高速公路桥梁加宽拼接技术优化浅析

高速公路桥梁加宽拼接技术优化浅析
本文对国内桥梁加宽常用方式及其应用进行了总结，并对一工程实例进行了分析。

目前我国的高速公路桥梁在加宽方案、拼接技术等方面有了一定的研究成果，但仍需进一步研究。

在具体的施工过程中，应结合实际情况和要求，制定出切实可行的施工方案，这样才能达到预期的效果。

标签：高速公路；桥梁；加宽拼接；技术优化；设计
一、桥梁加宽
桥梁加宽过程中会出现一系列的问题，主要问题是如何选择合理的加宽方案以及新旧桥连接接缝构造，并通过仔细的计算分析和相应的工程措施保证新旧桥拼宽连接成功，并保证其长期正常地使用。

桥梁的拼接模式一般采用单侧或两侧加宽：同结构、同类型、同跨径，上部构造连接、下部构造不连的方法予以拼接。

1.1桥梁加宽的原则
在对旧桥进行加宽的过程中，会出现一系列的问题，因此要遵循一定的原则：
（1）合理组织交通，尽量降低施工对原交通的影响，并确保既有旧桥能够满足现行规范承载能力和正常使用要求；
（2）勘查桥梁周围环境因素和地质条件，结合现行研究成果和工程实践，确定合理的、可靠的加宽方案；
（3）确定合理的结构形式，为了避免运营期间新旧桥变形不一致而引起新旧桥间纵向裂缝，新旧桥上部结构形式应尽量一致。

下部结构及基础形式的选择应考虑施工过程对旧桥的影响，避免对旧桥造成不良影响；
（4）严格按规定进行施工以及加宽后的日常养护工作。

1.2新旧桥梁加宽连接方式
加宽桥梁结构形式选择的关键是新旧桥梁上、下部结构的连接，连接形式直接关系到桥梁结构的安全性和可靠性，并影响施工的难度和后期的维护费用。

目前工程实践中，主要有三种连接形式。

（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。

（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。

缺点：新旧桥上部结构混凝土梁的形变不一致，新桥的基础沉降大于旧桥的基础沉降，容易在下部结构的盖梁、系梁、墩台连接处产生裂缝；而且下部结构采用植筋技术成本高，施工繁琐。

并且还要考虑在不封闭交通的情况下，如何保证新旧桥间混凝土接缝的浇筑质量。

（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。

二、高速公路桥梁加宽技术现状
加宽桥梁新、旧结构之间的连接方式是桥梁加宽成败的主要因素，借鉴国内已成功的高速公路桥梁加宽连接方式，有三种方式可供选择。

（一）上下均不连的拼宽模式
新、旧桥梁上部构造之间与下部构造之间均不连接。

上下部构造之间不连接，仅在新、旧桥之间留工作縫，然后桥面沥青混凝土铺装层连续摊铺。

这种连接方式令新、旧桥各自受力明确、互不影响、简化了施工程序，回避了连接的技术问题。

（二）上下均连接的拼宽模式
新、旧桥梁上部构造之间与下部构造之间均连接。

新、旧桥上部之间的对应位置通过横向植筋、浇筑湿接缝连接起来：下部对应的墩台帽、系梁等也通过植筋连接，然后浇筑混凝土形成整体。

这种连接方式令新、旧桥形成整体，减小了在荷载作用下二者连接处产生的变形。

（三）上部连接下部不连接的拼宽模式
新、旧桥梁上部构造之间连接，下部构造之间不连接，结合上述两个连接方式的优缺点，可以综合起来采用新、旧桥上部连接、下部不连接的方式进行连接。

这种方式即将新旧桥梁基础分离，上部梁板结构均连接。

切割旧桥边梁挑臂混凝土，保留原钢筋或种植钢筋与新建桥进行铰接或刚接。

浇注湿接缝并铺设桥面铺装钢筋连续并加密，形成上部连续的桥面结构。

三、高速公路桥梁加宽拼接技术优化
（一）桥梁加宽拼接的计算。

由于旧桥已建成多年，基础沉降已基本完成，而新加宽部分会随着时间的推移，不断发生沉降，直接影响到新旧桥连接部分的结构受力，拼接处可能会出现裂缝给上部结构带来不利影响。

计算的目的就是为了分析新旧桥的不均匀沉降对新旧梁拼接处的影响。

计算主要考虑的是不均匀沉降对新旧粱拼接处的影响，即主要考虑横向受力。

因为纵向预应力筋对横向的应力影响不大，所以暂时不考虑纵向预应力的影响。

旧桥加宽后，新加宽部分发生的沉降将直接影响新旧桥连接部分的结构受力。

主要有以下几个特点：a、新拓宽部分不断发生沉降使各跨中新旧接缝处横向应力显著增大。

b、在靠近支座处，由于新拓宽部分沉降的作用，使新旧接缝处横向应力发生变号，原来板顶面受压的部分转为受拉，而原来板底面受拉的部分转为受压。

c、相对来说，支座处受沉降的影响较大。

d、沉降的影响还和各截面的竖向挠度有关，竖向挠度大的地方沉降对新旧接缝处横向应力影响较小；反之，影响较大。

e、由于建模过程的影响，在桥台位置处、各横隔板设置处有应力集中的现象，分析沉降对新旧接缝处横向应力的影响时，在这些位置需要特殊考虑。

（二）把基础的相对沉降量控制在某一范围内是关系拼接质量的重要技术。

加宽拼接桥梁需要大量植筋，植筋数量的多少和质量的好坏直接关系到桥梁的拼接质量，因此需要特别重视这方面的研究，尽量采用新技术、新工艺和新材料。

例如在新旧桥上部构造连接处的湿接缝可采用UEA收缩补偿混凝土浇筑。

这种混凝土在钢筋和邻位限制下可以在结构中建立0.2―0.7MPa的预压应力，可防止或大大减轻混凝土硬化过程中产生的收缩裂缝，达到抗裂防渗的结构自防水目的。

设计和施工需注意的事项主要有：
1.为减小新旧桥之间的相对沉降量、混凝土的收缩徐变影响以及预应力梁的上拱影响，加宽新建桥应采用预压的方法以及暂不浇筑新旧桥连接处混凝土，等3个月后再浇筑的方法实施。

2.增加桩长，增大桩径，严控桩底沉淀层厚度，改扩大基础为桩基础或在扩大基础下采用小型群桩（粉喷桩、灰土桩、碎石挤密桩等）的方法也应在设计和施工中得到充分虑，以减少新旧桥之间的相对沉降量。

3.需要对旧桥结构进行切割和凿除，但不能破坏原结构，不能降低原结构的承载能力。

禁止采用风镐、凿岩机等大型设备，而应尽量采用切割方法及人工小锤凿除方式。

四、结语
随着交通量的不断增加，很多早期建成通车的高速公路已不能满足现今所需的交通运营能力要求，公路服务水平明显降低，许多高速公路都面臨着改建、扩建、提升道路等级的问题。

桥梁构造物的加宽，如何保证加宽后结构的良好运营性能是改扩建工程中的难点和重点，因此，本文介绍了桥梁改扩建的设计原则以及现行的高速公路桥梁加宽技术，在此基础上，探讨桥梁加宽的拼接技术的优化。

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