市政桥梁拼宽加固设计分析
2015-09-07
随着我国改革开放的不断深入，经济的快速发展，人民生活水平也不断提高，很多大城市的车辆爆发式的增加,随之而来的是市政道路承受着达到极限的交通压力,很多道路已经不能满足车辆的行驶要求，市政桥梁在此情况下表现的更为拥堵，很多城市的高架桥，市政快速干道桥都需要拓宽,摆在市政设计人员面前的难题就是必须增加横断面流量。这几乎是解决巨大交通压力的唯一手段。作为市政道路改造的重中之重就是市政桥梁的拓宽改造。
1、桥梁拼宽概述
从近期工程来看，在原有的桥梁上进行加固拓宽处理的工程很多，涉及到的主要技术措施一般遵循如下原理：对承载力不足的构件进行补强，进而大幅提高承载力，满足力学性能的前提下保证了使用性能，成为满足交通量的基础。一般来看需要进行加固处理的部位有桥墩、基础等承受荷载较大部位。可以看出桥梁拼宽是对其辅助结构进行处理。老旧桥梁的加固及拼宽处理，从设计角度来看完全区别于新建桥梁的设计，必须考虑对原有桥梁结构的利用，对相应结构进行加固，对截面不满足要求的部位进行加宽，这样就要求具体施工人员施工过程中要对加固部位、新建结构部位以及原有老旧结构间连接处的不均匀沉降和徐变的不同步，这样方可满足正常使用的荷载要求。
2、加固拼宽改造原则和技术特点
改造工程一般尽量不影响交通,往往采用半侧道路封闭，半侧进行施工，施工完毕后，转移施工部位，进而封闭部位对调。很多市政管线的设计都是沿着市政道进行设计的，这样进行道路改造就必然要对临近的市政管网造成影响。从以上两个问题即可得出，市政道路的改造涉及到整个城市的大动脉，必须在保证质量的前提下，严格控制工期。可见对于老旧桥梁的改造也要考虑到上述情况,必须考虑到整体要求，保证原有桥梁的结构，采用对原有桥梁两侧拼宽，同时对老旧桥梁的薄弱部位进行加固处理,这样基本保证市政管线的正常使用，相应的也加快了工程进度,保证交通的正常通行,也相应的降低了工程造价。
从施工技术的方面来说，加固往往采用下列几种方法来施工:①由于对桥梁的原有基础不进行破坏，只是对其几何尺寸进行扩大，此种做法必然导致其基础的不均匀沉降，这样将会产生一个后果就是增加了结构的附加应力。从现有的验收规范来看，要求桥梁加固拼宽后，对其沉降要进行实时的观测，所得沉降差不得大于5mm，这样钻孔灌注桩技术就比较适合此种要求，施工过程中可以加长基础桩的长度。同时沉淀层的厚度也大大减少了。②对于老旧桥梁和新建结构之间的徐变有着比较严格的要求，不可以盲目施工，应该严格进行不同部位、不同构件的受力分析，对于相关的梁柱部位的收缩量要严格控制，这事直接导致徐变的位置，新建结构中T型梁最容易产生徐变，但是我们还必须采用此种结构，所以往往使用 UEA 补偿收缩混凝土，这样利用此种特种混凝土的特点来大大降低混凝土的收缩值，收缩值的减少直接就减少了 T型梁的附加应力。③在规范允许的范围内延长梁的混凝土浇筑持续时间，浇筑时间的控制可以保证混凝土前后施工段的衔接质量，保证施工人员后期养护的时间，同时也是对于增加结构处接缝的质量大有好处，减少由于浇筑过快产生的收缩裂缝和后期徐变。
3、桥梁加固拓宽工程技术分析
3.1连接缝的相关技术
桥梁加固拓宽工程施工必须考虑到选择合适的连接缝。从目前我国较为常用的连接缝主要有如下三种形式，包括：主体结构上下部位分离缝、主体结构上下部位连接缝和单一性上部结构连接缝。
3.1.1主体结构上下部位分离缝。当桥梁的上下部结构分离，此种加宽的处理办法在国内较为常用。此种处理办法，对于新旧结构的有效连接达到较好的效果。
3.1.2 主体结构上下部位连接缝。此类处理方式优点在于可以达到很好的连接状态，安全性极佳。经过此种处理办法，新旧结构沉降系数一致，可以共同沉降，但是，必须严格控制新旧结构的沉降量，否则产生了不均匀沉降后，会严重影响结构安全，会出现较多裂缝。
3.1.3 仅上部结构连接。采用这样的连接方式是我国公路既有桥梁连接缝施工中最为常见的，此种改造连接方式从已有给出实例来看效果十分理想，此种连接方式的施工关键也在新老结构下部的不均匀沉降，改造桥梁一般对结构进行如下处理，新施工的桩径要求比老旧结构大一等级，也可对桩长加长，推荐使用嵌岩桩。
3.2老旧桥梁改造加宽施工技术措施。对于老旧桥梁改造过程中，应该对于桥梁拼宽纵向接缝的施工给与重视，以及新旧箱梁悬臂翼缘板的连接方式。必须在上述技术难点上给与足够重视，对于其相关工序同样要严格执行相关规范要求，才能使桥梁的改造质量达到预计要求。
3.2.1 桥梁拼宽纵向接缝施工技术。老旧桥梁改造施工要求不能影响现有的交通情况，施工前必须制定科学合理的施工技术措施，严格选择符合方案的材料，重点控制新旧结构的不均匀沉降。
3.2. 2 新旧箱梁悬臂翼缘板刚接、铰接与搭接。如果施工过程中采用了刚性连接的方式，其结果就是确保桥体表面铺装层以及箱梁悬臂翼缘板成为结构整体，有着较好的受力能力。当铰接处理箱梁悬臂翼缘板时，箱梁悬臂翼缘通过立向传递竖向应力，达到自如滑动的效果，这样可以减少新旧结构间的纵向裂缝，但是对于铰接处的质量控制必须给与重视。
4、实例
取某地桥梁为三跨简支梁桥(15 m+25 m+15 m三跨)。25m跨的为宽99 cm、高110 cm预应力钢筋混凝土空心板, 15m为宽99 cm、高80 cm钢筋混凝土空心板原桥梁宽度为36m,快车道宽度8.5m(两车道),现将桥面拓宽至53m。
梁板加固方案：凿开悬臂部分混凝土并露出钢筋,与新布置的�14结构钢筋焊接,然后现浇C50混凝土湿接缝。其次,在全幅梁板顶面采用粘贴钢板法进行加固, A3钢板与空心板间用C50环氧砂浆(环氧树脂掺量10% )粘结牢固。A3钢板上面按梅花型焊接长20 cm的25钢筋,间距为20 cm,以增强钢板与桥面铺装层的粘结力。再次,采用C50混凝土(掺钢纤维1% )进行桥面铺装。选取其中中间位置板为一号板。
根据加固前后的数据对比, 1号梁板所反映的内力情况基本一致。结构加固后,梁板悬臂结构改变连接方式,分布系数有所减小,受力得到有效调整，避免了受力不均的现象。可见,此种加固措施取得了预期的效果。
5、结语
目前国内一般对已有的桥梁进行加固拓宽处理时,老旧桥梁一般采用调整车道，改变车辆荷载分布,为了不做过多结构改变，往往采用对桥梁加贴钢板的施工方法，这样可以增大水平板的横向联系,使桥梁水平荷载分布更加合理。此种做法必将成为国内对于老旧桥梁的改造的有效途径。
