袁珍珍
枣庄市路达公路勘察设计咨询有限公司 山东省枣庄市 277800
摘要：目前我国高速公路桥梁在拓宽方案、横向拼接结构设计、结构变形和沉降控制方法等领域还有待进一步深入研究。在具体扩建工程中，应根据扩建总体技术要求、已有桥梁的技术状况、施工可行性及综合比较各种连接方式的优缺点来决定桥梁拓宽总体方案。
关键词：高速公路；桥梁；拓宽
一、桥梁拼接施工技术要点
1.1原有桥梁结构处理方式
（1）桥梁每侧桥梁并接桥宽度为8m，新老结构采用设置湿接缝的方式整体连接，对于箱梁部分将原结构悬臂采用无振动支线切割的方式切除1.0m，同时将切除范围外1.5m的桥面混凝土铺装予以凿出并与加宽部分桥面整体搭接。对于板梁部分将原结构悬臂采用无振动支线切割的方式切除20cm，同时将切除范围外1.5m的桥面混凝土铺装予以凿出并与加宽部分桥面整体搭接。
（2）原防撞护栏全部切除；原桥头搭板全部拼接。
1.2桥梁拼接设计原则
某公路改扩建工程，新老桥之间的连接方式采用“同结构、同跨径、上连下不连”的原则。新老结构采用设置湿接缝的方式整体连接，将原结构悬臂部分切除，后在指定位置上按要求植筋后与新结构预留钢筋采用钢筋焊接形成整体，后浇筑无收缩混凝土，下部结构基础、盖梁与既有结构分开不连接。
1.3二种梁板结构拼接形式
（1）钢筋砼板及先张法预应力空心板。根据设计切割凿除原桥边翼缘（钢筋砼板没有），凿除部分现浇砼，暴露钢筋，新桥内边板翼缘处，预留和原桥翼缘的植筋钢筋进行连接（焊接），通过现浇接缝形成整体。
（2）箱梁采取切除部分翼缘，约1/2切割面高度处植入钢筋，浇注湿接缝砼形成铰结结构，植筋施工方法采用钻孔、清孔、除尘、预注、注浇、植筋等步骤。
（3）沉降差控制。设计要求桥梁拼接后，沉降差控制在5mm内，为此桥梁通过适当增加新结构桩基的长度、减少桩底沉渣厚度等多种措施减少新桥沉降，使拼接部分大部分砼的收缩徐变发生在拼接之前，减少结构附加内力。
二、不均匀沉降对桥梁加宽带来的影响
因为旧桥已经建设完成并投入使用很多年，已基本完成了基础沉降，而加宽部分桥梁将会随着时间的发展，逐渐出现沉降现象，这将对新老桥梁相连部分的结构受力带来极大的影响，在加宽拼接的位置将会发生开裂现象，进而影响桥梁的上部构造。对新老桥梁的不均匀沉降进行分析，对桥梁的加宽有着极为深远的意义。采取预制箱梁空间应力加以研究可以发现，原桥在加宽之后，桥梁连接位置的结构受力将会受到加宽桥梁沉降的影响，其特点具体表现为：
1、加宽部分的桥梁持续发生沉降，将会在一定程度上增加各个跨跨中新老连接处的横向应力。
2、在与支座相靠近的位置，因为加宽桥梁沉降的影响，进而导致新老连接部位的横向应力出现改变，最初板顶面的受压部分与受拉部分发生了互换，而受拉部位变成受压部分。
3、支座部位的沉降受到了极大的影响，同时其所受到的影响与各个截面的竖向挠度有一定的关联。通常情况下，竖向挠度越大，那么新老连接部位的横向应力就越小，否则，竖向挠度越小，那么其横向应力所受到的影响就越小。
4、在建模过程中，在各个设置横隔板的位置和桥台所在位置，均存在应力集中的情况，在对新老桥梁相接部位横向应力受沉降影响的情况进行分析时，在这些较为特殊的位置应当进行特殊的考量。
总之，新老桥梁相接部分的结构受力受沉降的一定影响，使得受力状态出现了极大的变化。因此，应该采取有效对策，最大限度的降低沉降差。
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三、高速公路的桥梁加宽技术
桥梁扩建部分原则上采用与原桥相同的结构型式和跨径，从而使新旧桥梁刚度基本相同。这样，在荷载作用下，新旧桥梁结合部产生的扰度差较小，桥面不易出现过大的纵向裂缝。同时，在新旧桥梁结合部应加强桥面铺装层钢筋网布置，以使桥梁具有较大刚度，使新旧桥梁能够共同作用。
加宽桥与原桥之间横向连接方式是关系到桥梁加宽成功与否的主要因素。桥梁扩建的横向连接有三种方式：a）上部构造与下部构造均不连接；b）上部构造与下部构造均连接；c）上部构造相互连接，下部构造不连接。上下均不连的拼接模式，简化了施工程序，消除了连接的技术问题，但在汽车活载作用下两桥主梁会产生不均衡扰度，同时由于加宽桥后期沉降大于原桥，将会造成两桥连接部位沥青铺装层的破坏，从而形成纵向裂缝和横桥向错台，影响行车舒适性和桥面外观，增加后期养护维修工作。某高速公路扩建中多数桥梁采取了此种连接方式，运营结果表明，桥面铺装层极易破坏，纵向裂缝随着沥青铺装层啃边现象的发展日益扩大。
上下均连接的拼接模式，其优点是将加宽桥与原桥联系成一个整体，主要缺点是加宽桥基础沉降大于老桥基础沉降，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。此外，下部构造采用植筋连接技术，工程成本较高。沈大高速公路扩建桥梁即采用此种拼接模式。
综合上述两种连接方式的优缺点，对于上部构造连接、下部构造不连接的拼接模式而言，下部构造不连接使得加宽桥与原桥之间下构内力相互不产生影响，上部构造连接后能使新旧桥梁上部整体受力，从而有效提高行车舒适性。该拼接方式已被国内多个扩建工程所采用，效果较好，如海南东线高速公路、浦珠路、沪宁高速公路等已通车多年，尚未出现桥面纵向裂缝。目前“上部构造相互连接、下部构造不连接”的扩建方式已得到国内专家、同行的肯定，梅观高速桥梁扩建推荐采用此种方式。
四、拼接工艺及质量控制
4.1拼接新桥的平、纵面控制
（1）桥梁施工前必须进行对原结构物进行复测，以保证桥梁拼接的准确性。（2）施工前必须对原构筑物梁底高程、桥面铺装厚度、墩位位置及其连线、墩柱顶高程、结构高度、支座垫石高度、支座位置、承台顶面高程等进行复测，严禁新老结构产生高程差大于±1cm，根据复测标高设计拟合最终桥面标高，通过与测量标高核对、比较、调整设计拟合线，以确定最终合理线型，保证新旧桥板梁梁底按照路线坡度可正常顺接。（3）新桥支座垫石顶面预留沉降值。该值与设计方和监理工程师研究确定。（4）在支座垫石顶面调整高程。浇注支座垫石前，复核原桥支座顶面高程，确保新桥桥面最小铺装层厚度。
4.2施工要点
（1）施工过程控制差异沉降。包括桩尖沉积层厚度、桥构延时拼接等，注重施工过程沉降观测。新拼桥施工结束，整体化桥面砼完成后，新原桥拼接前，测定新桥沉降情况，沉降差>5mm时，会同监理设计代表分析原因、研究包括推迟拼接时间方案。拼接完成，湿接缝达到强度后，再次观测新桥沉降，检查拼接部位，有无裂缝等。（2）拼接施工前，原桥应完成补强加固。（3）新桥完成桥面铺装层后，湿接缝拼接暂缓施工，提供新桥自然沉降和砼收缩徐变时间，一般以30-50天或更长为宜。
结束语
在大交通流量的高速公路上不中断交通进行桥梁拓宽加固是高速公路投资者、管理者、设计者、施工者面临的新课题。在满足高速公路使用要求的条件下，对于旧桥的充分利用是桥梁加固技术的重点，只有通过不断完善桥梁加固的理论，革新加固思想，在不断总结经验和技术进步的基础上形成桥梁加固的专门规范，才能使我国的交通事业更好地融入节约型的和谐社会。
参考文献
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[4]李志军.高速公路改扩建工程桥梁拼接关键技术研究[J].北方交通，2016（3）：13-15.
论文作者:袁珍珍
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：桥梁论文; 桥面论文; 结构论文; 高速公路论文; 新老论文; 方式论文; 应力论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;