盧濤、佘明星、劉敏

（保利長大工程有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

近年來，交通量的飛速增長使已有公路面臨著嚴(yán)峻的考驗，部分公路的規(guī)模和等級已難以滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要。為了提高公路的通行能力，滿足交通運輸?shù)男枨?，進行改擴建是十分必要的。

一般來說，改擴建工程會采用拓寬橋梁結(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建質(zhì)量的關(guān)鍵[1]。長時間的荷載會使縱向拼接的主梁產(chǎn)生較大的橫向位移，雖然學(xué)術(shù)界和工程界對新舊橋梁拓寬改造的結(jié)構(gòu)受力、工程設(shè)計、施工工藝等方面進行了研究，并取得了顯著成果，但依然存在許多技術(shù)難點[2-3]。與新建公路不同，公路改擴建工程更加復(fù)雜，需要考慮的因素更多。因此，加強對新舊橋梁拓寬拼接技術(shù)的研究，對保證改擴建工程質(zhì)量有重要意義。

1 橋梁拓寬方法、技術(shù)特點及適用性

1.1 橋梁拓寬方法

舊橋在使用過程中，環(huán)境變化會導(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)置斜撐桿進行拼接，設(shè)計時預(yù)留斜撐桿槽位，這種拓寬方法被稱為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，其特點對比如表1 所示。

表1 拓寬方法特點對比

橋梁拓寬通常在公路改建完成之后，因此原則上以雙側(cè)對稱拓寬為主。中小型橋梁拓寬以原有道路的實際情況為參考，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)濟性；若結(jié)構(gòu)拓寬難度較大，為了便于施工、減少對車輛通行的影響，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)缺點比較

在二級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，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一幅或單個車道，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，通過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連成整體。橫隔梁尺寸和數(shù)目可根據(jù)具體橋型來確定。

這種拼接方式能夠保證擴建橋與舊橋之間拼接順暢，提供舒適的行車環(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。在橋梁運營期間，結(jié)構(gòu)在車輛荷載和徐變次內(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

對于沒有橫向預(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。

對國內(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)計參數(shù)和施工方法確定，但對于三向預(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)滿足計算要求，且狀況良好的情況下，可只對上部結(jié)構(gòu)拓寬，下部結(jié)構(gòu)保持不變或不拓寬墩臺，僅拓寬（長）蓋梁，從而縮短工期和節(jié)省成本。

1.4.1 橋梁墩（臺）結(jié)構(gòu)拓寬

橋梁墩（臺）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)計要求時，無須新建基礎(chǔ)和橋墩，僅對翼緣或墩頂進行拓寬；而在拓寬橋面寬度較大，原有結(jié)構(gòu)無法滿足設(shè)計要求時，則需考慮新建橋墩。新舊橋墩的拼接參照下述方法進行。

（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，采用與舊墩臺相同的外形進行拓寬。同時，舊墩臺也影響基礎(chǔ)的設(shè)計與施工，一般在不影響原墩臺的前提下優(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，新舊橋墩通過植筋連接、設(shè)置角鋼連接等方法進行拼接。

1.4.2 基礎(chǔ)拓寬

對于需新建橋墩的拓寬工程，也需對原有基礎(chǔ)進行相應(yīng)的拓寬。拓寬時應(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）擴大基礎(chǔ)

原橋為擴大基礎(chǔ)時，根據(jù)地質(zhì)條件的不同有如下選擇：對于地質(zhì)條件良好，地基強度能夠滿足承載力要求的拓寬工程，仍采用剛性擴大基礎(chǔ)；在地質(zhì)條件較差時，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)無法滿足要求，可以采用樁基礎(chǔ)。

（2）樁基礎(chǔ)拓寬方法

原橋為樁基礎(chǔ)時，新拓寬部分仍用樁基礎(chǔ)。同時，新橋樁基應(yīng)適當(dāng)加長、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)類型和施工條件等因素的基礎(chǔ)上加以選擇。由于不同項目之間存在一定的差異，僅采用單一的拓寬方法無法滿足工程實際需求，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，在施工過程中嚴(yán)格按照制訂的工序施工，以降低對交通的影響，并保證工程質(zhì)量。

2 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的進步與發(fā)展，部分早期建成的公路已無法適應(yīng)飛速增長的交通需求，需要進行改擴建。對既有橋梁進行改擴建時，應(yīng)緊密結(jié)合實際情況，最大限度地利用原有結(jié)構(gòu)，結(jié)合技術(shù)特點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，文章基于實際工程總結(jié)了部分橋梁拓寬方法與技術(shù)，以期為我國同類型橋梁拓寬工程提供參考。