市政桥梁拼宽及加固设计要点分析

市政桥梁拼宽及加固设计要点分析

齐俊旭

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摘要：近年来，我国社会不断发展与进步。随着交通流量的增加，桥梁承受的交通运输压力越来越大。公路桥梁拼宽可以增加车道数，提高道路通行能力，增加车辆间距，减少车辆摩擦和碰撞风险，有效缓解交通拥堵状况。同时，拼宽桥梁可以为行人和非机动车提供更大的通行空间，提高交通安全水平。但是，桥梁拼宽施工十分考验施工技术，需要在施工之前设计合理的方案。

关键词：市政工程；桥梁拼宽；加固设计；要点分析

引言

旧桥拼宽改造过程中，要最大限度利用旧桥的结构，减少资源的浪费。因此，在桥梁拼宽施工前要对桥梁的结构受力进行计算，合理设计桥梁的拼宽形式；在桥梁拼宽施工过程中，先切割旧桥的护栏及翼板并对旧桥植筋，随后架设T梁。操作中要采取有效的技术措施，在保证质量的前提下，避免安全事故的发生，使拼宽施工按质高质量完成。

1桥梁拼宽方案

1.1桥梁拼宽原则

桥梁拼宽设计，涉及新建桥梁的桥型方案、旧桥的评估利用、拼宽桥梁与旧桥的衔接方式，应根据具体项目的特点，选用合适的拼宽方案。桥梁拼宽设计的重点是处理好既有结构的利用以及新结构和既有结构之间的关系，处理的方式会影响拼宽结构的设计方案。桥梁拼宽设计应收集既有桥梁的设计文件、地勘资料、交竣工资料、检测报告等资料，并对既有桥梁详细进行测量，根据项目特点对桥梁的拼宽方案进行针对性研究，兼顾拼宽部分和既有结构形式协调性、相互之间受力影响等因素。桥梁拼宽设计应对既有桥梁技术状况评价等级进行评估，达到相关规范可利用等级的方可利用，未达到等级要求的经维修加固后满足受力需求方可以利用。桥梁拼宽设计，应对拼宽桥梁与既有桥梁进行整体计算分析，并且要考虑基础沉降、结构位移、材料收缩徐变不一致等情况。利用桥梁的极限承载能力和正。拼宽桥梁设计应严格控制拼宽结构的沉降量，采取措施减少沉降量，减少新建基础对既有基础的影响，保证新旧基础之间的距离满足规范要求。拼宽桥梁设计宜选用与既有桥梁相同的结构形式，保证桥梁墩台及梁缝相对应，使新旧桥梁变形尽可能协调一致，外部造型美观统一。

1.2桥梁拼宽横向布置

桥梁拼宽横向布置有同一侧拼宽和两侧分别拼宽两种形式。这两种拼宽横向布置各有优缺点和适用情况。双侧拼宽对原有桥面横坡的适应性更好，不需调整既有桥梁桥面横坡。在高等级改扩建工程中，采用双侧拼宽可以尽可能地保留中央分隔带内的排水设施、电力通信管道等结构。同时，双侧拼宽对互通式立交改扩建影响较小，部分结构可保留利用，立交方案的调整范围较小。当受拆迁或用地条件限制时，也可采用单侧拼宽的方式对桥梁进行拼宽。单侧拼宽对于原桥面为单向坡的情况较为适用，当原桥面横坡为双面坡时，则需对原桥面横坡进行调整。

2桥梁连接方案设计

（1）上下均不连接

采用桥梁上部、下部结构均不连接的方案，优点是无需全面封闭交通，有利于缓解当地的交通压力，且该方法施工成本较低，施工工艺简单，能保证施工质量。缺点是桥梁拼接完成后整体性能较差，新旧桥梁会存在施工缝，在实际运营过程中，容易出现新旧桥梁错台的问题，这会极大地增加工程后期的维修成本，因此目前该方法多用于小跨径的柔性桥梁拼接设计施工中。

（2）上下均连接

采用桥梁上部、下部结构均连接的方案，优点是桥梁的整体性能强，上部和下部结构会有效地形成整体，从而避免出现桥梁变形问题，能极大提升桥梁的行车体验。缺点是桥梁的施工成本较高、施工工艺复杂，且拼接完成后的桥梁内部附加的应力较大，在使用中容易导致桥面出现裂缝问题，最终降低桥梁的安全性能，因此该方法多用于地面基础好的桥梁结构中。

（3）上连下不连

采用桥梁上部结构连接，下部结构不连接的方案，优点是桥梁的整体性能较好，能有效改善桥梁的结构性能，且该方法施工效率高，适用性强，可适用于大部分的桥梁拼接结构中。缺点是只有上部结构相连接的桥梁，会增加桥梁下部结构的承载力，而且该施工方法对人员专业素质要求较高，相比于均不连接的方案成本较高。

（4）连接方案设计

结合工程的实际情况，以及各桥梁连接方案的优缺点分析，选择合适方案。桥梁拼接形式的设计要充分结合桥梁结构的受力情况，合理设计桥梁配筋情况及宽度，当桥梁下部结构采用桩基础时，其新旧结构的误差宜控制在0.5cm以内。

3扩建桥采用双T梁方案

（1）双T梁方案设计时，需重点考虑以下方面：①梁板结构刚度与既有桥梁接近；②考虑梁板更换及下穿道路净空，梁高不宜过高；③考虑施工质量，湿接缝宽度建议按40～60cm左右控制；④由于双T梁肋板间距布置与既有桥梁宽度、拼宽桥梁宽度相关。

（2）为了了解不同拼宽结构对老桥的影响，分别针对原有结构、空心板拼接以及1.5m间距双T梁拼接共4种布置，根据杠杆原理计算各情况下跨中汽车荷载分布系数，以原有结构为16m空心板为例，对比分析不同拼接结构形式对原有结构汽车横向分布的影响。

通过分析可以总结以下几点：①对既有桥梁进行拼宽会降低原有结构汽车荷载横向分布系数，拼宽结构刚度不同，荷载分布系数降低幅度有差异；②对既有桥梁进行拼接，各个梁板受力变化幅度不同，中梁变化较小，边梁荷载降低较大；③采用空心板拼接对原有结构受力影响最大，荷载降幅最大，边梁荷载分布系数最大降幅可达36.4%，估算可降低约10%内力，相应提高约10%安全富余；④采用双T梁进行拼接对原有结构仍是有利的，只是荷载分布降幅小于空心板结构，可提高既有桥梁约5%的安全富余。

4桥梁加固方案设计

4.1施加体外预应力法

在箱梁体外增加预应力束,其优点是能够有效提升桥梁结构刚度,加强主梁抗裂能力;缺点是主梁箱室内高度与钢束加固效率低。该方法适用于大跨度桥梁结构的加固以及高应力、高应变条件下的混凝土桥梁加固,不适用无防护且温度高于60℃的环境以及混凝土收缩徐变大的桥梁结构。

4.2钢板粘贴法

在梁底钢板加固法是在梁底表面焊接或螺栓固定钢板,以增加梁底的强度和刚度。优点是施工相对简单,对梁底裂缝的宽度和位置要求较宽松。钢板加固具有较高的抗拉能力和耐久性,能够有效抵抗梁底裂缝的进一步扩展。缺点是钢板的施工成本较高,且钢板加固法在受到冲击或震动荷载时可能出现松动或破坏的风险。

4.3桩基础加固改造设计

（1）针对桩基的下沉、倾斜、断桩等病害，可以使用增加钻孔桩的方式，让新建承台与原承台进行紧密结合。如果是单排桩，也可以在原承台基础上，朝纵向增设新桩，构建三排桩基础模式。需要注意，如果在增设新桩过程中，施工空间不足，需要对桥面进行开凿处理。但在上部结构为空心板时，会对上部结构造成一定程度的损伤。如果选择在原有的两桩中间进行插桩作业，不仅需要开凿盖梁，还需要拆除原有的两桩中间上部结构，也会增加工程的复杂程度。

（2）可以使用人工地基加固方式，处理桩基下沉、倾斜病害。通过钻孔技术，深入承台下方，进行静压注浆作业。或者在桩周围进行钻孔作业，使用直径为250mm的砂桩，以垂直、斜向等模式进行设置。如果拥有垂直放置条件，则建议使用垂直放置，从而提升砂桩周边土体的密实度。

结语

桥梁拼宽施工前，需对桥梁的结构受力进行计算，合理设计桥梁的拼宽形式。施工过程中，需对旧桥植筋后架设T梁。同时，为确保工程的顺利进行，需要做好安全防护措施，对施工中的危险操作实行监督管理，使桥梁拼宽工程能够高质量完工。

参考文献

[1]文俏壮.高速公路改扩建工程中的桥梁拼宽和加固技术[J].中国公路，2022（11）：154-155.

[2]余琼芳.高速公路改扩建工程桥梁拼宽与加固技术探讨[J].工程建设与设计，2021（8）：143-144，149.