間，也能為結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的縱縫預(yù)留轉(zhuǎn)角，降低不均勻變形對(duì)結(jié)構(gòu)造成的不良影響，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。

1.3.3 新舊橋之間半剛性拼接

新舊橋之間半剛性拼接可以在拼接處削弱部分截面剛度，使新舊橋梁之間的拼接處形成塑性鉸，鉸接位置不能承受彎矩作用，但可以承受剪力作用。

對(duì)國(guó)內(nèi)外橫向拼接方式的調(diào)研結(jié)果表明：一般情況下，空心板橋采用橫向鉸接的方式進(jìn)行拼接；設(shè)橫隔板的小跨徑的鋼筋混凝土T 梁橋一般采用剛接，對(duì)于中等跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁橋，在減小新舊T 梁中心距的基礎(chǔ)上采用剛性拼接；箱型截面的拼接方式則需根據(jù)橋梁的設(shè)計(jì)參數(shù)和施工方法確定，但對(duì)于三向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，必須采用鉸接或者不連接的方式。

1.4 下部結(jié)構(gòu)拓寬方法

下部結(jié)構(gòu)一般在原結(jié)構(gòu)單側(cè)或左右兩側(cè)拓寬，拓寬部分與原結(jié)構(gòu)的形式和尺寸保持一致；但在下部結(jié)構(gòu)滿足計(jì)算要求，且狀況良好的情況下，可只對(duì)上部結(jié)構(gòu)拓寬，下部結(jié)構(gòu)保持不變或不拓寬墩臺(tái)，僅拓寬（長(zhǎng)）蓋梁，從而縮短工期和節(jié)省成本。

1.4.1 橋梁墩（臺(tái)）結(jié)構(gòu)拓寬

橋梁墩（臺(tái)）結(jié)構(gòu)的拓寬要求與拓寬寬度息息相關(guān)：當(dāng)拓寬寬度不大且原橋下部結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，無(wú)須新建基礎(chǔ)和橋墩，僅對(duì)翼緣或墩頂進(jìn)行拓寬；而在拓寬橋面寬度較大，原有結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，則需考慮新建橋墩。新舊橋墩的拼接參照下述方法進(jìn)行。

（1）下部結(jié)構(gòu)不連接

當(dāng)拓寬橋梁與舊橋下部結(jié)構(gòu)不連接時(shí)，采用與舊墩臺(tái)相同的外形進(jìn)行拓寬。同時(shí)，舊墩臺(tái)也影響基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工，一般在不影響原墩臺(tái)的前提下優(yōu)先采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；若采用淺埋式基礎(chǔ)，新基礎(chǔ)的埋深應(yīng)位于舊墩臺(tái)基底標(biāo)高之上。

（2）下部結(jié)構(gòu)連接

下部結(jié)構(gòu)連接的處理方式通常用在橋面較寬的拓寬工程中，新舊橋墩通過(guò)植筋連接、設(shè)置角鋼連接等方法進(jìn)行拼接。

1.4.2 基礎(chǔ)拓寬

對(duì)于需新建橋墩的拓寬工程，也需對(duì)原有基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的拓寬。拓寬時(shí)應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的形式選用相應(yīng)的拓寬方法。

（1）擴(kuò)大基礎(chǔ)

原橋?yàn)閿U(kuò)大基礎(chǔ)時(shí)，根據(jù)地質(zhì)條件的不同有如下選擇：對(duì)于地質(zhì)條件良好，地基強(qiáng)度能夠滿足承載力要求的拓寬工程，仍采用剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)；在地質(zhì)條件較差時(shí)，可以采用柔性淺基礎(chǔ)中的筏板基礎(chǔ)和箱型基礎(chǔ)。若采用淺基礎(chǔ)無(wú)法滿足要求，可以采用樁基礎(chǔ)。

（2）樁基礎(chǔ)拓寬方法

原橋?yàn)闃痘A(chǔ)時(shí)，新拓寬部分仍用樁基礎(chǔ)。同時(shí)，新橋樁基應(yīng)適當(dāng)加長(zhǎng)、加粗，從而減少新舊橋涵間的沉降差。

1.5 橋梁拓寬方法適用性

橋梁拓寬方法應(yīng)在綜合考慮地形地貌、路線走向、原橋結(jié)構(gòu)類(lèi)型和施工條件等因素的基礎(chǔ)上加以選擇。由于不同項(xiàng)目之間存在一定的差異，僅采用單一的拓寬方法無(wú)法滿足工程實(shí)際需求，因此應(yīng)在充分調(diào)研的前提下，綜合比較不同方案間的優(yōu)劣，因地制宜，選擇合適的拓寬方案。同時(shí)，在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照制訂的工序施工，以降低對(duì)交通的影響，并保證工程質(zhì)量。

2 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展，部分早期建成的公路已無(wú)法適應(yīng)飛速增長(zhǎng)的交通需求，需要進(jìn)行改擴(kuò)建。對(duì)既有橋梁進(jìn)行改擴(kuò)建時(shí)，應(yīng)緊密結(jié)合實(shí)際情況，最大限度地利用原有結(jié)構(gòu)，結(jié)合技術(shù)特點(diǎn)和適用范圍選擇合理的拼接方式。正確的施工方法是拓寬是否成功的關(guān)鍵，文章基于實(shí)際工程總結(jié)了部分橋梁拓寬方法與技術(shù)，以期為我國(guó)同類(lèi)型橋梁拓寬工程提供參考。