路桥改造加固及连接技术分析
2015-08-26
前言
近些年，随着我国的交通工程不断的发展中，尤其是推行拖挂运输和集装箱运输后，重型车辆日益增多，现在相当一部分公路桥梁已满足不了使用要求，特别是上个世纪80年低以前修建的桥梁。由于设计荷载标准低，承载能力不足，宽度不够，加之年久失修、维修养护不够．相当多的桥梁发 生不同程度的破损，正逐步成为危桥。因此，公路旧桥扩宽加固及连接成为必然，论文重点介绍了公路旧桥扩宽加固及连接技术。
桥梁加宽改建的必要性
我国正处于大规模基础设施建设的高峰．正在新建大量高等级公路与桥梁：与此同时，由于交通量的快速增长．大量既有公路和桥梁需要扩建或改建。早期修建的高速公路一般只有四车道．随着经济的迅速 发展，许多高速公路交通量增长迅速．服务水平下降．必须进行加宽扩建。比如沪宁高速公路，原为双向 四车道，投入运营不足5年，由于不能满足交通需求，已扩建为双向八车道。
随着经济发展，交通量迅速增长，对于桥面宽度原本就不符合公路等级要求的旧桥，需要进行技术改建增加通行能力。为了提高桥梁通行能力．适应路线加宽改建后的公路等级要求．需要将旧桥加以加宽改 建。科学、适用、经济合理的进行桥梁加宽改建，对节省投资和创造良好的社会经济效益意义重大。因此，对桥梁加固、改建、加宽进行深入研究，有十分重要的科研价值和现实意义。
桥梁加宽改建的形式与方法桥梁加宽的形式
桥梁加宽的形式主要分为两种。
单恻加宽改建
加宽侧旧桥需要调整横坡。单侧加宽改建和双侧加宽改建因调整横坡，对于板、梁桥．一般需要先拆 卸加宽侧旧桥的上部结构．待墩、台盖梁顶面横坡调整完后，再重新架设板梁。在桥梁下部施工期间，车辆的正常运营会受到干扰。
加宽侧旧桥不需要调整横坡，即横坡没有改变。中小桥可能为顺应路面的加铺厚度，而抬高桥面设计线。由于单侧加宽，旧桥需要拆除加宽一侧的锥坡八字墙其他方面基本上没有冲突．可以采用适当的整体加宽连接方法。桥梁的整体受力情况较好．施工方便。
双侧加宽改建
对于中小桥．可能为顺应路面加铺厚度而抬高桥面设计线；对于大 桥，桥梁隧道双侧加宽时，可按照原桥标高不动，梁板不拆卸．而在两侧采用直接顺接的方案．施工便利，造价节省。在桥梁下部加宽段 施工期间，对车辆正常运营基本无干扰。其缺点是新旧桥间有两道连接缝．但通过上、下部结构连接．技术上可以解决桥面纵缝问题。小桥多为重力式墩或薄壁墩，双侧加宽后．上、下部之间均采用结构连接技术上无任何问题。
桥梁加宽的方法
增设钢筋混凝土悬臂挑梁。该方法是最简便的桥梁加宽改造方法，并可和其它桥梁上部构造加固补强法一并使用。当旧桥墩、台及基础完好、能够满足加宽后的承载要求时，可在对主要承重结构的上部构造进行合理的加固后．拆除两侧栏杆和人行道板，凿除原桥面铺装层．通过重浇加强的钢筋混凝土桥面铺装层或在墩台上相应增设人行道悬臂梁和车行道悬臂板，重新安装人行道板和栏杆．从而达到加宽桥面之目的。
单边新建桥梁的加宽改建法。当原有公路路线是以单边加宽进行改建．或原桥已成为交通要道的“瓶颈”．函待加宽，且不能中断交通，或原桥弃之可惜，只能降低荷载标准使用等情况时，一般可在老桥的一侧新建桥梁来加宽原有桥梁，以达到提高进行能力和满足提高承载能力的目的。当这样加宽桥梁时，还 需要相应地加宽桥梁墩台．或靠近原有桥梁另外单独建造一座与原有墩台分离的新建加宽部分的墩台。
增设边梁或边拱肋的加宽方法。除一 侧(或两侧) 栏杆及人行道板后，在一侧(或两侧)增设边梁(或边拱肋)，实现加宽桥面的目的。
增设主(纵)梁或拱肋的加宽方法。这种方法一般用于需要加宽桥面．同时又需提高桥梁承载能力的旧桥。其特点是通过增加的主梁加宽桥面。且新主梁比原桥的要强劲，在参加荷载分配时将分配较多的荷载，从而使原桥主梁分配的荷载减少．达到提高承载力的目的。此加宽方法，需要同时加宽桥梁墩、台及基础或靠近原有桥梁另外单独建造新加宽部分的墩台。
注意问题
采用什么样的加宽措施，要在充分调查研究的基础上，结合具体情况因地制宜，对各种加宽方式进行综合比较分析．最终确定合理的方案。
制定严格的施工程序，确保工程的顺利实施．使得旧桥加宽改建对现有交通的影响程度最小．以达到提高通行能力．缩短交通封闭时间，节约资金的目的。
新旧桥上部结构应尽量吻合，使新桥的刚度与旧桥基本相同，从而保证不会因为新旧桥梁的刚度不同，在新旧 桥连接处产生 的挠度差过大 ，产生纵向裂缝 。
桥面加宽是解决旧桥桥面宽度不足的有效途径．但应切实处理好新旧桥桥面连接的问题。
自由于旧桥己使用多年，旧桥的混凝土己充分收缩，自重作用下的徐变也已基本完成．所以加宽新增混凝土的自重、收缩、徐变等．在设计与计算时应充分考虑，以免产生新旧混凝土的连接处开裂或变形不一致的情况。
新桥下部结构在满足受力要求的情况下．尽量增大新、旧桥梁之间的桩距减小对旧桥基础结构产生影响。
新旧桥梁的连接技术
“上部结构、下部结构均不连接”的方式。该方式的优点有：加宽桥与原桥各受力明确、互不影响，简化了施工程序。减小了连接的施工难度，基本不影响原高速公路的交通。缺点有：在汽车荷载作用下新旧桥主梁产生不均衡扰度以及加宽桥大于原桥的后期变形．将会造成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，影响行车舒适及安全和路容美观，增加后期的养护维修工作．大大增加了维修费用。
在具体构造方面有两种形式．一是用纵向伸缩缝连接．这种做法在欧洲及香港均较为成功。要求桥面铺装采用刚性桥面。另一种形式是新旧结构间留一条纵缝，或用钢板包边．这种连接形式需要采用刚性路面可以解决啃边问题，但不能解决新旧桥挠度差的问题，且高速行车时容易打滑降低了行车的安全性。
“上部结构下部结构均连接”的方式。该方式的优点有：加宽桥与原桥形成完整的一体．减少各种荷 载(包括基础不均匀沉降、汽车活载、温度荷载等)作用下新老桥连接处的不均衡变形。缺点有：新桥与原 桥的上部混凝土梁变形(如混凝土收缩、徐变等)不一致，加宽桥基础沉降大于原桥基础沉降．由此产生的 附加内力较大，易造成下部结构的盖梁。墩台连接处产生裂缝。同时上部结构连接处也可能出现裂缝．影 响行车、桥面美观性．增加维护工作量。而且，下部结构采用植筋技术工程成本高．植筋时需拆除原桥主梁，对原高速公路交通影响较大．施工也十分繁琐。如果是在软上地区，采用此方式，出现问题的机会将更高。
结 语
综上所述。无论采用什么结构形式加宽，新旧结构的连接至关重要．应予充分重视。新旧桥梁结构连接好坏直接影响桥梁的整体性、新旧桥梁的联合受力及荷载的重分布，所以要采取相应的技术措施．加强新旧结构的横向连接．以利于桥梁的整体受力。
