桥梁施工中桥梁拼接方式分析

桥梁施工中桥梁拼接方式分析
摘要：桥梁拼接方法分析在研究桥梁拓宽方案时需要考虑的问题较多，如需要考虑原桥的技术状况、沿线的地质条件、合理的横向连接方式、新旧桥梁结构的变形协调、新旧结构的合理拼接时间以及在不中断原桥交通的条件下合理的新桥施工方法。

就具体方法来看，目前主要有上部结构与下部结构均不连接、上部结构与下部结构均连接、和上部结构相互连接、下部结构不连接。

关键词：桥梁拼接分析
引言：在实施桥梁拓宽改造工程时，制定改造方案，需要考虑诸多因素，如，新旧桥梁结构的变形是否一致协调、在不阻断交通的情况下，新桥的施工方法是否合理、旧桥构建时所采用的技术水平和周边的地质情况，以及横向连接方式是否合理等。

从具体的实施方法来分析，当前主要有新桥旧桥上部与下部结构均分离、新桥旧桥上部与下部结构均连接、新桥旧桥上部结构互相连接，下部结构互分离这三种连接方案。

1上部与下部结构均分离
上部与下部结构均分离采用加宽桥与原桥上部构造横向相互连接而下部构造不连接。

下部结构不连接，加宽桥与原桥的下部结构内力相互不产生影响；虽然上部结构连接后，由于新老桥材料特性（混凝土的收缩、徐变等）的差异和基础的不均匀沉降等原因产生的附加内力使得连接部位内力增大，但可以通过增加桩长、预压新建结构、延迟接缝浇筑时间、增大连接部位配筋等改善构造来解决。

确保了行车的舒适性和桥面美观。

该拼接方式已在国内多个扩建工程中采用，使用情况较好，如海南东线高速公路、浦珠路、沪宁高速公路等已通车多年，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”的扩建方式得到国内专家、同行的肯定。

2上部与下部结构均连接
上部结构与下部结构均连接为使拓宽桥与原桥形成完整的整体，减小各种荷载(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产生过大的变形，减小上、下结构某些部位的内力，将拓宽桥梁的上部结构与原桥对应部位横向通过植筋、浇注湿接缝等方式连接起来，原桥下部结构的桥墩、桥台帽梁及系梁也通过植筋技术将钢筋和拓宽部分新桥相应部位钢筋连接，然后浇筑混凝土，将新老桥梁连为一体。

沈大高速公路扩建工程中桥梁横向拓宽即采用了上述上、下结构均连接的拼接形式。

该方案优点是将拓宽桥、原桥之间联系成整体，拼接后桥梁整体性较好。

同时，也存在如下不足：拓宽桥基础沉降大于旧桥，由此产生的附加内力较大，可能会使下部结构帽梁、系梁、桥台连接处产生裂缝；上部结构连接处也可能产生裂缝，导致使用功能下降，维修困难，外观不雅。

若拓宽桥基础持力层位于坚硬基岩上，基础沉降值较小，新旧桥之间不会产生过大沉降差，该方案的不利影响不显著，可较好的发挥其优势。

将加宽桥梁的上部构造与原桥的对应部位横桥向通过植筋、浇筑湿接缝方式连接起来，原桥下部构造
的桥墩、桥台盖梁及系梁也通过植筋等技术措施将钢筋和加宽新桥相应部位钢筋连接，然后浇注混凝土，使新老桥梁连成整体。

此方案使加宽桥与原桥形成完整的一体，减小各种荷载（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，减小上、下部结构的附加内力。

主要缺点为新老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，易造成下部构造的盖梁、系梁、墩台连接处产生裂缝；同时上部构造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。

此外，下部构造采用植筋连接技术，工程成本较高。

3上部结构互相连接
下部结构不连接，拓宽桥与原桥的上部结构内力相互不产生影响，上部结构连接对下部结构产生的内力影响很小。

但是上部结构连接后由于新老桥梁材料特性的差异将产生附加内力，由基础沉降等原因产生的附加内力也使连接部位内力增大。

以往工程中，常采用如下措施解决上述问题：为减小拓宽桥基础沉降量，拓宽桥梁尽可能采用桩基，并通过加强地基处理、增加桩长或桩径等措施尽可能减小基础沉降；原桥采用扩大基础时要注意新老基础间的协调性，必要时对原有基础进行加固；针对上部结构自身产生的较大附加内力，可通过连接部位增大配筋并改善连接结构形式来解决。

上部结构相互连接、下部结构不连接方式已在多个扩建工程中采用。

如果新桥采用不同的结构形式、跨度或与旧桥在结构形式上有较大偏差，则在使用阶段两桥由于变形不同会在拼接部位产生过大的剪切力。

因此，新桥与老桥在结构形式上应尽量保持一致。

在新桥建成之后，新、旧桥的翼缘板采用刚接的方式连接起来。

由于旧桥混凝土的收缩徐变已基本完成，新、旧桥之间存在收缩徐变不同步的问题，新桥混凝土的收缩徐变必然会对旧桥产生影响。

基本趋势是新桥对旧桥产生一个轴向压的作用，旧桥相应地对新桥产生一个轴向拉的作用，距离拼接端越近的腹板受影响越大。

一般地平面杆系程序都是对全梁进行分析，不能反映单侧腹板的受力、变形情况。

由于拼接而导致桥梁复杂的空间受力状态使原有的平面杆系计算程序无法满足计算的需要，为此我们需要采用更强大的空间杆系程序和梁格法对桥梁进行详细的受力分析，并用分析结果来修正我们的设计。

为此，在材料的选择上，我们可以采用低收缩徐变混凝土，或是提前预制新桥梁段以加大混凝土的凝期，然后采取悬拼的施工方案以减小成桥后混凝土的收缩徐变。

在纵向预应力的设置方面，我们可以采取后期补充体外束的方式来改善拼接端腹板的受力。

在构件的设置方面，我们可以通过加大拼接端翼缘板的柔度来减小轴力传递的程度，当然这是以不影响其本身的使用性能为前提。

4拼接原则
1）横向组合后的桥梁应满足整体使用要求。

2）组合桥梁的各组合部分应采用同一荷载等级。

新建结构连接原有结构的桥梁应对原有结构部分进行验算，应与新建结构满足相同的荷载标准。

3）桥梁各横向组合部分宜采用相同的结构形式和跨径。

为最大限度地发挥结构抗力，应尽量加强横向联系。

4）当横向各组合部分为不同的结构形式或跨径时，存在横向刚度差，为避免应力集中，应采用铰接或不连接等弱连接形式，弱化横向联系，同时加强纵向刚度，以确保结构的受力安全。

5）宽拼接桥（拼接部分＞5m）的拼接方式：拼接部分基本为独立受力模式，原则上采用上部构造弱连接，下部构造不连接方式。

窄拼接桥（拼接部分≤3m）的拼接方式：拼接部分难以独立受力或独立受力性能不佳，需要与原结构共同受力，原则上采用上部构造强连接、下部构造连接方式。

介于二者之间的情况可根据具体情况采用合适的拼接方式。

6）拼接桥梁应注意桥路配合，当桥梁位于平曲线上时，左右加宽桥须按相应曲率布置。

位于纵坡处，加宽桥应与原桥纵坡拟合一致。

7）拼接桥的基础形式考虑到减小对老桥基础的影响，原则上采用桩基础；当地基条件较好时，也可采用与原桥相同的基础形式，但应注意考虑减小结构沉降的措施。

8）当拼接桥新老结构均为摩擦桩时，拼宽部分新桥桩长应比原有老桥桩长长。

参考文献
[1]于少春，丁涛桥.梁拼接方式的工程分析方法[J].辽宁工程技术大学学报.2010（1）.
[2]李诗君.桥梁施工中桥梁拼接方式分析[J].城市建设理论研究.2011（16）.
[3]鞠金荧.沪宁高速公路(江苏段)扩建工程桥梁拼接设计构思[J].中外公路.2006（6）.
[4]黄沛聪.不中断交通情况下的高速公路空心板拼接质量控制[J].公路.2011（12）.。