摘要：我國在役的某些混凝土橋梁設(shè)計荷載標準較低, 投入使用后由于部分混凝土發(fā)生老化, 危及運輸安全, 加之社會營運荷載普遍急劇升級, 累計通過交通量迅速增加, 使得這些現(xiàn)役的橋梁已經(jīng)不能滿足運營的需要, 急需加固或加寬。 

　　關(guān)鍵詞： 公路橋梁 加寬 設(shè)計 

　　中圖分類號： X734文獻標識碼： A 

　　前言 

　　隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,一些建設(shè)于20世紀八九十年代的雙向四車道高速公路交通量已遠遠超出設(shè)計通行能力,交通擁堵現(xiàn)象嚴重,迫切需要對其進行拓寬改造,而橋梁加寬由于受到新、舊橋梁之間相互作用的影響,其設(shè)計、施工與新建項目存在很多不同之處,成為改擴建工程中的重點和難點。 

　　一、橋梁加寬方式 

　　1上、下部結(jié)構(gòu)均連接 

　　新、舊橋梁上部構(gòu)造之間與下部構(gòu)造之間均連接。新、舊橋上部之間的對應(yīng)位置通過橫向植筋、澆注濕接縫連接起來；下部對應(yīng)的墩臺帽、系梁等也通過植筋連接，然后澆注混凝土形成整體。這種拼接方法的優(yōu)點是原有結(jié)構(gòu)與新建結(jié)構(gòu)是一個整體、共同受力，對行車的安全和平順有利。缺點是需解決新建結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)沉降導(dǎo)致的對原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加內(nèi)力作用問題；接縫處的構(gòu)造處理復(fù)雜，特別是帽梁連接構(gòu)造、施工難度大；擴建期間原路需要運營時，采取此方式難度很大。其中采用這種方法進行加寬拼接的橋梁多為Ｔ梁橋和箱梁橋。由于其沿線地質(zhì)較好，可以封閉施工，便于結(jié)構(gòu)的改造和拼接，橋梁采取上、下部結(jié)構(gòu)均連接的方式取得了很好的效果。 

　　.2 上部結(jié)構(gòu)連接、下部結(jié)構(gòu)不連接 

　　當(dāng)結(jié)構(gòu)跨徑較小，并且相對撓度差較小時，可以采用該連接方式。如果只有橋面板相連，而主梁不相連，這時連接面就較為薄弱，加上新老梁的撓度差較大，連接面就會發(fā)生破壞，并產(chǎn)生縱向裂縫。此外，新舊橋梁結(jié)構(gòu)型式不一致時，也可以采用這種拓寬拼接方式。這種加寬模式主要有以下優(yōu)點：第一，由于新舊橋下部受力互不影響，上部連接對下部構(gòu)造產(chǎn)生的內(nèi)力影響很��；第二，能夠保持橋面的平整和行車的舒適；第三，一定程度上避免了新舊主梁的撓度差對橋面平整度的影響。但是，這種連接方式也有一些不足之處，由于連接后新、舊橋產(chǎn)生不均勻沉降，加上新老材料存在差異，便產(chǎn)生了附加內(nèi)力，這就造成上部構(gòu)造連接處內(nèi)力增大。所以要采取措施減少基礎(chǔ)沉降，對采用擴大基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)更應(yīng)如此，有時還要對原有基礎(chǔ)進行加固，以減少橋梁整體的不均勻沉降，確保橋梁的安全使用。 

　　3 上、下部結(jié)構(gòu)均不連接 

　　新、舊橋梁上部構(gòu)造之間與下部構(gòu)造之間均不連接，兩者在橫橋向緊貼在一起，或者留有較小的縫隙，然后橋面瀝青混凝土鋪裝層連續(xù)攤鋪。這種拼接方法優(yōu)點是原結(jié)構(gòu)與新建結(jié)構(gòu)各自獨立，受力互不影響，簡單明確。缺點是新建結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)容易出現(xiàn)沉降，在活載作用下拼縫處出現(xiàn)撓度差，形成“錯臺”，對行車安全和平順不利，且原邊梁受力增大，加固困難；接縫處的構(gòu)造和伸縮縫處理困難。由于新舊橋梁不連接，在橋梁荷載標準提高時，原有主梁的受力增大，其自身的承載力有可能不滿足要求。因此該方法多用于新建部分橋梁可為單獨一幅或一個車道且新舊橋梁間用分隔帶分開的橋梁。另外，大跨徑的連續(xù)梁橋，由于其收縮徐變差，不均勻沉降差及預(yù)應(yīng)力反拱的影響較大，很難對連接面進行加固處理，通常也采用這種方法。某高速公路早期擴建時多數(shù)橋梁采用了這種方式。后期運營效果表明，橋面鋪裝層極易損壞，在汽車活載作用下新舊橋之間產(chǎn)生了不均衡的撓度以及沉降差異，使得瀝青混凝土連接部遭到破壞形成了縱向裂縫和橫向錯臺，縱向裂縫隨著瀝青鋪裝層的啃邊現(xiàn)象的發(fā)展而日益擴大，影響了行車的舒適性和路容美觀，增加了后期養(yǎng)護工作。2002年后，某高速公路開始實施橋面連續(xù)工程來解決這一問題，故大規(guī)模采用這種連接方式是不合適的。 

　　二、橋梁加寬受力分析 

　　1 橋梁拼寬對舊橋受力的影響分析 

　　橋梁拼寬后, 舊橋受力特性的變化, 是否滿足相應(yīng)規(guī)范荷載等級的要求是一個需要關(guān)注的問題。從已有的研究來看, 橋梁拼寬能減少舊橋汽車荷載的負擔(dān), 但同時改變舊橋的局部受力狀態(tài)。特別是對箱形梁橋來說, 舊橋翼緣是一個薄弱部位, 在汽車荷載局部作用、新舊橋汽車偏載作用以及接縫段混凝土收縮徐變差作用下, 該部分上下緣均可能會出現(xiàn)超過混凝土設(shè)計抗拉強度的橫向拉應(yīng)力, 而舊橋翼緣部位一般配筋較少。所以在橋梁拼寬的分析中, 需要關(guān)注局部受力的變化, 特別是箱梁拼寬分析中, 應(yīng)分析局部應(yīng)力是否滿足要求, 并對如何加強舊橋和接縫連接部位橋面鋪裝的鋼筋以及下翼緣粘貼鋼板加強進行仔細分析。 

　　2 新舊橋不均勻沉降作用的受力分析 

　　橋梁拼寬中, 一般認為舊橋的沉降已經(jīng)穩(wěn)定, 新橋的沉降則發(fā)生, 新舊橋之間會產(chǎn)生沉降差, 如何考慮新舊橋沉降差異引起的新舊橋附件內(nèi)力, 特別是對接縫局部受力的影響是橋梁拼寬受力分析的一個非常關(guān)鍵的問題。在新舊橋沉降差引起的荷載對拼寬橋梁的受力分析中, 涉及到的問題包括沉降差異計算模式的選取和沉降控制值的確定。 

　　通常, 沉降差的計算模式為自接縫位置沿新橋橫向呈線性分布。在橋梁跨徑不大、一聯(lián)長度不大或者地基條件比較接近的情況下, 可以考慮新橋的各樁基是均勻沉降的, 否則需要考慮不同樁基之間的不均勻沉降, 從而選擇合理的沉降計算模式。 

　　新舊橋之間沉降差對拼寬T 梁橋內(nèi)力的影響最大的為連接處兩側(cè)的主梁 。同時, 對T 梁橫隔板受力影響也很大 , 特別值得關(guān)注的是在達到一定沉降差值后, 離拼接縫最近的新橋支座先脫空, 端橫隔梁的計算跨徑增加, 內(nèi)力的峰值從拼接端橫隔梁向新橋的端橫隔梁轉(zhuǎn)移, 舊橋拼接位置的支座反力增加。因此在分析不均勻沉降對T 梁拼寬的受力分析中, 要特別關(guān)注接縫兩側(cè)的主梁受力, 特別是要關(guān)注支座是否脫空, 并以此時端橫梁內(nèi)力控制配筋和確定沉降控制值。對箱梁來說, 不均勻沉降則對主梁的受力影響較小, 主要影響接縫的局部受力, 特別是支座截面連接帶的翼緣產(chǎn)生較大橫向和縱向拉應(yīng)力, 因此在沉降差對箱梁拼寬受力的分析中,可以用翼緣的縱、橫向應(yīng)力的大小控制沉降差值。 

　　3 混凝土收縮徐變齡期差作用受力分析 

　　新橋、舊橋和接縫的混凝土齡期是不同, 新橋和接縫部位混凝土的收縮徐變會受到舊橋的約束, 拼寬橋梁各部分都會產(chǎn)生附加內(nèi)力。同時, 在收縮徐變差對拼接橋梁受力影響的計算中, 不僅要考慮新舊橋之間的收縮徐變差, 還要考慮接縫段和新舊橋之間的收縮徐變差。 

　　混凝土收縮徐變齡期差產(chǎn)生的作用主要影響接縫的局部受力 , 特別是對箱梁的懸臂連接接縫段的受力很大。因此,橋梁拼寬中對混凝土收縮徐變齡期差作用的受力分析, 首先要解決的問題選擇新舊橋拼接時機的問題, 一般來說新橋架設(shè)后6 個月再進行接縫段的連接可以有效地降低由不同齡期混凝土收縮徐變不同產(chǎn)生的附加內(nèi)力, 但是如果工期緊張需要提前施工則需要進行詳細的內(nèi)力分析, 從而確定提前拼接的時間。 

　　結(jié)束語 

　　近年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展橋梁寬度與數(shù)量也與日俱增，但橋梁拼接與加寬的技術(shù)還處于萌芽時期，實踐與理論也還存在差異。因此，對于拼接技術(shù)在實踐過程中進行更深入的研究。橋梁拼接加寬主要為加寬或增加車道，這樣便可以很好解決交通量增大的需求。但此技術(shù)存在的最大問題便是橋梁拼接縫隙的連接與使用的持久性，要通過認真的計算設(shè)計并與工程的實踐相聯(lián)系以完善此類問題。 

　　參考文獻 

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