高速公路改扩建工程桥涵拼接技术

5.5拼接构造和施工工艺
1）拼接构造 应与扩建方案协调； 应根据原有构造的特点选择方案； 应与新老结构连接特点拟定方案； 应考虑原有结构的改造方案； 应与计算分析假定基本吻合； 方案的选择注重可靠性与耐久性； 2）施工工艺 施工的可行性； 合理选择材料； 工艺的合理性；
5.2
拼接技术研究的重点
高速公路所采用的桥梁类型多以梁式桥为主，因此研 究的主要对象为梁式桥。 1）拼接方案； 2）计算分析方法； 3）拼接构造和施工工艺； 4）基础沉降和收缩徐变控制方法；
5）预应力混凝土梁桥错孔布臵。
5.3 桥梁上、下部结构拼接方案研究
1）上、下部结构不连接 原有与新建的上、下部结构采取不连接方式，两者在 横桥向紧贴在一起，或者留有较小的缝隙。
特点：原结构与新建结构各自独立，受力互不影响，简 单明确。 问题: 一般情况下，新建结构的基础会出现沉降，在活 载作用下拼缝处出现挠度差,形成“错台”，对 行车 安全和平顺不利。原边梁受力增大，加固困难； 接缝处的构造和伸缩缝处理困难。
上、下部结构不连接的方案与实例
在新旧桥梁的构造缝区域沿桥纵向设臵桥 面铺装的“BRITFLEX ‘NJ’ EXPANSION JONTS NJ4”，实际为填充型弹性伸缩缝
' '
桥面铺装
树脂混合物
树脂混合物
新旧桥T梁分离的构造措施：
新旧T梁翼缘设缝构造但进行了横隔板连接。（在旧T梁对 应中隔板位臵用环氧树脂固定一块950mm×600mm钢板于外侧 边梁的梁肋上，并用直径12mm的膨胀螺栓固定与加强，然后 用角钢将新梁横隔板与旧T梁肋板连接）。
膨胀螺栓
现桥外侧
梁 ×90×14 焊缝 ＝14
两侧新建；单侧新建；局部分离
4）原路两侧（或单侧）直接拼宽---指新建路基、 构造物与原有路基、构造物横向直接拼接成整体。可分为 单侧拼宽、双侧拼宽和组合拼宽三种类型。与原路有关联。 主要优点是整体性好，节约土地，与互通、服务区衔 接顺畅。造价相对较低。以两侧拼宽效果更优。特殊情况 下，可以选择局部分离新建方案。 不利因素：技术难度较高。 因此，以原路两侧直接拼宽为主，兼顾局部分离的扩 建方式将是高速公路扩建的主要方式。
670
321
不连接的实桥构造措施：在施工过程中桥面铺装没法施
工，最终桥面铺装无法连续形成整体。

某高速公路扩建通车3年后，通过对新旧箱梁的检测， 发现新旧箱梁翼板预留纵向缝处的沥青混凝土桥面铺装均 出现纵向裂缝，新旧箱梁悬臂板之间存在明显的挠度差， 在裂缝附近有啃边现象，造成裂缝宽度增加，影响行车安 全和路面美观。 由于种种原因，有高速公路扩建时先不拼接，运营一 段时间后再拼接的例子。
旧桥

白俄罗斯道路科学研究院提出的加宽图式 a）板桥 b）装配式T梁 c）现浇T梁

新加桥梁构件
桥台加宽部分
现浇混凝土
切除翼板的旧梁

新梁
现浇混凝土
切除翼板的旧梁

新梁

位于320国道上的灵溪大桥所采用的拓宽方法即为拓宽悬 臂梁的方法
25 150 150 25 现浇桥面板 人行道
高速公路改扩建工程桥涵拼接技术 研究与应用
中交第二公路勘察设计研究院有限公司 鞠金荧 2010年1月
讨论与交流的内容：
1、国内已建高速公路扩建桥梁拼接研究概况 2、高速公路扩建形式 3、桥梁拼接扩建的形式与难点 4、桥梁拼宽技术方案选择 5、桥梁拼接技术研究与对策 6、桥梁拼宽研究应用于工程的实际效果 7、桥梁拼接技术反思与有待深入研究的问题
两侧拼接
2.3
原路两侧拼宽的工程难点：
高速公路扩建主要原因是不能满足日益增长的交通量 的需要，通常在扩建期间不能中断交通，要保证一定交通 量的通行需要。不同区域的高速公路扩建会有不同建设条 件、不同特点，但普遍存在： 1）勘察、设计的难度大； 2）原路技术状况评价以及利用难度大； 3）拼接技术难题多； 4）施工期间，施工与交通运营的矛盾多；
2、高速公路扩建方式
2.1 高速公路扩建方式
另辟走廊带新建 两（单）侧新建 原路上高架 原路两（单）侧直 接拼宽
新建方式

高速公路扩建方式 拼接加宽方式

新建与拼接加宽两方式也可进行多种组合
2.2
不同的扩建方式的主要特点
1）另辟走廊带新建---属于新建一条高速公路，与原路 关联度不大； 2）两侧或单侧新建---指在原路两侧或一侧相邻处新与 原路分离，但与原路有关联； 不利因素：与原服务区、互通的连接处理困难；运营 控制系统复杂。2级路改造扩建另增修一 幅为高速公路者处理较容易； 3）原路上高架---指在原路的建设用地的范围内做成高 架桥，或横向少量征用土地，形成立 体交通，与原路有关联。 不利因素：与原服务区、互通的连接处理困难；与 原路相交桥涵设施需重建；施工期间保 证原路运营的难度大，运营系统复杂；
3、桥梁拼接扩建的形式与难点
3.1 两侧桥梁直接拼宽的扩建形式
桥梁拼接加宽---指新建结构与原有结构进行构造连 接、形成整体，以达到共同受力的目的。 从构造连接角度分为三种情形： 1）上、下部结构均连接在一起； 2）上部结构连接、下部结构不连接； 3）下部构造连接、上部结构不连接。
3.2
桥梁拼宽的主要工程特点
3）上部结构连接、下部结构不连接
原有与新建的上部结构采取连接，下部结构不连接， 两者上部在横桥向通过混凝土浇筑连成整体，下部结构分 离。
特点：原结构与新建结构的上部结构共同受力，下部 结构分别受力。对行车的平顺和安全有利。
问题：需解决新建结构的基础沉降所引起的附加内力 控制在一定的范围；预应力结构要解决新建结构的收缩徐 变对两者的影响。 拼接处的构造较复杂，但下部结构不连接大大减小 拼接难度。适用于扩建期间需要运营的情况。 已建成的上连、下不连方式典型有沪宁、合宁等高 速公路扩建，取得了很好的效果。
5.4 桥梁拼接计算分析
1）计算分析的边界条件 与结构自身特点有关； 与拼接方案有关； 与拼接构造有关； 2）计算分析的内容 原结构自身验算； 拼接成整体的验算（纵、横）； 拼接部位的局部验算； 基础沉降控制验算；
3）计算分析的手段 不宜简单采用平面杆系计算； 多种程序选择，进行分析； 4）特殊计算 新建预应力混凝土结构收缩徐变对原有结构的影响； 新建结构基础沉降对原有结构所产生的附加内力的影响； 错孔布臵的桥梁，尤其是三向预应力混凝土箱型梁桥。
1、国内已建高速公路扩建桥梁拼接研究概况
1.1 高速公路改扩建出现的桥梁拼接难题
1）桥梁拼接面临的技术问题与新建桥梁完全不同 2）国内外鲜见成熟的成套技术 3）没有配套的标准、规范、指南 4）拼接技术不能简单按照经验解决问题
1.2
以项目带动技术研究
1）针对性强 2）解决具体问题
区域性 3）具有局限性--- 分散性 研究的深度有待提高 研究的成果有待整合
1）进行动态设计，即全过程设计，施工中调整设计； 2）对原桥进行事先评定，设计分析过程中再评价； 3）新、旧结构的拟合技术复杂，技术难点多； 4）不同的拼接方案，设计方法、材料选择、施工方法和 工艺不同； 5）施工中不能中断交通时，交通组织难度大； 6）对较难解决的技术问题，宜进行专项研究。
3.3
4、桥梁拼宽技术方案选择
4.1 设计原则制定
1）根据扩建目标确定设计原则； 2）根据总体方案确定设计原则； 3）根据原有桥梁的检测评定结论确定设计原则； 4）根据现场条件确定设计原则； 5）根据初步计算分析确定设计原则； 6）根据具体技术方案、拼接特点、施工工艺、交通组 织、工期要求确定设计原则。
拼宽桥梁的工程难点
1）测量确定原有结构尺寸、特征点坐标、高程的方法； 2）设计拟合方法； 3）原有桥梁的检测评定标准与方法； 4）“JTJ001-97”标准与”JTG B01-2003”标准的相互适应； 5）拼接方案和形式； 6）新建结构的收缩徐变和基础沉降控制方法与综合措 施；拼接时机选择； 7）拼接构造、施工工艺与材料选择； 8）错孔桥梁的拼接形式、构造与分析方法； 9）施工控制和交通组织；

2）上、下部结构均连接 原有与新建的上、下部结构采取连接方式，一般情况 下，通过混凝土浇筑将两者在横桥向连成整体。 特点：原有结构与新建结构是一个整体、共同受力。 对行车的安全和平顺有利。 问题：需解决新建结构的基础沉降导致对原结构的附 加内力作用问题；预应力结构要解决新建结构的收缩徐变 对两者的影响；接缝处的构造处理复杂，特别是帽梁连接 构造、施工难度大； 扩建期间原路需要运营时，采取此 方式难度很大。 上、下部结构采取连接方式典型有沈大高速公路扩 建，沿线地质较好，可以封闭施工，便于结构的改造和拼 接。桥梁采取上、下部结构均连接的方式，取得了很好的 效果。
5）沪宁高速公路：依托沪宁路扩建，以桥梁拼接成套技术的形 式进行研究。研究的内容大致如下： （1）拼接形式与方案选择 （2）预应力混凝土梁式桥（板、T梁、连续箱梁）结构分析 （3）错孔布臵的箱梁桥 （4）基础沉降机理与对策 （5) 梁体拼接构造、施工工艺和技术 （6）斜梁（板）桥拼接后的动力性能 （7）桥梁现状调查与拆除桥梁解剖调查 课题以外，设计还进行了原有桥梁测量方法和拼接设计 拟合方法研究。 沪宁路扩建桥梁拼接研究的成果与设计、施工进行了较 好的结合，编制了“桥涵施工指导意见”。
桥梁扩建拼宽与新建不同在于有许多不确定因素和新 的技术问题，缺乏成熟的经验。技术难题不能采取一般的 或新建的技术手段解决。对技术难题进行研究是必要的。
每一条路有各自的特点，原有路况、桥梁现状、扩建 目标、建设条件、地质条件等可能各不相同，桥梁的拼接 技术研究应该根据其特点针对性的研究，必要时应该立项 单独研究，以指导设计与施工。
扩建桥1＃梁
×27
950×600×14
×25
新旧箱桥分离的构造措施：
新箱梁与原箱梁在结构上分离，悬臂端设2cm缝，彼此分开
2025
681.5(新桥) 25 150 50 75
பைடு நூலகம்
2（分隔缝） 4×375
1260(旧桥) 75 81.5 68.5
路 线 中 心 线
175.75
330
175.75 2
269
沈大高速公路桥梁上、下部结构均连接方案
1) 采取两侧直接拼宽的方式扩建； 2）桥梁采取上部结构、下部结构均连接方式； 3）采取全路封闭后进行施工方式； 4）下部结构从基础到盖梁原则上均连接；系梁与承台采取 植筋方式；盖梁采取凿除原混凝土、暴露钢筋，新盖梁 钢筋与之焊接，浇筑混凝土； 5）上构设计原则：钢筋混凝土结构与钢筋混凝土结构拼宽； 原预应力构件与新建B类预应力构件拼宽； 6）上构拼宽：先将原边梁拆下，外移至新建的边梁处作为边 梁，新建中梁与原中梁拼接（与新建梁与梁之间施工同）。
1.3
已建典型高速公路扩建桥梁拼接研究成果调查
1）广佛高速公路：对拼接的计算分析，特别是横桥向的分 析、拼接构造展开了研究；其中考虑了原桥改造、基础沉 降问题；并采用新材料、新工艺。 2）沈大高速公路：针对全封闭施工，重点研究了拼接形式 与现场条件适应性，上、下部构造均连接；研究了老桥改 造与利用；拼接构造；考虑基础沉降问题；特别是研究了 拱桥的拼接（饽饽山上承式无铰肋拱桥）。 3）佛开高速公路：在广佛高速公路研究、建设经验的基础 上，进一步深入研究，特别是进行了“桥梁设计荷载技术 标准、新旧桥梁纵缝拼接专题研究”、“低收缩徐变混凝 土配制技术研究”。 4）沪杭甬高速公路、合宁高速公路等也相应的进行有关桥 梁拼接的研究。
3）国内外桥梁（扩建与改造）连接、拼接构造的研究情况 前苏联上部结构拼接图式（cm）
新梁
227
现浇混凝土
原桥上的边梁
470
安装时的 连接杆
210
支座
300
新旧箱梁之间采用刚性连接。
除新旧箱梁的悬臂板直接拼接外，在新旧箱梁之间增设 相应横隔板，连接顺畅。施工难度大。受力分析难度大。
预应力束
新桥
4.2
技术方案的拟定
1）测量方法、资料调查； 2）原结构的检测评价； 3）原有结构与新建结构的连接方式的技术比较； 4）连接构造与原有结构的改造； 5）计算分析方法拟定； 6）控制基础沉降和结构收缩徐变； 7）关键难题、立项研究施工，解决困难。
5、桥梁拼宽技术研究与对策
5.1 拼接技术研究的必要性