沈建永

浙江舜江建设集团有限公司,浙江 绍兴 312000

近年来,我国公路建设事业正处于高速发展阶段,我国现有公路总里程已达150万km。其中很大部分是三、四级公路,它们承担的运输任务最重,分布也是最广的。但三、四级公路存在不少缺点,例如,路面窄,标准低,已不能适应国民经济增长和现代交通发展的需要。因此,需要对低等级公路进行升级改造。众所周知,公路升级改造需要大量资金,而公路改造中的桥梁改造费用占了很大比重,不同的桥梁改造方案对公路工程的技术经济合理性有很大影响。因此,在公路改造扩建工程中,确定合理的桥梁加宽方案有重要意义。本文将对公路桥梁加宽改造进行探讨。

1 公路桥梁加宽原则

公路桥梁加宽主要遵循以下原则:第一,要能最大限度的利用原有结构,这是一个基本原则;第二,为保证新、旧桥之间受力和温度变形相协调,尽量使加宽后桥的上下部结构形式与原桥保持一致;第三,桥梁的基础或地基必须做特殊处理之后才能采用扩大基础的桥梁,当然,也可以把基础做成桩基础;第四,采用分离式新建桥,不做横向拼接。

2 公路桥梁加宽技术及要注意的问题

2.1 桥梁加宽连接方式的类型

2.1.1 上部结构、下部结构均连接

我们知道,基础不均匀沉降、汽车活载、温度荷载等都会导致新旧桥连接处的不均匀变形,这样的连接方式使新桥梁与旧桥梁形成一体,有效减少了因上述因素而造成的不均匀变形问题。

2.1.2 上部结构连接、下部结构不连接

这样的连接方式的优点是:第一,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,可以使行车舒适,路容美观;第二,新桥与旧桥的上部结构的变形不一致以及新旧桥基础的不均匀沉降都会导致附加内力的产生,下部结构不连接,这样下部结构各自受力,不仅不会影响新旧桥相互之间的内力,而且还可以减少附加内力的产生。

2.1.3 上部结构、下部结构均不连接

采用这样的连接方式,新桥与旧桥互不影响,各自受力明确。最大的优点是:减小了连接的施工难度,同时简化了施工程序。这种做法基本不会使原高速公路的交通受到影响。

2.2 桥梁加宽方式的特点

2.2.1 上部结构、下部结构均连接

当新建部分主梁的刚度大于原有主梁的刚度时,为了对原有边梁进行减载,可以将新旧桥梁的主梁进行刚性连接。一方面,这种方式可以使桥梁的新旧部分受力均匀;另一方面,旧桥主梁所承受的活载也大大减少。上部结构、下部结构均连接的方式,主要是把新旧主梁通过植筋,浇筑横隔梁等方法连接在一起,连接的方法有两种,一种是主梁仅通过翼板相连,另一种是主梁通过翼板、横隔梁相连。桥面往往会由于新老梁的收缩徐变差异以及新旧桥梁地基的沉降差异而产生变形差,采用该方式能够有效减小这种变形差,保证桥面的平整以及行车的舒适。但是,采用这种拓宽方法的桥梁,边梁的承载力可能会不满足要求,这是由于旧边梁在人行道与栏杆拆除后所受活载增大的缘故。

2.2.2 上部结构连接、下部结构不连接

当结构跨径较小,并且相对挠度差较小时,可以采用该连接方式。如果只有桥面板相连,而主梁不相连,这时连接面就较为薄弱,加上新老梁的挠度差较大,连接面就会发生破坏,并产生纵向裂缝。此外,新旧桥梁结构型式不一致时,也可以采用这种拓宽拼接方式。这种加宽模式主要有以下优点:第一,由于新旧桥下部受力互不影响,上部连接对下部构造产生的内力影响很小;第二,能够保持桥面的平整和行车的舒适;第三,一定程度上避免了新旧主梁的挠度差对桥面平整度的影响。但是,这种连接方式也有一些不足之处,由于连接后新、旧桥产生不均匀沉降,加上新老材料存在差异,便产生了附加内力,这就造成上部构造连接处内力增大。所以要采取措施减少基础沉降,对采用扩大基础的结构更应如此,有时还要对原有基础进行加固,以减少桥梁整体的不均匀沉降,确保桥梁的安全使用。

2.2.3 上部结构、下部结构均不连接

以下两种情况下常采用该连接方式,即:新建部分桥梁能够单独一幅或一个车道,并且新旧桥梁间用分隔带分开;受不均匀沉降差、收缩徐变差及预应力反拱的影响较大的大跨径连续梁桥。采用这种连接方式时,新、老梁和桥面铺装均不相连,在新旧结构间留有一条纵缝。一方面,新、旧桥梁完全独立,各自受力,并不存在新、旧桥梁收缩徐变和地基沉降差异,不会影响拓宽后桥梁上部结构的内力;另一方面,新、旧桥梁不连接,一旦桥梁荷载标准提高,原有主梁的受力便会增大,这时就有可能不满足其自身承载力的要求。

加宽桥梁施工应注意:第一,当原桥基础与加宽桥基础不一致时,要尽量减小加宽桥梁的沉降量,避免桥梁加宽后,由于沉降过大而引起加宽桥面结合处开裂;第二,如果加宽桥采用明挖基础,开挖时可能会挖掉部分旧桥固结多年的侧限土,引起涌水、涌砂等现象,这时必须采取措施防止出现这类现象,减少旧桥基础的沉降变形;第三,控制施工进度, 当桥梁下部经过一个汛期的冲刷淤积变化后,下部沉降变形就会趋于稳定,所以必须确保下部工程和上部主梁安装工程在汛期以前完成,之后再进行桥面施工,这样可以大大减小加宽桥梁基础与原桥基础的相对沉降量,从而保证了原桥与加宽桥桥面结合部位的施工质量。

3 结论

随着我国经济建设和公路桥梁事业的发展,桥梁加宽拼接工程将越来越多地呈现在我们面前。目前公路桥梁加宽改造已在进行当中,桥梁加宽拼接技术在研究深度上与生产实际尚存在一定差距。因此,建议必须对桥梁的加宽拼接技术做进一步的相关研究,得出科学的结论,使之能够运用到实际工程中去。此外,对新材料、新工艺和新技术也要进行相关的研究,并落实到设计和施工中。总之,在安全、经济、美观、适用的原则下,做好桥梁加宽改造工作,是摆在桥梁建设者面前的一个重要课题。

[1]刘来军,赵小星.桥梁加固设计与施工技术,2004.

[2]朱建强,张贵婷.预应力混凝土桥梁的加宽方法,2006.

[3]罗万录.高速公路扩建中的大桥桥梁拼接技术,2006.