摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的桥梁工程的发展也有了很大的进步。很多早年修建的桥梁工程已不能满足快速增长的交通量的需求，急需拓宽改造。桥梁拼宽改造工程因施工难度大，对交通组织方案影响大，是整个道路改扩建工程的重点，也是改扩建的节点工程。选择合理的桥梁拼宽设计方案在道路改扩建工程中至关重要。
关键词：桥梁拼宽；设计技术；研究与探讨
引言
近年来高速公路改扩建项目日益增多，桥梁拼宽研究显得尤为重要。本文对桥梁拼宽的设计、施工等技术要点进行研究和探讨，特别拓展对涉铁节点扩建项目的应用。
1桥梁拼宽设计原则
桥梁拼宽设计，包括既有桥梁的利用、新建桥梁的设计和新建桥梁与既有桥梁的拼接构造设计等内容。桥梁拼宽设计应根据工程特点，综合确定设计方案，满足安全可靠、耐久适用、经济合理、统筹协调的要求。桥梁拼接应在检测评价的基础上进行设计。既有桥梁总体技术状况评价等级为１类、２类的可原位利用，３类的经维修、加固后达到１类或２类的可利用；拼宽桥梁的新建部分与既有桥梁的结构连接时，应进行整体验算和评价。既有桥梁极限承载能力应满足或采取加固措施后满足现行标准的要求；正常使用极限状态应满足原设计标准的要求。桥梁拼宽新建部分应满足现行设计标准的要求，其上部结构形式和跨径宜与既有桥梁保持一致。桥梁拼宽设计应考虑新结构与既有结构之间的基础差异沉降、结构差异变形、混凝土差异龄期等因素。
2桥梁拼宽设计需解决的关键问题
2.1新旧上部结构之间纵向接缝的处理
在扩建设计过程中在新旧结构之间需要采用纵向接缝处理的方式，目前所制定的拼宽方案主要有两种：（1）两侧不同结构的采用相同跨径；（2）如果是相同结构时，应该采用加宽拼接和拼宽接缝的形式；但是在拼接过程中拼宽结构严格控制在车道内，这样才能有效地保证桥梁在运营过程中保持良好的平稳性和耐久性，提高拼接结构的稳定性。
2.2新旧结构之间基础沉降差的控制
对于拼宽桥梁的地基沉降率基本稳定，但是在扩建过程中还是会出现新的沉降现象，因此会产生新旧结构的基础沉降现象。基于此，建设单位必须高度重视，并且针对这一现象采取有效的应对措施，提高桥梁结构的稳定性和承载能力。建设单位可以将新旧桥梁的沉降差作为研究课题进行全面分析研究。
3桥梁拼宽设计的优化措施
3.1基础沉降差控制措施
采用上部结构连接、下部结构不连接的既有桥梁拼宽方案，新桥基础沉降过大会导致新桥与既有桥梁结合处混凝土产生较大的横向拉应力，这种拉应力超过结合部位混凝土的抗拉强度就会在结合部产生顺桥向裂缝。对桩基而言，基础沉降不外乎以下几个原因：桩基的弹性压缩、桩端土压缩变形、土的固结产生的沉降。对拼宽桥梁，既有桥梁基础的沉降已基本稳定，而新桥基础的沉降在上述因素作用下才刚刚开始，新桥与既有桥梁结构之间基础沉降差必然存在。基础沉降差对桥梁拓宽的上部结构受力影响较大，为在设计和施工中能控制基础沉降差对桥梁结构的影响，可通过加大桩径、增加桩长、提高桩身刚度、桩侧和桩端注浆、合理安排施工工序，在加宽桥梁拼接前架设梁板，放置一段时间后再进行拼接等措施来减小工后沉降。新桥与既有桥梁沉降差异控制：简支梁沉降差容许值一般为５ｍｍ，连续梁一般为１０ｍｍ。
3.2荷载标准
我国相关部门已经颁发了新高速公路施工技术设计标准的相关文件，并在实际施工中严格执行。在相关文件中也有明确的条款提到荷载汽超I级公路的相关设计标准规范，根据新规文件中明确表示，要想提高新高速公路在实际运营中的应力，就需要对新桥结构的稳定性进行研究。但是现阶段，绝大多数的桥梁结构设计都依照老旧的桥梁结构进行设计，导致部分桥梁在实际运营过程中无法满足实际需求。因此，在后期的新公路桥梁建设项目中，相关单位部门应贯彻落实好新公路桥梁的设计标准，加强对旧桥结构的验算，从而提高桥梁结构的稳定性和承载能力。
3.3桥梁下部方案
新建桥梁下部结构的加宽设计主要考虑减小新老桥梁基础的差异沉降，避免因差异沉降造成上部拼宽连接处桥面板破坏，形成纵向裂缝。基础设计时尽量选择桩基础，如果老桥采用桩基础，拼宽桥梁设计时，桩长应比老桥桩基长；当地质条件较好时中小桥梁也可以采用扩大基础形式，但应在设计中考虑减少新老桥基础沉降差的措施，如果老桥为扩大基础，新桥也采用扩大基础时，应避免拼宽桥梁基础开挖时对老桥基础产生的破坏影响。见图一。根据地质柱状图，桥位处表层为厚１．６ｍ粉质黏土层，可塑，中等压缩，地基承载力基本容许值为１６０ｋＰａ；其下为强风化泥质砂岩，且结构构造大部分已破坏，岩性极软，地基承载力基本容许值为３５０ｋＰａ通过调查老桥下部结构采用柱式墩，扩大基础，基础底落于强风化泥质砂岩上。为避免强风化泥质砂岩具有遇水软化、崩解的特性，如拼宽桥梁桥墩采用扩大基础，基础开挖时，如雨水进入基坑，造成基岩土层地基承载力基本容许值下降，势必对老桥基础产生破坏，为避免这一现象，拼宽桥梁采用桩基础设计方案。某桥左侧拼宽４ｍ，下部结构采用１．１ｍ柱＋１．３ｍ桩基础，根据地勘资料某桥桩基础采用摩擦桩，摩擦桩钻孔桩中距不应小于桩径的２．５倍，同时为了减小拼宽桥梁桩基施工时对老桥基础产生的破坏影响，拼宽桥梁桩基距离老桥基础应具有一定的距离。因此设计时加长拼宽桥梁盖梁长度，达到以上效果。
图３桥梁下部拼宽示意图
3.4拼宽加固设计
某桥梁在进行拼宽施工时，因涉及到一系列施工内容，包括旧桥混凝土部分切割、造孔植筋和T梁架设，所以旧桥可能会受到一定程度的影响。对此，要以旧桥结构与建设条件为依据，在前期设计工作中，考虑可能发生的问题及造成的不利影响，并制定行之有效的解决对策。通过现场实地考察与相关经验的借鉴，在拼宽施工中可能遇到以下问题：（1）在对旧桥上的混凝土进行切割时，可能会对旧桥结构造成一定影响。切割施工中，由于要在旧桥表面停放施工用大型吊车，吊车对混凝土块进行吊装时，可能会影响到旧桥结构，进而产生一些实际问题，影响拼宽施工正常进行，甚至引发安全问题。对此，在设计中制定以下行之有效的解决对策，在施工中检查发现异常时，立即执行：①与旧桥设计单位积极联系，尽量找到旧桥设计图纸，根据图纸上的内容与要求进行适当的调整；②及时召开专家评审会，经过研讨确定最终的设计方案，为后续施工组织设计等工作提供可靠的参考依据；③委托有资质的机构或单位，对旧桥的结构状况进行检测与评价；④委托相关设计单位对旧桥受吊车荷载后的结构受力情况及变化进行验算，如果旧桥结构受吊车自重与施工荷载后受力产生较大变化，则要对原方案进行更改，采用其它可行的方法进行切割施工，以保证旧桥安全，避免产生安全隐患。（2）根据以上内容可知，拼宽部分和旧桥主要在上部结构相连，具体方法为植筋，因此在施工中需要先切除旧桥护栏，再进行造孔，这很有可能会对旧桥结构造成影响，出现一些问题，威胁旧桥安全。对此，在设计中制定以下行之有效的解决对策，在施工中检查发现异常时，立即执行：进行正式的植筋施工以前，先在旧桥右侧护栏处开展工艺试验，根据工艺试验结果确定可行的工艺方法，通过要对旧桥图纸进行仔细查阅，准确确定出旧桥上预应力具体位置，进而在植筋施工中予以避让和防范。
结语
随着我国高速公路路网的完善，许多国道省道干线公路桥梁面临着加宽问题。然而桥梁的拼宽设计，目前没有固定的模式，采用什么样的拼宽方案，也是多项复杂的问题。本文结合某高速公路项目桥梁拼宽设计，提出了在桥梁拼宽设计中几点注意事项，供大家学习交流。
参考文献：
[1]胡志强，张磊.市政桥梁拼宽加固设计方法[J].黑龙江交通科技，2017，40（07）：128+130.
[2]胡江，骆春雨.市政桥梁拼宽加固设计方法探讨[J].中国高新技术企业，2016（31）：86-87.
论文作者:曲云刚,韩运增
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：桥梁论文; 结构论文; 基础论文; 桥基论文; 新桥论文; 桩基论文; 混凝土论文; 《基层建设》2019年第14期论文;