崔文濤
摘 要:橋梁拓寬近些年在不少公路工程中均有所涉及,尤其是在經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下,橋梁拓寬項目不斷增長。橋梁拓寬的重點在于拓寬方案設(shè)計,只有根據(jù)實際情況設(shè)計合理的拓寬方案,制定有效的施工方案,才能確保橋梁拓寬質(zhì)量。文章對橋梁拓寬設(shè)計的基本原則和常見方法進行了分析,并且對其具體應(yīng)用展開了闡述,實踐證明,效果明顯,收到了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
關(guān)鍵詞:橋梁 拓寬設(shè)計 新建 接縫
中圖分類號:U44 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)12(a)-0074-02
為滿足人們越來越高的出行與社會發(fā)展的要求,我國每年均會投入很多資金用以建設(shè)新的公路橋梁設(shè)施。但是新建橋梁施工工期較長,投入資金較多,因此,對于一些結(jié)構(gòu)性能良好的橋梁,可采用加固及拓寬處理,提高車輛通行能力,避免新建橋梁帶來的浪費。橋梁拓寬主要是指在既有橋梁的基礎(chǔ)上,通過新建、增設(shè)、拼接等方式,加大橋梁的寬度,達到提升通行能力的目的。橋梁拓寬既是經(jīng)濟發(fā)展對交通建設(shè)提出的實際要求,也是經(jīng)濟發(fā)展導(dǎo)致交通建設(shè)必然出現(xiàn)的結(jié)果。
1 橋梁拓寬的基本原則
在進行拓寬設(shè)計時,需要遵循以下幾個基本原則。
(1)進行拓寬設(shè)計時,要充分考慮拓寬部分的沉降。如果拓寬部分沉降不合理,就會導(dǎo)致拓寬接縫的力學(xué)性能較差,進而引起拓寬部分的可靠性下降。因此,在進行拓寬設(shè)計時,需要通過合理的措施控制新橋的沉降問題,同時還要盡量避免對舊橋造成擾動。
(2)進行橋梁拓寬施工時,必然會對交通以及周邊環(huán)境造成影響。因此,在進行拓寬設(shè)計時,應(yīng)當(dāng)充分考慮外界因素,最大程度降低拓寬施工對外界產(chǎn)生的干擾。
(3)進行拓寬設(shè)計時,拓寬部分從原則上來說,最好和舊橋保持一致,即在橋長、結(jié)構(gòu)和跨徑等方面保持相同,視老橋結(jié)構(gòu)情況及交通組織需求,選擇新老橋各部分結(jié)構(gòu)是否連接。
(4)在拓寬設(shè)計時,要充分考慮接縫對行車安全可能產(chǎn)生的影響,最好使新橋和舊橋的接縫能夠一起承受載荷,保證形變協(xié)調(diào)。
(5)對施工技術(shù)和工藝要作出規(guī)劃,明確施工工藝和流程,確保拓寬施工接縫質(zhì)量。
(6)橋梁拓寬是在既有橋梁無法滿足交通要求的基礎(chǔ)上展開的,因此在新橋性能設(shè)計上應(yīng)該優(yōu)于舊橋,即強度、承載力等性能都應(yīng)高于舊橋。
2 橋梁拓寬設(shè)計的常用手段
(1)增設(shè)懸臂挑梁。
增設(shè)懸臂挑梁是最為簡單的一種橋梁拓寬手段。在橋墩、承臺等完好無損的情況下,滿足加載需求和拓寬條件,就可以對主承重上部結(jié)構(gòu)進行調(diào)整,強化其加載需求。與此同時,還需拆卸老橋兩側(cè)的人行道欄桿等附屬設(shè)施,鑿開鋪裝層,重新鋪裝加固后的橋面,在人行道兩側(cè)增設(shè)懸臂梁,在車行道中增設(shè)懸臂板,然后再重新安裝人行道欄桿,完成橋梁拓寬。增設(shè)懸臂挑梁的拓寬手段主要適合拱式或梁式橋梁,拓寬位置以舊橋兩側(cè)為主。增設(shè)懸臂挑梁的拓寬方式不需要拓寬橋墩,施工量較小,效果顯著,適用于加寬寬度不大,加寬段載荷要求不高(人非載荷)的情況。
(2)單邊、雙邊新建橋梁。
單邊新建橋梁是橋梁拓寬的一種方式,在原有橋梁無法滿足交通需求的時候,需要通過增加橋梁寬度提升原有橋梁的通行能力。如果原有橋梁的交通功能不能中斷,那么就無法對原橋直接進行拓寬施工。此時,就可以采取單邊新建橋梁的方式,在原橋的一側(cè)新建橋梁,以此緩解原橋的交通壓力,提升線路的通行能力。單邊新建橋梁是在原橋交通不能受阻的情況下進行的,不會和原橋產(chǎn)生接縫。雙邊新建就是在原橋兩側(cè)進行新橋建設(shè),實現(xiàn)拓寬目的。單邊或雙邊的拓寬形式需要根據(jù)拓寬功能、斷面形式和建設(shè)條件等進行合理選擇。
(3)增設(shè)主梁。
增設(shè)主梁的拓寬方式,主要是針對具有提升承載力需求的舊橋提出的。增設(shè)的主梁剛度應(yīng)該高于舊橋,實現(xiàn)原橋橫向載荷分布系數(shù)減小的目的。
(4)橋梁拼接。
橋梁拼接是橋梁拓寬的一類常用手段,主要有3種形式:新舊橋上、下部結(jié)構(gòu)連接;上、下部結(jié)構(gòu)不連接;上部結(jié)構(gòu)連接,下部結(jié)構(gòu)不連接。
第一種形式將新舊橋的上下部結(jié)構(gòu)都進行了連接,可以提升新舊橋的整體性,最大程度降低連接處的形變。但是,上下部結(jié)構(gòu)都進行連接,由于新橋的沉降還不穩(wěn)定,可能導(dǎo)致橋體內(nèi)力變大,導(dǎo)致新舊橋的連接處出現(xiàn)裂縫,影響拓寬質(zhì)量。
第二種形式實現(xiàn)了新舊橋上下部結(jié)構(gòu)的分離,提升了新舊橋的獨立性,避免了新舊橋之間各種力的相互作用,也切實避免了新橋沉降不穩(wěn)定可能引起的問題。不僅如此,上下部結(jié)構(gòu)不進行連接,可以大幅降低施工量和施工難度。但是,新舊橋上下部結(jié)構(gòu)不進行連接,在活載作用下,新舊橋主梁撓度會出現(xiàn)差異,加之兩橋沉降也存在不同,很有可能導(dǎo)致連接處鋪裝層受損,影響整橋性能和行車安全。
第三種形式僅僅連接了上部,下部未進行連接。連接上部、分離下部,可以減小上部結(jié)構(gòu)對下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。但是,沉降問題會導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力增加,可能導(dǎo)致質(zhì)量問題,影響行車安全。
3 橋梁拓寬工程設(shè)計的具體應(yīng)用
(1)設(shè)計要求。
某橋梁工程需要對其進行擴寬設(shè)計,根據(jù)實際情況來看,需要對其采用單側(cè)拼寬設(shè)計,因此在進行擴建設(shè)計時,需要在保證原橋安全的情況下,對其進行部分切除。通過實地測量之后,切除部分為0.5 m,原橋?qū)挾仁?7.5 m。單側(cè)切除0.5 m之后,整橋?qū)挾戎挥?7 m。由于擴建后整橋?qū)挾葹?5 m,因此需要在橋體單側(cè)拓寬8 m。因此,需要做好接縫處的處理。
(2)接縫處理。
接縫處理是進行橋梁拓寬的一個重要環(huán)節(jié),直接關(guān)系到拓寬質(zhì)量。接縫處理主要包含了3個方面的重要內(nèi)容。
①接縫處理不得中斷交通。
要達到不中斷交通的目的,首先需要對施工現(xiàn)場交通進行組織,在不干擾接縫處理的情況下,控制行車線路、行車速度以及行車流量。其次是選擇混凝土材料,尤其是拼接部位施工時,混凝土材料應(yīng)該具有早強快硬、低收縮、微膨脹等基本性能,確保接縫質(zhì)量。最后就是沉降控制,避免對接縫產(chǎn)生破壞性影響。
②確定拼接時機。
拼接施工是需要在合適的時機下進行的,如此才能發(fā)揮顯著的作用。在拓寬部分施工完成后立即進行拼接,會因為混凝土徐變和新橋沉降,給拼接部分形成較大的內(nèi)力,導(dǎo)致拼接部位受損,性能下降。由于新橋沉降和混凝土徐變的速度并不一致,沉降穩(wěn)定的時間遠遠短于混凝土徐變穩(wěn)定的時間。因此,權(quán)衡兩者的變化規(guī)律,進行拼接處理的最好時機就是新橋完工后3~6個月。在條件允許的情況下,應(yīng)該盡量混凝土徐變完成70%之后再進行拼接。
③控制沉降。
沉降問題在橋梁施工中一直存在,誘發(fā)這一問題的原因主要是橋體自重和地基性能。所以對沉降進行控制,也應(yīng)該從這兩個方面出發(fā)。但是橋體整體重量不宜優(yōu)化,只能通過優(yōu)化橋體結(jié)構(gòu)分散重力,減小對地壓力。地基性能主要應(yīng)該加強樁基處理,提升樁基強度和承載力,緩解沉降問題。
4 結(jié)語
橋梁拓寬的方法較多,對于公路橋梁而言,進行拓寬設(shè)計時需充分結(jié)合實際,嚴格遵守基本設(shè)計原則,處理好接縫施工、拼接處理和沉降控制等方面的工作,保證公路橋梁拓寬設(shè)計質(zhì)量。
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