浅述高速公路桥梁加宽拼接技术

摘　要: 在改造的过程中就相应地带来了对桥梁加宽的问题,这些桥梁能否成功加宽,对整个道路加宽工程有重要的影响。本文对高速公路桥梁扩宽改造现状进行了论述,就我国目前高速公路桥梁在加宽方案、拼接技术等方面谈了自己的想法。

关键词:高速公路;加宽;拼接;沉降

在对旧桥的改造过程中,重建桥梁费用高,且会引起交通中断等一系列问题,因此,若原有桥梁能够满足拓宽改建后的荷载标准,通常都会保留原有桥梁,而在其两侧或一侧拼接新梁来达到拓宽的要求。加宽后的新桥分担了部分荷载,使原桥的结构性能和受力性能得到一定程度的改善,结构整体承载力得到提高,能够满足高速公路加宽后通行和安全的要求。

1　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。

1·1　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。

1·2　新旧桥梁加宽连接方式

加宽桥梁结构形式选择的关键是新旧桥梁上、下部结构的连接,连接形式直接关系到桥梁结构的安全性和可靠性,并影响施工的难度和后期的维护费用。目前工程实践中,主要有三种连接形式。

(1)上下均不连接。

加宽部分与原桥的上、下部构造不连接,新老结构之间留工作缝。优点:加宽的新桥与旧桥互不影响,独自受力,可以简化施工程序,减小连接的施工难度,施工期间基本上不影响原路的正常使用。缺点:在汽车活荷载作用下,两桥主梁产生不均衡挠度,再加上新旧桥基础之间的不均匀沉降,将会造成连接部位沥青铺装层的破坏,容易形成纵向裂缝和横桥向错台。

(2)上下均连接。

上部构造先凿去部分现浇桥面,在新老桥接缝处设置加强钢筋,再和新桥的桥面现浇层一起浇筑;老桥下部构造的桥墩、桥台盖梁及系梁通过植筋技术将钢筋和加宽部分新桥相应部位钢筋连接,然后浇筑混凝土,相互连为一体。优点:加宽桥与原桥形成完整的一体,减少各种荷载作用下新老桥连接处的不均衡变形。缺点:新旧桥上部结构混凝土梁的形变不一致,新桥的基础沉降大于旧桥的基础沉降,容易在下部结构的盖梁、系梁、墩台连接处产生裂缝;而且下部结构采用植筋技术成本高,施工繁琐。并且还要考虑在不封闭交通的情况下,如何保证新旧桥间混凝土接缝的浇筑质量。

(3)上部构造连接,下部构造不连接。

将桥梁外侧护栏拆除,凿除边缘1 m左右范围内的桥面现浇板,在新老桥接缝处设置加强钢筋,再和新桥的桥面现浇层一起浇筑,而下部结构不连接。优点:有利于上部结构受力,下部结构不连接,下部各自受力,内力互不影响,并且便于施工,降低了造价,又保证了新老桥之间连为整体,能较好地控制桥面纵向裂缝的产生。缺点:新旧桥基础不均匀沉降导致上部结构连接处易出现裂缝,影响原路交通,并且在新旧桥上部结构连接时,是通过现浇一定宽度的混凝土接缝来实现的,因此能否保证现浇混凝土接缝在养护及随后的使用过程中不出现过大的变形和开裂是施工的关键。

第三种连接方式相对第一种和第二种来说运用较为广泛,其下部结构相互独立,而上部结构的主梁通过各种方式进行比较强的连接,使其既能适应比较大的新旧桥不均匀沉降,又具有比较好的耐久能力。但是,在加宽桥梁时尽可能采用桩基,并通过加强地基处理、增加桩长等措施尽可能减小基础沉降,而针对上部结构自身产生的附加内力,可通过连接部位增大配筋,改善构造来解决。

目前,高速公路的上部结构多为空心板梁、预应力混凝土简支T梁和连续箱梁。对于空心板梁,将旧桥面外侧墙式护拦和墩台挡块拆除并凿除部分混凝土,在新老空心板的边缘分别植入钢筋,植筋过程满足锚固安装要求,植筋即相当于预埋钢筋,下部通过钢板连接,如图1所示。对于T梁桥加宽多采用刚性连接,在新旧T梁间设置隔板,通常有两种设置方式:一种是凿除旧桥边梁悬臂部分混凝土,将露出的钢筋与加宽T梁悬臂部分的钢筋绑扎在一起,同时通过植筋和加预应力筋的方法在新旧桥两边梁之间新做横隔板,如图2所示;另一种是采用角钢及高强螺栓将新桥预留横隔板与旧桥进行连接,新旧结构翼缘板分离,连接处桥面重做。箱梁的连接没有统一的连接方式,不同的公路桥梁加宽的过程中采用的连接方式也有差异。例如,沪宁高速公路和沪杭甬高速公路加宽工程中箱梁翼缘连接采用的是\"铰接\"的拼宽方式;2002年广佛高速公路采用的是\"半刚性连接\",该方法是凿除旧桥部分翼缘,新旧桥翼缘通过搭接钢筋连接,浇筑连接带混凝土后,在其底缘人工割缝,填塞橡胶止水带;还有一种\"刚性连接\",连接部位不留缝。

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