岁 ｇｅ＆ＴｕｎｎｅＩ Ｅｎｇｉｎｅｅ ｇ桥梁与隧道工程 高速公路桥梁加宽设计 袁腾文 （山西省交通规划勘察设计院，山西太原０３００１２） 摘要：基于山西省太古高速公路某桥的加宽方案设计，论述了加宽设计需要考虑的诸多因素，并介绍了上部下 部均不连接、上部下部均连接以及上部连接下部不连接三种加宽方案，供类似桥梁加宽设计时参考。 关键词：加宽；基础不均匀沉降；收缩徐变；附加内力 中图分类号：Ｕ４４３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—８０９８（２０１５）０３—０２５０—０２ １工程概况 保证其运营阶段正常使用。借鉴国内已完成的多 条高速公路改扩建桥梁加宽技术取得的成功经 验，并提出如下几种方案。 （１）上部结构与下部结构均不连接 山西省太原至古交高速公路东社枢纽Ｋ３１＋ ３６９．７分离式立交原桥上部结构采用（２５＋３５＋２５）ｍ 现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用柱式 墩、桩基础，右前夹角９Ｏ。。由于枢纽建设需要设 此方案将新、旧桥梁的上下部结构之间不进 行连接，仅在新旧桥之间预留工作缝，然后连续 摊铺桥面沥青混凝土铺装层。这种连接方式的优 点是新旧桥各自独立，受力明确，互不影响，减 少了施工步骤，加快了施工进度，避免了桥梁连 置减速车道，本桥左幅需要加宽。加宽侧桥梁起点 桩号为Ｋ３１＋３２４．２００，终点桩号Ｋ３１＋４１５．２００，桥 长９１ｍ，桥型布置为（２５＋３５＋２５）ｍ预应力混凝土 连续箱梁。桥梁各跨径线均与老桥设计线成９０。 夹角。 接的诸多技术问题。该方案适用于桥位处地基条 件较差的情况。 （２）上部结构和下部结构均连接 此方案将新、旧桥上部结构与下部结构之间 均进行连接，新、旧桥上部结构之间的对应位置 ２ 桥址处地质情况 桥址位于山前冲洪积倾斜平原区，微地貌为 黄土冲沟，地形西高东低，地表覆盖Ｑ３．１＋ｐ，粉土和 卵石类土。经钻探揭示，Ｑ， 地层岩性为稍密一密 实亚粘土和潮湿一饱和状态的角砾互层。 ３加宽方案研究 通过横向植筋、现场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。这种连接方式的优点是新旧 桥形成整体，路容美观，后期养护费用低。缺点 是新旧桥基础不均匀沉降在相互连接处产生了附 加内力，导致连接构造复杂、材料用量增加、工 期也相应延长，往往交通管制的时间也较长，影 响群众满意度。该方案适用于桥位处地基条件较 好、交通量较小的情况。 （３）上部连接、下部不连接 此方案将新、旧桥桥梁上部结构之间连接， 下部结构之间不连接，融合了上述两种连接方案 选择桥梁加宽方案之前，首先需要检算旧桥 的承载力等各项参数是否满足规范要求，否则在 选择加宽方案时应采取针对性措施，确保旧桥满 足使用要求。 综合考虑桥位处的地质情况、行车舒适性、 行车道布置、旧桥技术状况等确定合理的加宽方 案以及新旧桥连接的接缝构造。加宽方案确定以 后，正确计算新旧桥之间的沉降差、收缩徐变差 异，按照规范条文验算新旧桥的承载力、应力、 的优点及缺点，是目前国内尤其是我省采用较多 的加宽方案。该方案将新旧桥梁的基础分离、上 部结构梁板连接。该方案适用于桥位处地基条件 一裂缝宽度是否满足要求，验算时需要考虑新旧桥 分阶段受力的问题。根据验算结果，针对性地采 取工程措施来保障新旧桥加宽拼接的顺利进行， 般、需要保障行车舒适性的情况。 收稿日期：２０１４．１１．２７ ２５０：交通建设与管理 桥梁与隧道工程 ｒｊｄｇｅ＆ＴｕｎｎｅｌＥｎｇ．ｎｅ ｎｇ ４ 加宽方案比选 桥址处经钻探揭示，地层岩性为稍密一密实亚 粘土和潮湿一饱和状态的角砾互层，新旧桥之间的 工后不均匀沉降较大。为了减少新旧桥之间由于 （５）绑扎拼接处桥面现浇层钢筋，并与老桥 桥面现浇层钢筋搭接，搭接长度应满足规范要求； （６）绑扎拼接处现浇混凝土湿接缝及端部横 梁钢筋，浇注Ｃ５０钢纤维补偿收缩混凝土； 基础不均匀沉降而产生的附加内力，同时为了保 证行车舒适和路容美观，本设计采用了上部连 接、下部不连接方案。此种方案的优点是新桥与 旧桥上部结构连接形成整体，有利于上部结构的 受力、行车舒适、路容美观；下部结构各自受 力，内力互不影响，可以减少新、旧桥之由于基 （７）原桥及湿接缝拼接处桥面现浇层同时施 工，桥面现浇层达到设计强度后，即可开放交通； （８）施工桥面防水层及沥青混凝土铺装。 总之，在桥梁构造物拼宽方面，连接前尽可 能释放因变形产生的附加内力是防止和减少加宽 桥梁出现纵向裂缝的关键所在。因此应采取相应 措施减小新旧桥梁基础之间不均匀沉降对上部结 构连接部位受力所造成的影响，注意新老基础间 础不均匀沉降而产生的附加内力。 加宽方法如下：凿除原桥左幅外侧护栏及 ５０ｃｍ宽桥面铺装，凿除原桥左幅ｌｍ宽范围外侧翼 的协调性，尽可能推迟湿接缝混凝土浇注施工的 缘板混凝土，新桥主梁施工完毕后，在新、老桥 之间后浇５０ｃｍ宽Ｃ５５钢纤维补偿收缩混凝土，从 而形成新老桥间的铰接。新桥桥墩采用柱式墩， 时间，以使新桥基础的一大部分沉降能在新旧桥 上部结构拼接前完成等。 ６结语 基础采用钻孔灌注桩；桥台采用肋式台，基础采 用钻孔灌注桩。桥台处设一道Ｄ８０型伸缩缝。 为了保障安全运营，桥梁加宽需要考虑的因 考虑到新旧桥基础不均匀沉降的客观存在， 加宽设计的关键是减小新旧桥基础的不均匀沉 降。本桥在加宽设计时，基础采用桩基础并适当 增加桩长、控制上部结构拼接时间、设置后浇带 素较多，技术复杂，施工难度大。加宽桥梁与新 建桥梁之间的异处在于需要考虑新旧桥之间的不 均匀沉降、收缩徐变等差异变形，存在多种不确定 因素和新的技术问题，缺乏成熟的经验，不能采取 一等措施减小基础不均匀沉降。针对上部结构产生 的附加内力，可以通过在连接部位进行特殊设 计、增大配筋等方法加以解决。 ５ 施工工艺 般的或新建桥梁的设计方法解决，目前我国还没 有简单成熟实用的计算方法以供采用。随着我国经 济社会的持续快速发展，交通量也在逐年快速增 长，现有高速公路的通行能力面临严峻挑战，为了 提高高速公路的通行能力，对现有桥梁进行加宽是 必需的。因此，桥梁加宽方案研究的应用前景十分 广阔。每一个项目都有其各自的特点，原有路况、 现状交通量及组成、桥梁现状、扩建目标、建设条 原桥与加宽部分通过２６ｃｍ宽的现浇混凝土湿 接缝连接形成整体，在箱梁两端各设一道４０ｃｍ厚 的横梁，加强其整体性。根据沉降随时间的变化 关系曲线，加宽部分架设４个月后，再进行湿接缝 件、地质条件等都可能各不相同，因此设计时应熟 连接，以减少材料收缩徐变及基础沉降的影响。 施工步骤如下： （１）拆除原桥外侧护栏，凿除原桥的部分桥 面铺装； 悉项目特点，对桥梁加宽方案进行针对性研究，以 指导设计与施工。此外，原有桥梁的技术状况对加 宽方案的选取十分重要，要在充分调查研究的基础 上对加宽方案进行分析计算、论证、比选，制订严 格、合理的施工方案，确保运营安全。 参考文献： 【１］ＪＴＧ Ｄ６３－－２００７公路桥涵地基与基础设计规范【Ｓ】． （２）加宽侧凿除原桥箱梁翼缘板１００ｃｍ，按间 距向旧桥箱梁翼缘板内植入钢筋； （３）现场浇筑箱梁，严格控制坐标及浇筑坐 标，确保与旧桥顺利拼接，并在新桥箱梁翼缘板 内预埋钢筋； ［２】徐强．高速公路改扩建工程桥涵结构物拼接技术［Ｍ］．北 京：人民交通出版社，２０１１． ［３】黄明欢，易兵．公路交通技术［Ｊ］．２０１２（５）：１７—２０． （４）新旧桥钢筋一一对应焊接，焊接采用单 面搭接焊，焊缝长度不小于１０ｄ； 交通建设与管理：２５１