随着我国社会经济和交通运输事业的快速发展, 交通量急剧增加。现有的道路桥梁有些已不能满足交通量的需求, 需要进行改建拓宽。特别是桥梁, 在公路工程中起着至关重要的作用, 故老桥的拓宽方法的探索具有重要的实际工程意义。
1 桥梁拓宽应该满足以下几个基本要求
(1) 横向拼接上下部构造形式的选用应尽量与老桥保持一致。上部结构形式应选择相应的结构横向拼接。下部墩台结构应尽量与老墩台保持外形协调一致。基础型式选用应考虑其施工对老墩台的影响, 有条件时尽量采用钻孔灌注桩基础;浅埋式新基础埋置深度最好在老墩台基底标高之上。
(2) 老桥使用时间较长, 混凝土的收缩和徐变也已基本完成, 所以拓宽新桥的混凝土收缩和徐变等在设计与计算时应充分考虑, 以免新老混凝土的接合面发生开裂或变形不一致的情况。
(3) 应着重处理好新桥与老桥的桥面连接问题。
2 桥梁横向拼宽方式
从大量的工程实践上可以看到, 桥梁拼宽方式的选择是桥梁拓宽改建工程的关键。拼宽方式选择的好坏, 将直接关系到施工的难度、将来维护费用的高低, 甚至关系到桥梁结构的安全性和可靠性。
2.1 上下部结构分离的拼宽形式
即新老桥梁没有进行连接, 它们各自独立受力。表现为拼宽部分桥梁下部墩台与老桥没有进行连接, 上部梁板也没有连接, 只是在新桥和老梁板交接处设伸缩逢进行了接顺。这种形式的优点是结构受力清楚, 施工时新桥对老桥部分影响不是很大, 新桥施工对原道路的交通运行影响也不是很大。但其缺点也较明显, 主要是因新桥和老桥彼此相对独立, 桥梁整体性不好, 尤其是新桥宽度不大, 结构侧向刚度较小, 对新桥结构不利, 特别对新桥和老桥交接处所设的伸缩缝不利。
2.2 上下部结构连接的拼宽形式
即新老桥梁上下部结构均进行连接, 整体受力。这样可使新桥与老桥形成整体, 减小基础不均匀沉降、汽车荷载、温度荷载等荷载作用下使新桥和老桥连接处产生过大的变形的影响, 减小上下部结构相应部位的内力。把新桥的上部结构与老桥对应部位横向通过植筋、浇注湿接缝等方式连接起来, 把老桥下部结构的桥墩盖梁、桥台帽梁也通过植筋技术或钢板进行连接, 把新桥与老桥更为稳妥协调的连为一体。该方案优点是将拓宽桥桥与老桥之间联系成整体, 拼接后桥梁整体性比较好。于此同时也存在着问题:拓宽桥基础沉降大于老桥, 由此产生的附加内力比较大, 可能会导致下部结构桥墩盖梁, 桥台帽梁连接处产生裂缝;上部结构连接处也有可能产生裂缝, 导致使用功能的下降, 后期维修困难, 影响美观。
3 常见桥型的拼宽方式
对桥梁工程而言, 高速公路桥梁的结构形式大多为简支梁结构, 现在对常用的简支梁结构的拼宽方式做几点讨论。
3.1 空心板梁
高速公路中空心板梁拼宽通常采用铰缝连接的方式, 即通过在新老梁体相邻处开凿铰缝、植筋再将新老空心板梁铰接, 连续处重做桥面, 从而达到新老结构变形协调。
3.2 T梁
高速公路拼宽工程中对于T梁桥拼宽多采用在新老T梁间增设横隔板的连接。通常有以下两种方式。
(1) 拆除老桥的护栏, 凿除老桥边梁悬臂部分混凝土, 将其露出的钢筋与拼宽桥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老桥两边梁之间新做横隔板, 加强该处的连接。基本的新做横隔板厚度于新老桥的横隔板厚度比较接近, 受力传递协调比较合理, 在实践中需要注意不能破坏原有钢筋。
(2) 采用角钢及高强螺栓将新桥预留横隔板与老桥进行连接, 新老结构翼缘板分离, 连接处桥面重做, 采用特快硬钢纤维混凝土加铺钢筋形式。由于采用高强螺栓作为施加预应力的方法, 其连接横隔板和新老桥的横隔板不在同一直线上, 且新老桥之间的横隔板厚度较大, 容易造成荷载横向传递不协调和相应连接部位的应力集中和扭转变形。
3.3 小箱梁
箱梁翼缘连接通常有以下几种方式。
(1) 铰接方式。
在连接处翼缘混凝土浇筑后在其顶面锯缝约10cm深处, 填塞柔性材料, 底部预埋木条或橡胶条, 新老桥翼缘内仅有少量钢筋进行连接, 形成不能传递弯矩的柔性构造。实践工程中采用这种拼接方式且采用混凝土铺装层, 结构并不能起到铰的作用, 不宜采用, 且这种连接方式耐久性方面并不理想。
(2) 半刚性连接。
具体构造措施是凿除老桥部分翼缘, 新老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10cm, 填塞橡胶止水带。这种方式连接刚度强于铰接, 既能传递剪力, 还能够传递部分弯矩, 能够一定程度上解决箱梁拼宽接缝连接的问题, 但是可能存在着长期荷载作用下橡胶脱落、割缝处开裂等耐久性问题。
(3) 刚性连接。
在悬梁悬臂连接的部位采用比较强的连接, 即连接部位不留缝。可以完全解决接缝耐久性问题和行车安全问题, 但是不均匀沉降作用对结构的影响相对比较突出。由此可见, 高速公路桥梁的拼宽, 应结合新老桥的状态、地基情况等综合问题选择应用。
4 结语
目前, 全国各地都进入了道路拓宽改造的高峰期, 各种桥型的拼宽技术都得到了很大程度上的发展, 不同的连接构造在道路工程中得到了应用, 但由于我们国家在道路拓宽方面处于起步阶段, 存在经验不足等状况, 改造以后的后期使用性能如何, 还需要进一步的观察和论证。这就需要广大桥梁工作者总结经验, 研究出更好更成熟的桥梁拼宽方案来, 为我国公路事业的发展做出应有的贡献。
摘要：针对由于道路改造拓宽引起的桥梁拓宽, 本文从基本的横向拼宽方式到常用桥型的拼宽方式的应用, 详细的介绍了现行桥梁拼宽的常用方法。
关键词：桥梁,拓宽,拼宽方式,连接
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