摘要：近年来，随着我国公路交通运输的发展，早期修建的高速公路通行能力日趋饱和，部分四车道的高速公路已不能满足交通量的增长需求，因此对其进行改扩建，由四车道加宽为六车道或八车道，提高其通行能力已成为当务之急。桥梁在现代高速公路中占有较大比重，加上桥梁加宽存在技术复杂、实施难度高、对现状交通影响大的特点，因此桥梁加宽设计成为高速公路改扩建工程的重点。本文对高速公路改扩建桥梁设计要点进行分析。
关键词：高速公路；改扩建桥梁；设计要点
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。
1 高速公路桥梁改扩建的设计原则
1.1 前期准备工作
首先收集旧桥的设计、竣工资料和地质资料，对全线原有桥梁构造物进行归类分析和现场调查并进行必要的研究、论证，同时充分吸收国内外高速公路扩建工程建设的成功经验和先进理念，特别是类似地质、地形条件下的类似拓宽工程的成功经验，认真做好重点部位的方案比选工作，以选择合理可行的建设方案。
1.2 设计方案要符合当前的施工原则
当前，我国一直在提倡经济、环保的理念，在对高速公路桥梁进行改扩建过程中也一定要遵循这一原则，保证工程施工的安全、经济和环保。有些地区的高速公路部分路段沿线的城镇化水平偏高，这就对工程占地提出了很大的挑战。所以，一般应该尽量根据原桥的结构特点进行拼接，注重土地的利用率，做好方案的比选论证，这样不但能够满足环保的要求，同时也可以一定程度上降低工程造价。
1.3 设计方案中应该加强考虑施工工期方面的问题
要想高速公路的桥梁拼接工作能够顺利进行，在进行拼接方案设计时，就应该充分考虑设计方案与施工进度的关系，防止因方案不当影响施工的现象，以保证在桥梁拼接过程中对高速公路交通的影响降到最低。同时，施工单位也要加强与相关部门的沟通，尽量降低拼接的施工难度，以在最短的时间内完成桥梁的拼接工作，这样还可以降低对高速公路附近居民生活的影响。
2 桥梁拚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
根据高速沿线桥梁的具体工程实际，拚宽方案拟定为既有桥梁两侧采用相同跨径、相同结构形式的桥梁分别进行加宽拼接，桥梁的拼宽接缝一般均将位于拼宽后结构的行车道内，因此，为保证拼宽结构在运营阶段具有良好的通车平顺性和耐久性并减少后期的维护费用，纵向拼宽接缝必须尽可能取消。
2.2 新旧结构之间基础沉降差的控制
对拼宽桥梁，原有基础的沉降已经基本稳定，而新基础的沉降才刚刚开始，新旧结构之间基础沉降差必然存在。因此新旧结构之间基础沉降差必须采取有效措施严格控制在容许的范围之内，不致在新旧结构之间上、下部结构中造成过大的附加内力。需进行专题研究并给出新旧桥的新旧基础沉降差容许值。
3 桥梁改扩建设计要点
3.1 荷载标准
近年来，由于新的公路技术标准和设计规范的逐步颁布执行，设计荷载由汽-超20提高到公路-Ⅰ级；新桥规对结构在正常使用状况下的各项应力要求也有较大提高。而现有桥梁大部分是按旧桥规设计的，不可能全面满足新桥规的要求。基于以上实际情况，本文认为应本着“尽量利用现有桥梁、灵活运用规范”的原则，务实采用“旧桥旧标准、新桥新标准”的方法处理；同时通过对旧桥进行验算、加固，将其承载能力极限状态提高到公路Ⅰ级的水平，正常使用极限状态仍按“旧桥规”进行验算。
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3.2 桥梁横向拼接加宽方式
3.2.1 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。
3.2.2 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。新桥基础沉降大于旧桥基础沉降，由此产生的附加内力较大，将会使下部构造帽梁、系梁、桥台连接处产生裂缝；上部构造连接处也可能产生裂缝，导致使用功能下降，维修困难，影响外观。
3.2.3 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1m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。
3.3 结构拼接部的构造处理
3.3.1 空心板梁的拼接处理
空心板拟采用铰缝与桥面现浇层共同连接，在旧桥空心板边缘植入钢筋，待新桥架设3个月以后再进行横向连接。施工前先将旧桥边缘50cm范围桥面铺装及整体层凿开，连接钢筋，再在凿开的整体层内浇筑C40补偿收缩钢纤维混凝土。对行车影响较少，施工简单、方便，施工费用较低，新、旧桥形成整体后共同受力。
3.3.2 T梁的拼接处理
通过增设横隔板和翼缘板湿接缝，将新、旧结构的主梁横向拼接起来，成桥后新、旧桥共同受力。由于收缩徐变的影响，新、旧桥跨中存在挠度差，结构翼缘板拼处承受附加内力。新旧结构间的横隔板采用部分预制+部分现浇的施工方法。易于安装，拼接可靠，成桥后整体性较强。
3.3.3 箱梁的拼接处理
通过新、旧箱梁翼缘板湿接缝横向连接，并每隔10m左右设置一道横隔板。先凿除旧桥部分翼缘板混凝土并保留钢筋，凿毛腹板外侧面混凝土并植入钢筋，待新桥施工完成3个月以后，浇筑翼缘板湿接缝和横隔板。施工简单、方便，连接可靠。
结束语：
高速公路的扩建工程显然已经成为适应当代社会发展的必要工程，随着桥梁拼接施工技术的不断完善和发展，一定能够解决扩建过程中所遇到的工程需要、环境需要、经济性要求等方面的各种问题，对维持扩建过程的安全性，减轻施工设计过程复杂性，提高施工后工程的质量等方面起到关键性作用。
参考文献：
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[6]高速公路改扩建工程桥梁拼接关键技术研究[J].李志军.北方交通.2016（03）
[7]改扩建高速公路桥梁拼接设计要领[J].胡春晖.中国科技信息.2014（07）
[8]高速公路桥梁拼接设计探讨[J].方水平，朱文博.交通建设与管理.2014（20）
论文作者:王晨
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/16
标签：桥梁论文; 结构论文; 高速公路论文; 新旧论文; 桥面论文; 新桥论文; 钢筋论文; 《基层建设》2018年第3期论文;