高速公路简支空心板桥梁加宽改造设计与施工

高速公路简支空心板桥梁加宽改造设计与施工
摘要：结合乌奎高速实际情况，重点介绍了加宽简支空心板的受力特点和设计要点，简要叙述了其施工方法。

关键词：高速公路改扩建；简支空心板；加宽改造
Abstract: This paper combined with the actual situation of Kui of high-speed, emphatically introduces the widening of simply supported hollow slab stress characteristics and the main points of design, and put out a brief description of its construction method.
Key words: highway reconstruction; simply supported hollow slab; widening
1 概述
随着我国经济的快速发展，汽车拥有量及交通量飞速增长，原有道路等级和桥梁标准已经无法满足现阶段的使用需求。

如果将这些桥梁全部拆除重建，不仅耗资巨大，而且时间也不允许。

因此，对原有道路及桥梁采取有效的加宽、改造措施，提高桥梁承载能力，对缓解交通压力及节省耗资能起到很好效果。

随着乌鲁木齐市规划重心的西进，以及居民生活水平的提高所带来的交通压力，对乌奎高速上跨苏州路西延路的改造势在必得。

为此，根据2010《关于研究自治区“十二五”综合交通运输体系规划及乌鲁木齐综合交通枢纽规划建设有关问题的会议纪要（新党纪字[2010]11号）》的要求，新建苏州路西延与乌奎高速公路互通式立交工程，位于苏州路西延路与乌奎高速路（K4179+892）立体交叉2-22米预应力混凝土空心板梁桥处。

利用既有2-22米梁桥，修建匝道完成苏州路西延路与乌奎高速公路的互通。

乌奎高速公路由现有的四车道改造为八车道，改造长度约1.395km，本次设计两幅桥面总宽度为47.50米，单幅为23.75米，每侧加宽11.50米。

孔跨布置对应既有孔跨布置，全段设计荷载：公路-Ⅰ级；环境类别：Ⅱ类环境；地震基本烈度：Ⅷ；桥下净高：乌奎≥5.0米；桥面总宽度24.50米，斜交角度20度，0、2号桥台为U型实体桥台，扩大基础，1号墩为三柱式墩，扩大基础。

本桥于2006年完成施工，主体结构完好，桥面沥青混凝土及附属工程有不同程度的破坏。

2 加宽设计原则
高速公路上桥梁通常为左右分幅，因此加宽时一般采取两侧加宽方案，为了使加宽后桥梁保持美观，在设置原则上要求加宽部分桥梁的跨径、结构形式和伸缩缝设置位置等要与旧桥保持一致，即以“同结构、同跨径”为原则，考虑加宽后应尽量保持原桥梁的受力独立性及施工的方便性，简支板桥梁加宽采用上、下部构造分离的加宽方式，为保证桥面的连续性，加宽时全桥桥面铺装沥青混凝土应全部铣刨。

2.1 上部连接方式
在铺装整体化混凝土时，在接缝处嵌入一根2cm厚木条，并设置钢筋网，N2钢筋紧贴木条不留保护层，顺桥向间距为15cm。

并在整体化混凝土上铺一层防水布（60g/m2的丙仑无纺布上涂两遍YW-1型聚合物面防水材料）作的U形槽。

缝两边各铺20cm，U形槽内10cm，防水布总宽50cm。

上刷一层聚氨脂涂料，铺完后在缝内填塞沥青麻絮。

正对接缝中部用轮锯将沥青混凝土桥面锯缝4.5～5cm深，缝宽3mm。

切缝完成后，在缝中灌乳化沥青两遍并嵌入薄金属片（4.5×2mm）。

上部结构联接方式见图1.
图1.上部结构横向联接图
2．2 下部连接方式
桥梁能否正常作用，不仅取决于上部结构原设计荷载标准与完好程度，作为其重要的组成部分的下部构造，墩台和基础将直接承受上部构造的荷载，并将荷载传递给地基，所以桥梁下部构造的质量好坏也直接影响其正常使用。

有的旧桥承载能力的降低和主要病害的产生正是由于下部构造的病害所引起的。

而桥梁加宽部分下部结构形式的选择，也直接影响着桥梁的使用寿命。

根据地质情况，桥梁下部形式与原结构相一致。

下部设计的重点是尽量避免新旧桥的沉降差对桥梁结构的影响。

下部结构联接方式见图2、图3.。

图2.桥台横向联接图
图3.桥墩横向联接图
2．3 结构受力特点
目前，公路桥梁所承受的负荷有3个特点：①交通量不断增大；②重型
车辆增加及超载现象严重；③超限运输的出现和增加。

按现在桥梁和运输状况，桥梁的承载能力和通过的车辆荷载是公路与运输的矛盾之一。

简支空心板桥梁是原有公路最常用的桥型之一，它建成后外形像一块薄板，具有以下优点：①建筑高度小，与其他类型的桥梁相比，可以降低桥头引道路堤高度和缩短引道长度；②外形简单，制作方便，既便于现场整体浇注，又便于进行工厂化成批生产；
③做成装配式板桥的预制构件时，重力小，架设方便。

缺点是跨境不易过大，跨境超过一定限制时，截面显著增大，从而导致自重过大，不经济。

此外，装配式板桥通过绞缝传递横向荷载，整体性差，在通过特殊重载车辆时无超载挖潜能力。

在简支板桥加宽设计中，沉降带来的桥面不平整可以通过整体铺设桥面沥青混凝土的方式调平。

使用多年的旧桥墩台，—般趋于稳定，即使继续沉降也是极为微小的，而新建桥梁沉降相对较大，因此，新旧桥梁基础和墩台将会产生沉降差异，而这种差异会在空心板连接处产生较大的剪切力，对铰接结构影响较大。

为了避免这种差异，在下部设计中基础不宜联接，并通过加强地基处理等措施减小新增结构的基础沉降。

3 施工方法
桥梁加宽改造工程的做法是先封闭一幅旧桥，做好桥下安全维护工作后，再凿除旧桥的防护栏，进行加宽部分钢筋制作安装绑扎固定，最后支模浇注混凝土。

4.结束语
随着经济的发展和汽车拥有量的提高，现有的公路已经不能满足交通出行的需要，从降低工程造价、缩短工期以及最低限度减少对现有交通影响的角度考虑，公路加宽升级改造逐渐成为公路建设领域的一项重要内容，旧桥加宽将成为公路加宽升级改造的设计重点和施工难点。

参考文献：
1.公路桥涵设计手册梁桥（第二版）刘效尧徐岳主编人民交通出版社
2. 桥梁设计与计算邵旭东程翔云李立峰主编人民交通出版社
3. 预应力技术及材料设备朱新实刘效尧人名交通出版社
4. 桥梁设计工程师手册林元培人民交通出版社桥梁设计工程师手册
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。