桥梁拼宽设计 方案探讨
刘长春( Changchun,liu)
中国葛洲坝集团勘测设计有限公司,武汉 430070 CHINA GEZHOUBA GROUP INVESTIGATION&DESIGN CO.LTD.,Wuhan 430070
摘要:近年随着我国经济快速发展,物流业也较快增长,原交通基础设施已不能完全满足经济发展需求,很多原有高速公路、国省道都存在拓宽需求,为最大程度减小对既有交通通行的影响,以及最大程度降低改造成本,根据对既有桥梁检测结果,经验算能满足新的交通荷载情况下,尽量采用桥梁拼宽方案利用已有桥梁。
关键词:经济快速发展、检测、已有桥梁、桥梁拼宽
一、概述
随着我国经济社会的快速发展,物流量及车流量均在快速急剧增长,导致原交通基础设施已不能完全满足经济发展需求,尤其是交通量较大的高速公路,如京港澳高速(G4),迫切需要拓宽车道,提高通行能力。为最大程度减小对既有交通影响,以及最大程度降低改造成本,在对既有桥梁进行检测,经验算能满足新的交通荷载情况下,尽量利用已有桥梁采用桥梁拼宽方案。
桥梁拼宽有刚性连接和柔性连接方式,刚性连接就是新的拼宽结构通过钢筋焊接、混凝土浇筑与原有结构连成整体,刚性连接又可以分为上下都连接,也可以为上连下不连(就是仅上部结构刚接);柔性连接就是新的拼宽结构通过伸缩缝或者特殊弹塑体与原有结构铰接成整体。
本文以一些桥梁改造为例,介绍各种桥梁改造拼宽方案的优缺点。
二、实例分析
1、实例一 :刚性连接
某项目为一座枢纽互通改造二期工程,设计行车速度为120km/h,双向8车道,路基标准宽度为40.5米,其中部分段落桥梁上部结构采用装配式预应力混凝土小箱梁,且处于加速车道上,需做加宽处理 ,一期桥梁工程建成不超过8年,且新旧桥梁下部结构桩基础均为端承桩,故本次桥梁采用刚性连接,且仅桥梁上部结构刚性连接,可以适应新旧桥梁变形少量的差异。
具体拼宽桥梁方案是:凿除已有桥梁外侧护栏、60cm范围主梁悬臂、100cm范围桥面现浇层、沥青铺装,此范围悬臂钢筋、桥面板钢筋不得截断,保留完好,需与加宽桥梁对应钢筋有效连接,具体见图一。
图一 拼宽断面图(单位:厘米)
2、实例二 :柔性连接
某项目为一座枢纽互通改造二期工程,设计行车速度为100km/h,双向6车道,路基标准宽度为31.5米,其中部分段落桥梁上部结构采用30m预制T梁、15m预制空心板两种类型,且处于加速车道上,需做加宽处理 ,一期桥梁工程建成已超过20年,且原桥梁下部结构桩基础为摩擦桩,故本次桥梁采用柔性连接,并对采用伸缩缝和特殊弹塑体柔性连接方式进行了比较。
(1)桥梁拼宽方案一:设80型仿毛勒式纵向伸缩缝
优点是适应变形能力强、耐久性好,缺点是需在老桥上植筋。
图二 桥梁拼宽方案一图(单位:厘米)
(2)桥梁拼宽方案二:设502弹性体伸缩缝
优点是适应变形能力强、不需植筋,缺点是耐久性差。
图三 桥梁拼宽方案二图(单位:厘米)
(3)桥梁拼宽方案选择
综合两个方案优缺点,考虑到高速公路频繁维修,对正常交通影响较大,故推荐桥梁拼宽方案一设80型仿毛勒式纵向伸缩缝。
(4)拼宽桥梁施工步骤
1)凿除老桥护栏,预留纵向伸缩缝槽口;施工拼宽部分下部结构。
2)施工拼宽桥上部结构并预留纵向伸缩缝槽口。
3)施工伸缩缝、护栏及桥面铺装。
三、各种方案综合比选
通过以上比选,说明需根据不同项目情况,合理选择桥梁拼宽方案,具体比选结论见下表:
桥梁拼宽方案比较表
比较 | 刚性连接 | 设置纵缝 | |
湿接缝连接 | 伸缩缝连接 | 弹塑体无缝伸缩缝 | |
设计要求 | 新旧桥挠度差小,新老桥结构型式,跨径尽量一致。 老桥能满足现行规范各种要求。 | 新旧桥挠度差相对大,新老结构型式,跨径可以不一致。老桥只需满足现行规范承载力要求,若不满足需进行加固设计。 | |
结构受力 | 沉降差异小时,新旧桥梁拼接受力变化不大 | 结构受力独立 | |
舒适性 | 行车舒适 | 行车舒适较差 | 行车舒适 |
耐久性 | 合理设计下,耐久性好 | 同一般伸缩缝使用年限15年 | 某高速项目使用已5年,未曾维修,状态良好 |
施工 | 施工期长,需封闭交通 | 施工期较长 | 施工简单,快速;更换方便。 |
国内外经验 | 国内实施较多。 日本等国桥梁加宽,通常下部结构按加宽后宽度一次建成。 | 在欧洲、香港较为成功,要求桥面铺装采用刚性路面,国外采用英国生产的BRITFLEX系列伸缩缝,造价高。 | 日本、俄罗斯采用才一定宽度范围内重新浇筑钢筋混凝土桥面铺装连接。弹性体为新材料运用,适合柔性路面。 |
适用情况 | 新旧桥梁间隔时间不长,沉降差异小 | 新旧桥梁间隔时间长,沉降差异大,交通量大 | 新旧桥梁间隔时间长,沉降差异大,交通量小 |
四、 结语
由于各种桥梁拼宽情况不一样,应结合桥梁检测结果、实际运营情况,合理选择桥梁拼宽方案,新旧桥梁间隔时间不长,基础沉降差异小的情况,宜选择刚性连接方案;新旧桥梁间隔时间长,基础沉降差异大的情况,宜选择柔性连接方案;对于桥梁上部结构经检测需更换上部结构,仅对下部结构拼宽使用。
作者简介:刘长春,1975年8月生,男, 2001年毕业于湖南大学,现在中国葛洲坝集团勘测设计有限公司工作,负责桥梁结构设计。
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