旧桥加宽的施工工艺

旧桥加宽的施工工艺
一、新旧桥之间的约束与影响
对老桥进行结构验算并采取加固措施。

对上部结构空心板的验算。

考虑到桥梁上部结构采用的是预应力空心板结构，其连接横向主要依靠绞缝及桥面铺装，横向刚度较小，采用“刚接板（梁）法”，计算荷载横向分配系数，在最不利布载情况下，对老桥在加宽后的空心板受力情况进行结构验算。

验算数据与老桥的设计资料对比结果表明，其承载力满足设计级的要求。

对老桥盖梁的验算。

由于在支点处，主梁的抗扭刚度趋近于无穷大，因此可以忽略其影响，采用“杠杆法”计算荷载横向分配系数，并由此计算在恒载及活载作用下各截面内力，对加宽后老桥盖梁进行承载力验算。

验算数据与老桥的设计资料对比结果表明，按容许应力法计算，老桥部分除老桥靠近加宽部分立柱顶面处负弯矩区，砼的主拉应力稍大于其容许主拉应力值。

为确保加宽后老桥结构安全，我们采取对负弯矩区盖梁顶面打毛，在其上设锚栓并粘贴钢板的方法对老桥盖梁进行加固。

加固后盖梁的正截面抗弯承载力及斜
截面抗剪承载力均满设计的要求。

对老桥桩柱的验算。

由盖梁的荷载布臵情况，计算出作用于墩柱顶及墩柱底的最大垂直力、水平力及弯矩。

对轴心受压构件及偏心受压构件验算表明，老桥墩柱及基桩配筋、桩长均满足设计荷载作用要求。

二、加宽部分的设计计算及研究
上部结构。

为保证新老桥空心板刚度的一致，使荷载在横桥向有效分配，加宽部分空心板仍按原设计施工。

因此我们对原设计空心板进行重新验算，确定其承载力满足设计荷载要求。

为防止桥面开裂，新老桥衔接部位加铺双层钢筋网，以确保桥梁结构安全。

盖梁的计算研究。

考虑到新老桥沉降可能不一致对盖梁受力会产生不利影响，制定方案时，对新老桥盖梁采用断开处理。

所以在荷载布臵时，将车辆荷载布臵至桥梁加宽部分内侧边缘，作为最不利荷载布臵。

旧桥整体加宽时，加宽部分的桥梁及空心板布臵应满足以下要求：
（一）新旧桥上部结构尽量吻合，使新加宽桥的刚度与原桥基本相同，从而保证不会因为新旧桥梁的刚度不同，在新旧桥结合部产生的挠度差过大，而产生纵向裂缝。

（二）新桥下部结构在满足受力要求的情况下，不可在原旧桥桩附近灌注新的桥桩基，尽量增大新、旧桥梁之间的桩距，防止施工过程对旧桥基础结构产生影响。

（三）新桥立面与旧桥保持基本一致，注意坡度的顺接，有利于结构受力和桥上行车。

旧桥加宽过程中，即使新、旧桥梁不进行连接，也会因为新桥的施工，对旧桥基础产生扰动等负面影响。

新、旧桥一旦整体连接，这种影响程度将会更大，连接以后，彼此间会相互约束和牵制。

（一）旧桥对新桥的约束。

新、旧桥梁整体连接时，新桥收缩、徐变刚刚开始，而旧桥收缩、徐变基本完成。

新桥混凝土发生收缩，旧桥会抑制新桥混凝土收缩量，反之，新桥混凝土收缩，旧桥将被带动收缩。

（二）新桥对旧桥的影响，由于收缩、徐变的影响，新桥会沿着水平方向的纵向和横向会产生变形，开裂。

同时，由于受到基础不均匀沉降等因素的影响，新桥也会沿垂直方向的纵向和横向产生变形。

分析新旧桥梁之间的约束时，要处理好纵、横向变形协调关系。

新、旧桥梁纵缝连接时，要避免在混凝土没有凝固，没有强度情况下，各种动荷载对其干扰，造成混凝土内部出现微裂缝，影响纵缝连接效果，连接处所用混凝土应比两侧高出一个标号且混凝土搅拌一定要均匀，振捣力度要符合设计要求。

纵缝连接过程中，最好停止交通，这时没有行车的振动，没有挠度差，等连接完以后，新、旧桥梁连接部位达到一定的结构强度，能够共同工作时，再开放交通，但高等级公路往往不能封闭交通，这种情况下，纵缝连接应该在夜间进行，减少交通量，限制车速，必要时可在混凝土中掺入适当的外加剂。

行驶的车辆尽量离纵缝连接部位远一些，从边部通行，尽量满足纵缝连接的要求。

三、施工工艺的影响
（一）新桥基础施工对旧桥基础的影响：１、流砂、流土淤泥等降低桩基础的承载力和稳定性。

２、抽地下水增加
了桥梁的基桩荷载，增加沉降量。

（二）施工机械的振动对旧桥的影响。

（三）新桥施工可能对旧桥造成损伤，包括机械的和人为的。

四、连接工艺及方法的影响
纵向接缝处理是桥梁加宽设计的重点和难点。

从国内桥梁整体加宽的实践来看，主要有三种处理方式：
（一）新旧桥墩、台帽以上结构均连接。

旧桥墩、台帽由单悬臂结构经连接后转变为连续梁或刚架结构，这需要旧桥墩、台帽具有足够的抗弯能力，新桥采用桩基础减小不均匀沉降，否则容易引起旧桥墩、台帽产生裂缝。

（二）梁板以上结构均连接。

新旧梁板的连接有两种情况：
１、连接时将旧桥外边板换成中板，需凿除旧桥墩、台帽的挡块和部分帽梁，并应在新桥侧梁板架设完成后实施超
载预压，以消除基础初期变形，之后再进行新、旧梁板的刚接；
２、主要通过现浇钢架梁实现刚接。

空心板可采取对旧桥外侧边板上种植连接件 (由钢板、种植螺栓、连接钢筋组成 )，连接钢筋与新板预埋筋进行焊接，再现浇钢架梁和桥面铺装层，完成连接工作； T形、 I字形梁则应凿除旧桥部分悬臂板，并种植横隔梁钢筋，新加宽部分 T梁结构尺寸基本同原桥。

新、旧梁间及新加宽部分横向采用湿接缝和现浇横隔梁刚性连接，以进一步提高新、旧桥整体参与受力的能力。

箱形梁往往与旧桥悬臂较长，故凿除的范围较大，对于空心板梁分如下两种形式：
(1)不带小悬臂的空心板之间的连接：这种空心板新旧结构高度相等，构造相同，间距只用 2cm，其连接方式是借鉴于现行空心板梁所通常采用的铰缝连接的方式，即：通过在新旧梁体相邻处开凿铰缝、植筋再将新旧空心板梁铰接，连续处重做桥面，从而达到新旧结构变形协调。

(2)带小悬臂的空心板与不带小悬臂的空心板之间的连接：这种空心板梁的特点是新旧梁体高度不相等，旧桥梁体较高，新桥边梁有一外伸小翼缘。

由于小翼缘外伸长度较小，相对刚度较大，如果直接通过它与旧桥梁体相连，翼缘受力将不能满足运营
要求。

因而此类结构的连接方式是：打掉新桥的小翼缘，在新旧梁体之间增设横梁，重做连接处的桥面板。

为加强结构的横向连接，在每个横梁处粘贴了钢板，钢板的局部构造考虑了新旧梁体高度差异的影响。

对于简支 T梁及板梁，新旧结构连接原理及受力均较简单，受力较为明显，连接后原新旧结构相邻处边梁均变成中梁，计算结果表明横向分布系数有所减少，对结构纵向整体受力有利。

连接效果试验评定结果也证明这些连接方式是可行的。

(3)仅通过桥面铺装层实现连接。

先凿除旧桥面的铺装混凝土，适当增加桥面铺装含筋率、采用钢纤维混凝土 (厚度不小于 12cm)的方法实现连接，新旧梁板间留 1cm的间隙，在旧桥面和新桥面现浇铺装层，这种方法在二级以下公路加宽改造中运用较广泛。

五、整体环境改变对旧桥的影响
跨河桥墩是阻水构筑物，在冲积河流上，它会产生局部河床冲刷问题。

桥墩局部冲刷深度计算的可靠性，将直接影响桥梁基础埋深是否安全与合理。

一般地，产生桥墩局部冲
刷的主要因素概括为三个：水流、河床特性和桥墩。

水流通过桥梁时，单宽流量增加，桥梁处的水流挟沙力增加。

因泥沙在桥上游落淤，破坏了原有的熟沙平衡。

来沙量小于水流挟沙力，不足的泥沙将逐渐自河床得到补充，使河床冲刷。

桥下的沙滩均在变化，有的淤高、延长；有的冲刷降低。

由此说明桥梁对水流的影响，表现为多样性、复杂性。

上游两岸的冲刷崩塌，使挟带泥沙的水流受桥梁及沙滩的阻力，产生壅水，流沙基本淤在桥上、下游沙滩上。

浅滩越积越大，阻水也越来越严重，影响通航及洪水下泄。

整体环境的改变还会影响桥梁结构的稳定性。

六、结束语
由于旧桥整体加宽的特殊性，以及旧桥所处地区的工程地质、水文地质等建设条件的影响，旧桥整体加宽必须结合原公路桥梁的设计标准、日常使用状况，认真研究各种影响因素，并借鉴国内外旧桥加宽的成功经验，做好加宽方案的比选。

其中，应考虑下列因素：
（一）主动、积极地收集国内外公路改造的成功经验，在旧桥整体加宽的过程中给予消化和升华。

（二）结合旧桥整体加宽项目的建设条件，合理选择技术方案，确保设计方案的可实施性。

尽量避免对管线、房屋、厂房、工业园区的干扰，为工程的顺利开展创造有利条件，保证工程能按时、保质地通车。

（三）遵循“以人为本，安全适应、协调发展”的设计原则，安全问题要始终贯穿在旧桥整体加宽方案中，采取有效措施，保证桥梁的施工安全、车辆的运行安全、附属设施的使用安全和居民的生产、生活安全。

设计方案要重点考虑与周边自然环境的协调统一，考虑交通量的发展、沿线经济的发展需要，使设计方案能在保证服务水平的基础上，满足可持续发展的要求。

（四）旧桥整体加宽要合理采用新技术、新材料、新工艺，加强科学研究，积极采用新结构，在充分利用现有工程，节约工程造价的基础上，达到节约用地，满足功能的目的。