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试析高速公路桥梁加宽技术
【摘要】
随着国内经济的发展， 原来建设的高速公路宽度不能够满足需求， 为了提高原有高速公路的能力， 本文从桥梁改扩建的设计原则、桥梁加宽、 桥梁加宽连接方式的类型及其特点， 以及高速公路桥梁加宽拼接技术优化这四个方面对高速公路桥梁加宽技术进行阐述。
【关键词】
高速公路； 桥梁； 加宽； 拼接
中图分类号：
U412. 36+6 文献标识码：
A
前言
经济迅猛发展， 交通事业的发展也十分迅猛， 交通量不断增加， 对于道路的等级要求也不断提高， 许多早期建造的道路由于设计标准等各种原因， 已经无法适应现如今的交通需求， 面临着改建、 加宽等问题， 为了确保改建施工质量， 加强桥梁加宽技术迫在眉睫。
二、 桥梁改扩建的设计原则
根据现有道路构造物的特点、 改扩建的整体要求及桥涵结构物加宽加固的特殊性， 重点提出以下设计原则：
1． 首先收集旧桥的设计、 竣工资料和地质资料， 对全线原有桥梁构造物进行归类分析和现场调查， 进行必要的研究、 论证， 以选择合理可行的建设方案。
2． 桥涵构造物的改扩建， 本着“安全、 适用、 经济、 美观和有利环保” 的原则， 因地制宜， 尽量利用原有构造物， 灵活运用新、 旧桥梁设计
规范。
桥梁的拼接加宽宜采用与原桥同跨径、 同结构型式， 力求标准化、装配化、 外观一致性。
3． 对现有老桥逐一进行检测、 验算、 分析归类， 合理确定加固利用方案， 提高其承载能力。
4． 在确定桥涵构造物加宽加固方案的过程中， 应充分注重结构的耐久性和可靠性要求， 同时考虑施工的可实施性和方便性， 降低后期养护成本。
5． 在研究桥梁改、 扩建方案时， 应将拟实施的技术方案与施工期的交通组织统筹考虑， 做到技术方案与交通组织方案的协调统一， 努力实现“施工过程不中断交通” 的目标， 将施工期对现有交通的影响程度降到最低。
6． 桥梁、 涵洞的改、 扩建应充分考虑沿线群众对通行的净空要求，了解沿线城镇发展和交通规划情况， 做好沟通协调工作， 促进社会、 经济的和谐发展。
通过顶升、 下挖、 拆除重建等方式， 适当提高净空标准， 方便群众生活和促进地方经济发展， 努力提高人民群众的满意度， 降低改扩建的实施难度。
7． 部分路段沿线城镇化水平较高， 从减少拆迁占地、 降低工程造价和可持续发展理念出发， 充分做好桥梁改扩建方案的比选论证， 注重提升土地和城市空间利用率。
8． 强调桥梁的美学和环保要求：
老桥的加宽应考虑与原桥的外观一致性； 跨线桥和分离式立交在拆除重建的过程中， 应注意桥梁结构型式与周围景观的协调性； 距居民区较近的路段， 应注意施工期和运营期的噪声
影响， 采取相应的降噪、 隔音措施。
三、 桥梁加宽
桥梁加宽过程中会出现一系列的问题， 主要问题是如何选择合理的加宽方案以及新旧桥连接接缝构造， 并通过仔细的计算分析和相应的工程措施保证新旧桥拼宽连接成功， 并保证其长期正常地使用。
桥梁的拼接模式一般采用单侧或两侧加宽：
同结构、 同类型、 同跨径， 上部构造连接、 下部构造不连的方法予以拼接。
例如：
G30 连霍高速陕西潼关境的望远沟大桥、 港口东大桥、 潼洛河大桥均采用的上连、 下不连的方式拼接。
1. 桥梁加宽的原则
在对旧桥进行加宽的过程中， 会出现一系列的问题， 因此要遵循一定的原则：
(1) 合理组织交通， 尽量降低施工对原交通的影响， 并确保既有旧桥能够满足现行规范承载能力和正常使用要求；
(2) 勘查桥梁周围环境因素和地质条件， 结合现行研究成果和工程实践， 确定合理的、 可靠的加宽方案；
(3) 确定合理的结构形式， 为了 避免运营期间新旧桥变形不一致而引起新旧桥间纵向裂缝， 新旧桥上部结构形式应尽量一致。
下部结构及基础形式的选择应考虑施工过程对旧桥的影响， 避免对旧桥造成不良影响；
(4) 严格按规定进行施工以及加宽后的日常养护工作。
四、 桥梁加宽连接方式的类型及其特点
桥梁加宽的常用连接类型有 3 种：
上、 下结构均不连接； 上、 下结构均连接； 上连、 下不连接。
1、 上下均不连接
采用上下均不连接时， 新旧两方面各自受力明确、 互不影响， 简化了施工程序， 减小了连接的施工难度， 基本不影响原高速公路交通。
缺点是：在汽车荷载作用下， 新旧桥主梁产生的不均匀沉降， 将会造成新旧桥之间桥面铺装层破坏， 从而形成纵向裂缝和横桥向错台， 影响行车舒适、 安全和路容美观， 增加后期的养护维修工作及维修费用。
2、 上下均连接
采用上下均连接时新桥梁与旧桥梁形成一体， 减少了由基础不均匀沉降、 汽车活载、 温度荷载等所致的新旧桥连接处的不均匀变形。
缺点是：新桥与旧桥的上部结构由于存在混凝土收缩、 徐变等变形不一致的影响。易在桥梁下部结构的盖梁、 墩台连接处产生裂缝； 同时上部结构连接处也可能出现裂缝， 影响行车和桥面美观性， 增加维护工作量； 且下部结构连接时需大量植筋， 工程量大、 成本高， 对原高速公路交通影响较大， 施工也十分繁琐。
3、 上连、 下不连接
采用上联下不连接时， 新桥与旧桥上部结构连接， 形成整体， 有利于上部结构共同受力、 行车舒适及路容美观； 下部结构不连接， 下部各自受力， 内力相互不影响， 可以减少由于新桥与旧桥的上部结构的变形不一致、新旧桥基础不均匀沉降而产生的附加内力。
缺点是：
由于新桥与旧桥的温度、 混凝土收缩徐变变形等的不一致， 以及新旧桥基础的不均匀沉降等所引起的附加内力不能被完全克服时， 对结构必然造成不利影响。
五、 高速公路桥梁加宽拼接技术优化
1. 桥梁加宽拼接的计算。
由于旧桥已建成多年， 基础沉降已基本完成，而新加宽部分会随着时间的推移， 不断发生沉降， 直接影响到新旧桥连接部分的结构受力， 拼接处可能会出现裂缝给上部结构带来不利影响。
计算的目的就是为了 分析新旧桥的不均匀沉降对新旧梁拼接处的影响。
计算主要考虑的是不均匀沉降对新旧粱拼接处的影响， 即主要考虑横向受力。
主要有以下几个特点：
a、 新拓宽部分不断发生沉降使各跨中新旧接缝处横向应力显著增大。
b、 在靠近支座处， 由于新拓宽部分沉降的作用， 使新旧接缝处横向应力发生变化， 原来板顶面受压的部分转为受拉， 而原来板底面受拉的部分转为受压。
c、 相对来说， 支座处受沉降的影响较大。
d、沉降的影响还和各截面的竖向挠度有关， 竖向挠度大的地方沉降对新旧接缝处横向应力影响较小； 反之， 影响较大。
e、 由于建模过程的影响， 在桥台位置处、 各横隔板设置处有应力集中的现象， 分析沉降对新旧接缝处横向应力的影响时， 在这些位置需要特殊考虑。
2. 把基础的相对沉降量控制在某一范围内是关系拼接质量的重要技术。
加宽拼接桥梁需要大量植筋， 植筋数量的多少和质量的好坏直接关系到桥梁的拼接质量， 因此需要特别重视这方面的研究， 尽量采用新技术、新工艺和新材料。
设计和施工需注意的事项主要有：
(1) 为减小新旧桥之间的相对沉降量、 混凝土的收缩徐变影响以及预应力梁的上拱影响， 加宽新建桥应采用预压的方法以及暂不浇筑新旧桥连接处混凝土， 等 3 个月后再浇筑的方法实施。
(2) 增加桩长， 增大桩径， 严控桩底沉淀层厚度， 改扩大基础为桩基
础或在扩大基础下采用小型群桩(粉喷桩、 灰土桩、 碎石挤密桩等) 的方法也应在设计和施工中得到充分虑， 以减少新旧桥之间的相对沉降量。
(3) 需要对旧桥结构进行切割和凿除， 但不能破坏原结构， 不能降低原结构的承载能力。
禁止采用风镐、 凿岩机等大型设备， 而应尽量采用切割方法及人工小锤凿除方式。
六、 结语
目前我国的高速公路桥梁在加宽方案、 拼接技术等方面有了一定的研究成果, 但仍需进一步研究。
通过对国内桥梁加宽常用方式及其应用进行了总结， 在具体的施工过程中, 应结合实际情况和要求, 制定出切实可行的施工方案, 这样才能达到预期的效果。
参考文献
[1] 王法雨 高速公路桥梁加宽拼接技术 [J] 《公路》 -2011 年 7 期-
[2] 赵志新 对高速公路桥梁加宽技术分析 [J] 《城市建设理论研究（电子版）》
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[3] 冯玉龙， 万娟， 杨勇波 高速公路桥梁拼接加宽设计探讨 [J] 《中国水运（下半月）》
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-2012 年 5 期-
