路橋改造加固及連接技術(shù)分析
2015-08-26
前言
近些年，隨著我國的交通工程不斷的發(fā)展中，尤其是推行拖掛運(yùn)輸和集裝箱運(yùn)輸后，重型車輛日益增多，現(xiàn)在相當(dāng)一部分公路橋梁已滿足不了使用要求，特別是上個(gè)世紀(jì)80年低以前修建的橋梁。由于設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低，承載能力不足，寬度不夠，加之年久失修、維修養(yǎng)護(hù)不夠．相當(dāng)多的橋梁發(fā) 生不同程度的破損，正逐步成為危橋。因此，公路舊橋擴(kuò)寬加固及連接成為必然，論文重點(diǎn)介紹了公路舊橋擴(kuò)寬加固及連接技術(shù)。
橋梁加寬改建的必要性
我國正處于大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高峰．正在新建大量高等級公路與橋梁：與此同時(shí)，由于交通量的快速增長．大量既有公路和橋梁需要擴(kuò)建或改建。早期修建的高速公路一般只有四車道．隨著經(jīng)濟(jì)的迅速 發(fā)展，許多高速公路交通量增長迅速．服務(wù)水平下降．必須進(jìn)行加寬擴(kuò)建。比如滬寧高速公路，原為雙向 四車道，投入運(yùn)營不足5年，由于不能滿足交通需求，已擴(kuò)建為雙向八車道。
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通量迅速增長，對于橋面寬度原本就不符合公路等級要求的舊橋，需要進(jìn)行技術(shù)改建增加通行能力。為了提高橋梁通行能力．適應(yīng)路線加寬改建后的公路等級要求．需要將舊橋加以加寬改 建?？茖W(xué)、適用、經(jīng)濟(jì)合理的進(jìn)行橋梁加寬改建，對節(jié)省投資和創(chuàng)造良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益意義重大。因此，對橋梁加固、改建、加寬進(jìn)行深入研究，有十分重要的科研價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
橋梁加寬改建的形式與方法橋梁加寬的形式
橋梁加寬的形式主要分為兩種。
單惻加寬改建
加寬側(cè)舊橋需要調(diào)整橫坡。單側(cè)加寬改建和雙側(cè)加寬改建因調(diào)整橫坡，對于板、梁橋．一般需要先拆 卸加寬側(cè)舊橋的上部結(jié)構(gòu)．待墩、臺蓋梁頂面橫坡調(diào)整完后，再重新架設(shè)板梁。在橋梁下部施工期間，車輛的正常運(yùn)營會(huì)受到干擾。
加寬側(cè)舊橋不需要調(diào)整橫坡，即橫坡沒有改變。中小橋可能為順應(yīng)路面的加鋪厚度，而抬高橋面設(shè)計(jì)線。由于單側(cè)加寬，舊橋需要拆除加寬一側(cè)的錐坡八字墻其他方面基本上沒有沖突．可以采用適當(dāng)?shù)恼w加寬連接方法。橋梁的整體受力情況較好．施工方便。
雙側(cè)加寬改建
對于中小橋．可能為順應(yīng)路面加鋪厚度而抬高橋面設(shè)計(jì)線；對于大 橋，橋梁隧道雙側(cè)加寬時(shí)，可按照原橋標(biāo)高不動(dòng)，梁板不拆卸．而在兩側(cè)采用直接順接的方案．施工便利，造價(jià)節(jié)省。在橋梁下部加寬段 施工期間，對車輛正常運(yùn)營基本無干擾。其缺點(diǎn)是新舊橋間有兩道連接縫．但通過上、下部結(jié)構(gòu)連接．技術(shù)上可以解決橋面縱縫問題。小橋多為重力式墩或薄壁墩，雙側(cè)加寬后．上、下部之間均采用結(jié)構(gòu)連接技術(shù)上無任何問題。
橋梁加寬的方法
增設(shè)鋼筋混凝土懸臂挑梁。該方法是最簡便的橋梁加寬改造方法，并可和其它橋梁上部構(gòu)造加固補(bǔ)強(qiáng)法一并使用。當(dāng)舊橋墩、臺及基礎(chǔ)完好、能夠滿足加寬后的承載要求時(shí)，可在對主要承重結(jié)構(gòu)的上部構(gòu)造進(jìn)行合理的加固后．拆除兩側(cè)欄桿和人行道板，鑿除原橋面鋪裝層．通過重澆加強(qiáng)的鋼筋混凝土橋面鋪裝層或在墩臺上相應(yīng)增設(shè)人行道懸臂梁和車行道懸臂板，重新安裝人行道板和欄桿．從而達(dá)到加寬橋面之目的。
單邊新建橋梁的加寬改建法。當(dāng)原有公路路線是以單邊加寬進(jìn)行改建．或原橋已成為交通要道的“瓶頸”．函待加寬，且不能中斷交通，或原橋棄之可惜，只能降低荷載標(biāo)準(zhǔn)使用等情況時(shí)，一般可在老橋的一側(cè)新建橋梁來加寬原有橋梁，以達(dá)到提高進(jìn)行能力和滿足提高承載能力的目的。當(dāng)這樣加寬橋梁時(shí)，還 需要相應(yīng)地加寬橋梁墩臺．或靠近原有橋梁另外單獨(dú)建造一座與原有墩臺分離的新建加寬部分的墩臺。
增設(shè)邊梁或邊拱肋的加寬方法。除一 側(cè)(或兩側(cè)) 欄桿及人行道板后，在一側(cè)(或兩側(cè))增設(shè)邊梁(或邊拱肋)，實(shí)現(xiàn)加寬橋面的目的。
增設(shè)主(縱)梁或拱肋的加寬方法。這種方法一般用于需要加寬橋面．同時(shí)又需提高橋梁承載能力的舊橋。其特點(diǎn)是通過增加的主梁加寬橋面。且新主梁比原橋的要強(qiáng)勁，在參加荷載分配時(shí)將分配較多的荷載，從而使原橋主梁分配的荷載減少．達(dá)到提高承載力的目的。此加寬方法，需要同時(shí)加寬橋梁墩、臺及基礎(chǔ)或靠近原有橋梁另外單獨(dú)建造新加寬部分的墩臺。
注意問題
采用什么樣的加寬措施，要在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體情況因地制宜，對各種加寬方式進(jìn)行綜合比較分析．最終確定合理的方案。
制定嚴(yán)格的施工程序，確保工程的順利實(shí)施．使得舊橋加寬改建對現(xiàn)有交通的影響程度最?。赃_(dá)到提高通行能力．縮短交通封閉時(shí)間，節(jié)約資金的目的。
新舊橋上部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量吻合，使新橋的剛度與舊橋基本相同，從而保證不會(huì)因?yàn)樾屡f橋梁的剛度不同，在新舊 橋連接處產(chǎn)生 的撓度差過大 ，產(chǎn)生縱向裂縫 。
橋面加寬是解決舊橋橋面寬度不足的有效途徑．但應(yīng)切實(shí)處理好新舊橋橋面連接的問題。
自由于舊橋己使用多年，舊橋的混凝土己充分收縮，自重作用下的徐變也已基本完成．所以加寬新增混凝土的自重、收縮、徐變等．在設(shè)計(jì)與計(jì)算時(shí)應(yīng)充分考慮，以免產(chǎn)生新舊混凝土的連接處開裂或變形不一致的情況。
新橋下部結(jié)構(gòu)在滿足受力要求的情況下．盡量增大新、舊橋梁之間的樁距減小對舊橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。
新舊橋梁的連接技術(shù)
“上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)均不連接”的方式。該方式的優(yōu)點(diǎn)有：加寬橋與原橋各受力明確、互不影響，簡化了施工程序。減小了連接的施工難度，基本不影響原高速公路的交通。缺點(diǎn)有：在汽車荷載作用下新舊橋主梁產(chǎn)生不均衡擾度以及加寬橋大于原橋的后期變形．將會(huì)造成連接部位瀝青鋪裝層的破壞，從而形 成縱向裂縫和橫橋向錯(cuò)臺，影響行車舒適及安全和路容美觀，增加后期的養(yǎng)護(hù)維修工作．大大增加了維修費(fèi)用。
在具體構(gòu)造方面有兩種形式．一是用縱向伸縮縫連接．這種做法在歐洲及香港均較為成功。要求橋面鋪裝采用剛性橋面。另一種形式是新舊結(jié)構(gòu)間留一條縱縫，或用鋼板包邊．這種連接形式需要采用剛性路面可以解決啃邊問題，但不能解決新舊橋撓度差的問題，且高速行車時(shí)容易打滑降低了行車的安全性。
“上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)均連接”的方式。該方式的優(yōu)點(diǎn)有：加寬橋與原橋形成完整的一體．減少各種荷 載(包括基礎(chǔ)不均勻沉降、汽車活載、溫度荷載等)作用下新老橋連接處的不均衡變形。缺點(diǎn)有：新橋與原 橋的上部混凝土梁變形(如混凝土收縮、徐變等)不一致，加寬橋基礎(chǔ)沉降大于原橋基礎(chǔ)沉降．由此產(chǎn)生的 附加內(nèi)力較大，易造成下部結(jié)構(gòu)的蓋梁。墩臺連接處產(chǎn)生裂縫。同時(shí)上部結(jié)構(gòu)連接處也可能出現(xiàn)裂縫．影 響行車、橋面美觀性．增加維護(hù)工作量。而且，下部結(jié)構(gòu)采用植筋技術(shù)工程成本高．植筋時(shí)需拆除原橋主梁，對原高速公路交通影響較大．施工也十分繁瑣。如果是在軟上地區(qū)，采用此方式，出現(xiàn)問題的機(jī)會(huì)將更高。
結(jié) 語
綜上所述。無論采用什么結(jié)構(gòu)形式加寬，新舊結(jié)構(gòu)的連接至關(guān)重要．應(yīng)予充分重視。新舊橋梁結(jié)構(gòu)連接好壞直接影響橋梁的整體性、新舊橋梁的聯(lián)合受力及荷載的重分布，所以要采取相應(yīng)的技術(shù)措施．加強(qiáng)新舊結(jié)構(gòu)的橫向連接．以利于橋梁的整體受力。
