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摘要:随着我国国民经济的飞速发展,全国公路运输事业迅猛发展,对道路的等级要求也越来越高,但大多数桥面宽度过小,许多旧桥设计荷载较低,对交通量的需求不能很好的满足。当下,桥梁的重建不仅要采用中断交通的形式,而且费用高,出行极其不便,社会经济造成严重的损失。因此迫切需要对其进行改造,旧桥改造常用的方法就是要加宽桥梁。
关键词:高速公路;桥梁;拓宽设计
中图分类号:U238文献标识码: A
一、桥梁拓宽设计基本原则
1、对全线原有桥梁构造物进行归类分析和现场调查,进行必要的研究、论证,为选择合理可行的建设方案提供充分依据。
2、合理选择拓宽方案以减少对现有道路交通的影响。低等级公路是联系相邻镇、县或城市间的交通纽带,沿线交通流对拟拓宽公路的依赖性强,保证通行是实施桥梁扩建的基本前提,一次方案选择应与施工期的施工组织、交通组织紧密结合。
3、因地制宜,采用成熟、合理的工程技术,控制工程风险。原有桥梁可能存在病害,改扩建工程必须认真调查,采取措施处理已有病害,采用可靠的方案进行扩建,确保工程质量。
4、在确定桥涵构造物加宽加固方案的过程中,应充分注重结构的耐久性和可靠性要求,同时考虑施工的可实施性和方便性,降低后期养护成本。
5、桥梁拓宽部件布置方案通常分为单侧拓宽和双侧拓宽2种。双侧拓宽可通过墩上或拱上悬臂挑梁实现,同时利用人行道高出行车道的条件设置大边梁,调整荷载横向分配系数,提高旧桥的承载能力。但双侧拓宽桥面时,需拆除旧桥两侧护栏,当悬臂挑梁不能满足要求时,还要分两侧修建墩台,会增添施工困难。因此大多数公路旧桥拓宽设计都采用单侧拓宽布置,仅拆除一侧的护栏,集中在一侧修建桥墩台。
二、高速公路桥梁拓宽的一般要求
高速公路桥梁拓宽应该满足以下三个基本要求:桥梁拓宽是解决旧桥桥面宽度不足的有效途径,但应切实处理好新旧桥桥面连接问题;由于旧桥已使用多年,旧桥的混凝土已充分收缩,自重作用下的徐变也已基本完成,所以拓宽新增混凝土的自重收缩徐变等,在设计与计算时应充分考虑,以免新旧混凝土的接合面开裂或变形不一致;对于单边新建桥梁的设计,可完全按照独立桥梁设计。
三、高速公路桥梁拓宽的基本方法
1、增设钢筋混凝土悬臂挑梁
这是最简便的桥梁拓宽改造方法,并可和其它桥梁加固补强法一并使用。当旧桥桥墩台及基础完好,能够满足拓宽甚至提载要求时,可在主要承重结构的上部结构进行合理加固和提载后,拆除两侧栏杆,凿除原桥面铺装层,重浇加强的钢筋混凝土桥面铺装层,相应增设车行道悬臂板,从而达到拓宽高速公路桥梁的目的。这种桥梁拓宽的方法适合于梁式桥与拱式桥,一般适用于双侧拓宽的旧桥拓宽,它的突出优点是不必拓宽桥墩,加固工作量小。
2、单边新建桥梁
当原有高速公路路线是以单边拓宽进行的改建;或原桥梁已成为交通要道的瓶颈,亟待拓宽,且不能中断交通;或原桥弃之可惜,只能降低荷载标准和使用等级的情况下,一般可采用在老桥的一侧新建桥梁,达到提高通行能力和承载能力的目的。
3、增设边梁或边拱
拆除一侧(或两侧)栏杆后,在一侧(或两侧)增设边梁(或边拱肋),实现拓宽桥梁的目的新增边梁与原主梁之间铰接,只承受自身恒载、车行道恒载与人群荷载,不承受原主梁传递的剪力,也不参加荷载横向分配。用这种方法拓宽桥梁时,应测量桥墩(台)顶宽度是否能放置新增的梁或拱肋,若不够,应进行墩帽(盖梁)的拓宽处理。
4、增加主梁或拱肋
这种方法一般用于需要拓宽桥梁又要提高承载能力的旧桥。其特点是,新增主梁或拱肋的刚度大于旧桥,以减小原桥主梁或拱肋的荷载横向分布系数,从而在拓宽桥梁的同时,提高桥梁的承载力。
四、高速公路桥梁拓宽工程设计
1、桥面纵向缝处理
高速公路桥梁结构拓宽工程中的重点和难点是如何更好的处理新、老桥梁的纵向拼接缝,也是拓宽工程桥梁结构物的关键点。新老简支梁板桥梁纵向拼接缝的处理方式,从目前国内的工程实例看主要有三种处理方式。
(1)上、下部桥梁结构均不连接的形式
此方法的新老桥梁结构可以互不影响,受力情况明确,施工方便、简单。但新老桥梁整体性较差,在活载作用下,拼接缝隙有变大的趋势,纵向拼接缝之间存在不平整,拼接缝容易破损,对高速行车存在隐患。在中、低等级高速公路中有采用
(2)上、下部桥梁结构均刚性连接的形式。
针对第一种方式的弊端,考虑采用把新老桥梁结构全部连接成整体的处理方式。但由于新老桥梁存在不均匀沉降,产生的结构次内力容易在上下部结构拼接缝中产生裂缝,而且空心板间为铰结,新老板梁间的刚性连接过于强大,不可取,特别是在高速公路软土比较深厚的区域,采用此方式有一定风险。
(3)上部桥梁结构直接连接,下部桥梁结构不连接的形式
综合第一、二方案的优缺点,提出上部板梁连接,而下部结构不连接(独柱式墩台,新老盖梁钢板联结,拓宽一期中采用)。此方案既可以解决桥面拼接缝处平整、共同受力的問题,又避免了刚性联结对结构的不利因素,在拓宽一期中的效果是可以的,因此,根据已完成的国内拼宽工程实例,从行车舒适性、安全美观性、拼接缝维修养护等方面考虑,在高速公路拓宽工程中的桥梁拼宽基本采用此方式。
2、桥梁结构间的连接形式
为满足新老桥接缝两侧梁(板)的变形和刚度协调一致,原则上新拼桥的跨径、梁(板)类型、梁(板)高与老桥应该保持一致。在高速公路桥梁拓宽工程中,桥梁结构拼接缝可以分为空心板的连接、工字组合梁的连接、T梁的连接等种基本形式。
(1)空心板的连接
设计施工为拆除老桥外侧护栏及边板悬臂,在老桥外侧边板上种植连接件,连接件由钢板、种植螺栓、连接钢筋组成,连接钢筋与新板预埋筋进行焊接,然后连接老桥与新拼桥的桥面铺装钢筋,临时用型钢连接纵向接缝两侧空心板后浇筑接缝及桥面铺装砼,待砼达到设计强度后,拆除型钢临时连接,从而实现新老桥间的直接连接。在浇筑拼接缝混凝土和混凝土未达到要求强度时,注意运营车辆减速并从超车道通行。
(2)工字组合梁的连接
设计施工为拆除老桥外侧护栏,凿除老桥外侧边梁的外翼板砼,保留翼板内钢筋,在对应的横隔梁位置种植外侧横隔梁钢筋,立模现浇外侧横隔梁。安装拼宽桥梁的工字梁,并完成拼宽桥梁工字组合梁间的横隔梁连接及现浇桥面板。用钢板和高强螺栓连接拼接处两侧工字梁的横隔梁,再立模浇筑拼接处现浇桥面板,完成新老桥工字组合梁间的直接连接。
(3)T梁的连接
设计施工为拆除老桥外侧护栏,凿除老桥外侧边梁的部分外翼板砼,保留翼板内钢筋,在对应的横隔梁位置种植外侧横隔梁钢筋,立模现浇外侧横隔梁。安装拼宽桥梁的T梁,并完成拼宽桥梁T梁间横隔梁连接及桥面现浇接缝砼。用钢板和高强螺栓连接拼接处两侧T梁的横隔梁,再立模浇筑拼接处桥面板现浇接缝砼,至此,完成新老桥T梁间的直接连接。
结束语
关于拓宽工程中桥梁的拼接技能难题有较深的领会,深刻理解高速公路老旧桥梁拓宽改建与新建高速公路桥梁的共性和差异性。特别是深入体会到前期计划的重要性,有科学前瞻性、合理性、超前性、契合社会经济发展的公路规划和计划,能够大大节省投资和减少浪费,并提高高速公路的荷载 ,使得高速公路项目的建设越来越高速发展。
参考文献
[1]刘治龙,陈冠峰.公路桥梁加固技术分析[J].中华建设,2014(06).
[2]胡文华,王鹏.山区低等级公路桥梁拓宽设计原则及要点分析[J].公路交通技术,2014(03).
[3]张国土,宋增元.道路拓宽工程施工过程质量控制措施研究[J].江西建材,2014(07).
[4]黄定江.城市道路旧路路基拓宽改造对策及其技术[J].城市道桥与防洪,2014(02).
关键词:高速公路;桥梁;拓宽设计
中图分类号:U238文献标识码: A
一、桥梁拓宽设计基本原则
1、对全线原有桥梁构造物进行归类分析和现场调查,进行必要的研究、论证,为选择合理可行的建设方案提供充分依据。
2、合理选择拓宽方案以减少对现有道路交通的影响。低等级公路是联系相邻镇、县或城市间的交通纽带,沿线交通流对拟拓宽公路的依赖性强,保证通行是实施桥梁扩建的基本前提,一次方案选择应与施工期的施工组织、交通组织紧密结合。
3、因地制宜,采用成熟、合理的工程技术,控制工程风险。原有桥梁可能存在病害,改扩建工程必须认真调查,采取措施处理已有病害,采用可靠的方案进行扩建,确保工程质量。
4、在确定桥涵构造物加宽加固方案的过程中,应充分注重结构的耐久性和可靠性要求,同时考虑施工的可实施性和方便性,降低后期养护成本。
5、桥梁拓宽部件布置方案通常分为单侧拓宽和双侧拓宽2种。双侧拓宽可通过墩上或拱上悬臂挑梁实现,同时利用人行道高出行车道的条件设置大边梁,调整荷载横向分配系数,提高旧桥的承载能力。但双侧拓宽桥面时,需拆除旧桥两侧护栏,当悬臂挑梁不能满足要求时,还要分两侧修建墩台,会增添施工困难。因此大多数公路旧桥拓宽设计都采用单侧拓宽布置,仅拆除一侧的护栏,集中在一侧修建桥墩台。
二、高速公路桥梁拓宽的一般要求
高速公路桥梁拓宽应该满足以下三个基本要求:桥梁拓宽是解决旧桥桥面宽度不足的有效途径,但应切实处理好新旧桥桥面连接问题;由于旧桥已使用多年,旧桥的混凝土已充分收缩,自重作用下的徐变也已基本完成,所以拓宽新增混凝土的自重收缩徐变等,在设计与计算时应充分考虑,以免新旧混凝土的接合面开裂或变形不一致;对于单边新建桥梁的设计,可完全按照独立桥梁设计。
三、高速公路桥梁拓宽的基本方法
1、增设钢筋混凝土悬臂挑梁
这是最简便的桥梁拓宽改造方法,并可和其它桥梁加固补强法一并使用。当旧桥桥墩台及基础完好,能够满足拓宽甚至提载要求时,可在主要承重结构的上部结构进行合理加固和提载后,拆除两侧栏杆,凿除原桥面铺装层,重浇加强的钢筋混凝土桥面铺装层,相应增设车行道悬臂板,从而达到拓宽高速公路桥梁的目的。这种桥梁拓宽的方法适合于梁式桥与拱式桥,一般适用于双侧拓宽的旧桥拓宽,它的突出优点是不必拓宽桥墩,加固工作量小。
2、单边新建桥梁
当原有高速公路路线是以单边拓宽进行的改建;或原桥梁已成为交通要道的瓶颈,亟待拓宽,且不能中断交通;或原桥弃之可惜,只能降低荷载标准和使用等级的情况下,一般可采用在老桥的一侧新建桥梁,达到提高通行能力和承载能力的目的。
3、增设边梁或边拱
拆除一侧(或两侧)栏杆后,在一侧(或两侧)增设边梁(或边拱肋),实现拓宽桥梁的目的新增边梁与原主梁之间铰接,只承受自身恒载、车行道恒载与人群荷载,不承受原主梁传递的剪力,也不参加荷载横向分配。用这种方法拓宽桥梁时,应测量桥墩(台)顶宽度是否能放置新增的梁或拱肋,若不够,应进行墩帽(盖梁)的拓宽处理。
4、增加主梁或拱肋
这种方法一般用于需要拓宽桥梁又要提高承载能力的旧桥。其特点是,新增主梁或拱肋的刚度大于旧桥,以减小原桥主梁或拱肋的荷载横向分布系数,从而在拓宽桥梁的同时,提高桥梁的承载力。
四、高速公路桥梁拓宽工程设计
1、桥面纵向缝处理
高速公路桥梁结构拓宽工程中的重点和难点是如何更好的处理新、老桥梁的纵向拼接缝,也是拓宽工程桥梁结构物的关键点。新老简支梁板桥梁纵向拼接缝的处理方式,从目前国内的工程实例看主要有三种处理方式。
(1)上、下部桥梁结构均不连接的形式
此方法的新老桥梁结构可以互不影响,受力情况明确,施工方便、简单。但新老桥梁整体性较差,在活载作用下,拼接缝隙有变大的趋势,纵向拼接缝之间存在不平整,拼接缝容易破损,对高速行车存在隐患。在中、低等级高速公路中有采用
(2)上、下部桥梁结构均刚性连接的形式。
针对第一种方式的弊端,考虑采用把新老桥梁结构全部连接成整体的处理方式。但由于新老桥梁存在不均匀沉降,产生的结构次内力容易在上下部结构拼接缝中产生裂缝,而且空心板间为铰结,新老板梁间的刚性连接过于强大,不可取,特别是在高速公路软土比较深厚的区域,采用此方式有一定风险。
(3)上部桥梁结构直接连接,下部桥梁结构不连接的形式
综合第一、二方案的优缺点,提出上部板梁连接,而下部结构不连接(独柱式墩台,新老盖梁钢板联结,拓宽一期中采用)。此方案既可以解决桥面拼接缝处平整、共同受力的問题,又避免了刚性联结对结构的不利因素,在拓宽一期中的效果是可以的,因此,根据已完成的国内拼宽工程实例,从行车舒适性、安全美观性、拼接缝维修养护等方面考虑,在高速公路拓宽工程中的桥梁拼宽基本采用此方式。
2、桥梁结构间的连接形式
为满足新老桥接缝两侧梁(板)的变形和刚度协调一致,原则上新拼桥的跨径、梁(板)类型、梁(板)高与老桥应该保持一致。在高速公路桥梁拓宽工程中,桥梁结构拼接缝可以分为空心板的连接、工字组合梁的连接、T梁的连接等种基本形式。
(1)空心板的连接
设计施工为拆除老桥外侧护栏及边板悬臂,在老桥外侧边板上种植连接件,连接件由钢板、种植螺栓、连接钢筋组成,连接钢筋与新板预埋筋进行焊接,然后连接老桥与新拼桥的桥面铺装钢筋,临时用型钢连接纵向接缝两侧空心板后浇筑接缝及桥面铺装砼,待砼达到设计强度后,拆除型钢临时连接,从而实现新老桥间的直接连接。在浇筑拼接缝混凝土和混凝土未达到要求强度时,注意运营车辆减速并从超车道通行。
(2)工字组合梁的连接
设计施工为拆除老桥外侧护栏,凿除老桥外侧边梁的外翼板砼,保留翼板内钢筋,在对应的横隔梁位置种植外侧横隔梁钢筋,立模现浇外侧横隔梁。安装拼宽桥梁的工字梁,并完成拼宽桥梁工字组合梁间的横隔梁连接及现浇桥面板。用钢板和高强螺栓连接拼接处两侧工字梁的横隔梁,再立模浇筑拼接处现浇桥面板,完成新老桥工字组合梁间的直接连接。
(3)T梁的连接
设计施工为拆除老桥外侧护栏,凿除老桥外侧边梁的部分外翼板砼,保留翼板内钢筋,在对应的横隔梁位置种植外侧横隔梁钢筋,立模现浇外侧横隔梁。安装拼宽桥梁的T梁,并完成拼宽桥梁T梁间横隔梁连接及桥面现浇接缝砼。用钢板和高强螺栓连接拼接处两侧T梁的横隔梁,再立模浇筑拼接处桥面板现浇接缝砼,至此,完成新老桥T梁间的直接连接。
结束语
关于拓宽工程中桥梁的拼接技能难题有较深的领会,深刻理解高速公路老旧桥梁拓宽改建与新建高速公路桥梁的共性和差异性。特别是深入体会到前期计划的重要性,有科学前瞻性、合理性、超前性、契合社会经济发展的公路规划和计划,能够大大节省投资和减少浪费,并提高高速公路的荷载 ,使得高速公路项目的建设越来越高速发展。
参考文献
[1]刘治龙,陈冠峰.公路桥梁加固技术分析[J].中华建设,2014(06).
[2]胡文华,王鹏.山区低等级公路桥梁拓宽设计原则及要点分析[J].公路交通技术,2014(03).
[3]张国土,宋增元.道路拓宽工程施工过程质量控制措施研究[J].江西建材,2014(07).
[4]黄定江.城市道路旧路路基拓宽改造对策及其技术[J].城市道桥与防洪,2014(02).