高速公路橋梁拼寬設(shè)計

高速公路橋梁拼寬設(shè)計摘要：隨著我國交通行業(yè)高速發(fā)展，交通量與日俱增，既有高速公路難以滿足現(xiàn)行車輛的通行要求，需進(jìn)行改擴(kuò)建。橋梁拼寬工程作為改擴(kuò)建工程中一項重難點工程，需解決新舊橋梁拼接方式、基礎(chǔ)不均勻沉降及施工中車輛通行安全等問題，其施工難度大、施工技術(shù)復(fù)雜、安全隱患多，故保障橋梁拼寬的施工質(zhì)量和安全尤為重要。關(guān)鍵詞：高速；公路橋梁；拼寬設(shè)計引言隨著我國運輸經(jīng)濟(jì)的爆炸式發(fā)展，過去修建的公路橋梁已不足以滿足交通需求，因此，我國公路橋梁的改造和擴(kuò)建已成為一個普遍現(xiàn)象。1990年代以前，道路修復(fù)主要限于普通道路，通常是改善道路質(zhì)量。自1990年代后期以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，在該國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)早期建造的一些公路橋梁已無法滿足交通需求，一些公路已開始擴(kuò)建。公路擴(kuò)建的一個重要方面是擴(kuò)建和改造現(xiàn)有橋梁。其目的是了解現(xiàn)有橋梁的現(xiàn)狀以及新舊橋梁擴(kuò)建后的聯(lián)合工作表現(xiàn)。因此，在擴(kuò)大現(xiàn)有橋梁之前，必須評估其利用率和承載能力。1國內(nèi)外高速公路的擴(kuò)寬技術(shù)研究現(xiàn)狀保證橋梁無論是以鉸接還是剛接方法使用的混凝土質(zhì)量是擴(kuò)寬橋梁拼寬的重要保障，不能讓混凝土出現(xiàn)大的開裂和變形。還要注意在通車情況下，路面行駛的汽車有可能會對混凝土接縫產(chǎn)生不利的振動，從而導(dǎo)致接縫開裂。盡可能在施工過程中使用原來的橋梁部件，以相同結(jié)構(gòu)形式和相同的跨徑進(jìn)行加寬施工，是在橋梁擴(kuò)寬施工中的一個重要的原則。目前為止，世界上已經(jīng)成功進(jìn)行高速公路擴(kuò)寬工程的國家有中國、前蘇聯(lián)、美國、日本和英國等；在我國國內(nèi)，已經(jīng)加寬改造成功的高速公路項目有：廣佛高速、京港澳高速、滬寧以及沈大、滬杭甬高速公路等，并且對橋梁拼接加寬技術(shù)有一定的研究，不過由于各種差異，比如不同高速公路所處的地理位置不同導(dǎo)致的地質(zhì)條件差異以及結(jié)構(gòu)形式上的差異等，因此高速公路項目的研究成果不能直接照搬照抄，簡單挪用。本項目主要參考具有此類項目總結(jié)性的沈大、滬寧高速公路的加寬改造技術(shù)的主要運用措施和重要研究成果。2拼寬原則（1）新橋的結(jié)構(gòu)形式和跨徑組合設(shè)計應(yīng)盡量與舊橋一致，以提高拼寬后新舊橋梁的整體性，傳力可靠性，變形協(xié)調(diào)性；（2）橋梁拼寬在不中斷交通的情況下施工，必須采取分時段澆筑、分層澆筑、采用微膨脹鋼纖維混凝土等技術(shù)措施，以保證接縫處混凝土的澆筑質(zhì)量；（3）設(shè)計時應(yīng)考慮新舊混凝土收縮徐變對拼接處施工質(zhì)量的影響，可通過提高拼接處混凝土強度等級，來控制拼接處兩側(cè)混凝土因收縮徐變產(chǎn)生的撓度差；（4）新橋的橋梁荷載等級宜高于舊橋。若既有橋梁的荷載等級較低，可以通過舊橋加固的方法提高既有橋梁的荷載等級后再進(jìn)行橋梁拼寬。3橋梁拼寬的類型3.1拼寬橋梁與既有橋梁上、下部結(jié)構(gòu)分離寬度橋梁和既有的橋梁具有接近或保留給定施工空間的較低結(jié)構(gòu)，或由橋面鋪裝層連接。這種連接方式的特點是，寬橋梁與現(xiàn)有橋梁的上下結(jié)構(gòu)之間具有獨立性和簡易性，對現(xiàn)有交通的影響最小。問題在于，由于上下結(jié)構(gòu)各自的強度，由于基礎(chǔ)沉降差和混凝土收縮差等因素，拼寫寬度連接的靈活性較低，導(dǎo)致橫向平臺不良和縱向裂縫，從而影響了美觀（1）瀝青和木條填充。這種拼法曾用于廣佛的高速改造和擴(kuò)建，但橋梁邊緣是一個嚴(yán)重的現(xiàn)象，沒有得到廣泛推廣；（2）鋼板邊緣。北京北環(huán)線高速公路采用這種拼法寬度形式，解決了邊緣現(xiàn)象，但無法避免連接靈活性的差異，同時車輛在鋼板上高速行駛時容易滑，影響行車安全。當(dāng)需要添加對稱橋且鋼板位于路面邊緣時，建議使用此方法；（3）橋面連續(xù)。銀川黃河大橋和長江大橋用這種拼寫形式解決了滯留邊緣現(xiàn)象和車輛滑行問題，但在連接方面仍存在薄弱的靈活性問題，橋面鋪裝層在垂直預(yù)訂層容易出現(xiàn)裂縫。3.2上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均連接此連接方式是將既有橋梁的護(hù)欄進(jìn)行拆除，并將新橋的上部與下部結(jié)構(gòu)通過鑿除焊接或植筋的方式與既有橋梁連接，然后重做橋面鋪或連接橋面鋪裝。其優(yōu)點是將新老橋梁連接成一個整體，使得新舊橋梁能在荷載作用下受力變形均衡，從而減少拼接處病害的產(chǎn)生。缺點是:新舊橋梁由于建設(shè)年代以及施工工藝的不同，導(dǎo)致其在荷載作用下變形不一致，導(dǎo)致在結(jié)合處出現(xiàn)裂縫甚至混凝土剝落的病害產(chǎn)生。再者既有線路是否封閉，也是影響橋梁施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。第三種：上部結(jié)構(gòu)連接，下部結(jié)構(gòu)不連接。此連接方式是新建橋梁的下部結(jié)構(gòu)單獨修建，上部結(jié)構(gòu)采用先鑿除混凝土，再焊接鋼筋，最后澆筑混凝土，或結(jié)合處采用植筋的方式將新舊橋梁進(jìn)行連接。其優(yōu)點是上部結(jié)構(gòu)整體受力，下部結(jié)構(gòu)獨自受力，內(nèi)力互不影響，下部結(jié)構(gòu)施工方便。缺點是上部結(jié)構(gòu)施工也會受到通行車輛的影響，且結(jié)合處的施工質(zhì)量是整個橋梁拼接是否成功的關(guān)鍵。3.3拼寬橋梁與既有橋梁上部結(jié)構(gòu)連接、下部結(jié)構(gòu)分離頂部結(jié)構(gòu)由鋼筋、鋼板等整體連接。，并且底部結(jié)構(gòu)彼此獨立。這種連接方式的特點是上部結(jié)構(gòu)的合力和下部結(jié)構(gòu)的合力，既提高了行車舒適性和安全性，又保證了路面的美觀性。問題在于地基沉降差、混凝土收縮和滑動差等因素造成的額外內(nèi)力目前有三種連接方式：（1）靈活連接。在連接法蘭頂部表面采用10厘米的鋸切施工，采用彈性材料填充內(nèi)塞和預(yù)先埋在底部的橡膠或木條；（2）半剛性連桿。其構(gòu)造與柔性連接相比較，復(fù)蓋翼底部僅有10厘米的鋸片，橡膠防波帶填充；（3）剛性連結(jié)。與上述兩種結(jié)構(gòu)相比較一一以上是最有效的使用形式，上部結(jié)構(gòu)整體良好，能使既有的橋梁和上部結(jié)構(gòu)聯(lián)合受力，廣泛應(yīng)用于廣佛高速、上海-杭州高速、沈高速、上海-南京高速。風(fēng)道末端和t形三通采用正交寬度方法，風(fēng)道末端使用濕連接連接到現(xiàn)有橋，t形三通使用橫斷連接到現(xiàn)有橋。4橋梁拼寬施工注意事項（1）不穩(wěn)定，勢必會在新舊橋梁之間產(chǎn)生沉降差。沉降差影響最大的位置是新舊橋梁的結(jié)合處，沉降差過大，會造成結(jié)合處產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重時會導(dǎo)致斷裂，因此新舊橋梁的不均勻沉降的受力分析是重中之重。施工過程中應(yīng)主要關(guān)注新舊橋梁的沉降差計算和沉降值的控制。（2）新老橋墩中距較近，若施工不當(dāng)有可能造成中距不滿足設(shè)計要求，進(jìn)而降低樁間土體與樁側(cè)間的摩擦支承作用。所以在施工前應(yīng)對既有橋梁的坐標(biāo)及高程與設(shè)計圖紙進(jìn)行對比。新建橋梁的各項設(shè)計指標(biāo)均應(yīng)與原橋梁一致，施工前應(yīng)根據(jù)圖紙與現(xiàn)場實際坐標(biāo)和高程符合無誤后方可施工。(3)新橋施工時，若施工機(jī)械指揮不當(dāng)，有可能碰撞原橋，造成原橋結(jié)構(gòu)破壞。新舊橋梁施工時，由于施工空間較小，施工機(jī)械無法有效的發(fā)揮，為了防止施工機(jī)械對橋梁結(jié)構(gòu)物的損壞，建議應(yīng)配置相應(yīng)的指揮人員，指導(dǎo)施工機(jī)械安全施工。結(jié)束語綜上所述，伴隨國民經(jīng)濟(jì)與公路工程建設(shè)的快速發(fā)展，橋梁拼寬與改造項目越來越多，本文結(jié)合實例對橋梁拼寬設(shè)計進(jìn)行了深入分析，提出不同的整體拼寬和上部結(jié)構(gòu)拼寬方案，并通過對比分析，選出適宜的方案，可為類似工程的橋梁拼寬設(shè)計提供參考。參考文獻(xiàn)陳振.高速公路改擴(kuò)建空心板橋梁拼寬設(shè)計[J].交通世界,2019,{4}(22):74-76.羅文藝，李雅杰，嚴(yán)宇，崔玉龍，邱凌煜,王金安.公路橋梁拼寬改造應(yīng)用與研究現(xiàn)狀調(diào)查[J].安徽建筑,2019,26(06):76-81.趙備.橋梁拼寬設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D]