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摘要:桥梁加宽随着经济的发展日后会日益常见,但可借鉴的东西却并不多见。笔者根据自己的工作经验,针对桥梁加宽进行了多种方案论述,并对方案进行优缺比较,确定适宜的加宽方案。
关键词:桥梁加宽;方案比较
随着经济的发展,交通量日益增长,前期修建的公路所承受的交通压力越来越大,为了满足日益增长的交通需求,提高道路运营能力;同时为了更好的适应现有交通流的要求,充分发挥现有公路的作用,同时减少占地,减少环境破坏。越来越多的道路加宽提上日程,随之而来的是桥梁的加宽。现以本人所做过的京珠高速公路安新段加宽项目为例,浅谈桥梁加宽。
安新加宽采用的加宽方案是两侧加宽,即在原有道路两侧各加宽8m,故桥梁的加宽方式采用同跨径、同结构形式桥两侧分别进行加宽8m拼接。各桥梁根据实际情况选用适宜的下部结构形式,且尽量与原有桥梁的下部结构保持一致。
方案一:上部构造、下部构造均不连接
此方案为桥梁加宽部分与原桥的上部构造、下部构造不连接,新老结构之间留工作缝,桥面沥青混凝土铺装层连续摊铺。该方案的优点是:加宽桥与原桥各自受力明确、互不影响,简化了施工程序,减小连接的施工难度,基本不影响原高速公路交通。缺点是:汽车活载作用下两桥主梁产生不均衡扰度以及加宽桥大于原桥的后期变形,将会造成连接部位沥青铺装层的破坏,从而形成纵向裂缝和横桥向错台,影响行车舒适性和路容美观,增加后期的养护维修工作,大大增加了维修费用。
方案二:上部构造、下部构造均连接
将加宽桥梁的上部构造与原桥的对应部位横桥向通过植筋、浇筑湿接缝方式连接起来,原桥下部构造的桥墩、桥台盖梁及系梁也通过植筋技术将钢筋和加宽新桥相应部位钢筋连接,然后浇注混凝土,使新老桥梁连成整体。该方案的优点是:加宽桥与原桥形成完整的一体,减少各种荷载(包括基础不均匀沉降、汽车活载、温度荷载等)作用下新老桥连接处的不均衡变形,减小上、下部结构的附加内力。缺点是:新桥与原桥的上部混凝土梁变形(如混凝土收缩、徐变等)不一致,加宽桥基础沉降大于原桥基础沉降,由此产生的附加内力较大,易造成下部构造的盖梁、墩台连接处产生裂缝;同时上部构造连接处也可能出现裂缝,影响行车、桥面美观性,增加维护工作量。而且,下部结构采用植筋技术工程成本高,施工也繁琐。
方案三:上部构造相互连接、下部构造不连接
本方案综合上述两种方案的优缺点,采用加宽橋与原桥上部构造横向相互连接而下部构造不连接。该方案的优点是:加宽桥与原桥上部形成整体,而下部各自受力,内力相互不影响,调整由于新桥与原桥材料的差异和基础不均匀沉降等原因产生的附加内力的办法很多,如和预压新建结构、延迟浇筑接缝时间、增长桩基础长度等等。缺点是:新桥与原桥的上部材料的变形(如混凝土收缩、徐变等)不一致,加宽桥基础沉降大于原桥基础沉降,由此产生的附加内力不可能完全被克服,还是对结构有一定的影响,施工时对施工工艺、施工组织的要求较高,通车也有一定的影响。
综合比较,本项目推荐采用“上部构造相互连接、下部构造不连接”的方案进行改建。
2、桥梁加宽实施方案
全线桥梁均为10米、16米及20米简支桥面连续空心板桥,本次设计拟采用以下三个方案进行比选。
方案一,首先将老桥现浇桥面板从边缘向内60cm范围凿除,再将边板外侧混凝土表面凿平整,搭支架立模板,绑扎钢筋,现浇一块边板与原桥连接为整体。横向布置为:2.0+2×(12×1.0+0.75+6 ×1.0+1.25)=42.0m。该方案的优点是:基本不影响交通,与原板相连接的为现浇中板,刚度大,其他中板方便预制、节省模板,对新板与原板的横向误差可以通过现浇来调整。缺点是:施工有一定难度,新老桥的混凝土收缩徐变、不同沉降对构造物影响较大,尤其是新现浇的部分受剪力,易产生裂缝。如下图
方案二,将现浇桥面板横向从老边板边缘向内60cm范围凿除,从板外侧往内4~5cm范围内凿去砼并凿毛侧面,与之相连的新拼接桥采用宽1.0m普通中板,绑扎绞逢钢筋,浇注混凝土。横向布置为: 2.0+2× (12 ×1.0+8 ×1.0)=42.0m。该方案的优点是:新拼接桥全部采用宽1.0m与老桥设计相同的空心板,预制、施工简单,不断通。缺点是:新老板拼接时的横向误差不容易调整,新老桥接缝过于薄弱、变形协调能力差,在新桥基础沉降或新老桥板挠度变形不一致时易产生裂缝。
方案三,首先按照老桥空心板设计预制一块具有20cm宽30cm深槽口的空心板,将老边板现浇桥面板横向从边缘向内60cm范围凿除,再从预制板顶面往下30cm从老边板外侧向内凿去混凝土直至露出架立钢筋,在老边板内增加纵向钢筋,用环形箍筋将老边板内的架立钢筋、纵向钢筋与新板纵向钢筋绑扎,现浇混凝土使新老板连接成整体。该方案优点是:结构整体性好,横向受力明确,新老桥连接缝刚度大,抗剪能力强,不易出现裂,对新板与原板的横向误差可以通过现浇来调整。缺点是:需特殊设计一片连接中板,施工难度稍大。
方案比较:上述三个方案优点是施工期间不需移动原板,对交通干扰小,第三方案结构整体性好,横向受力明确。
关键词:桥梁加宽;方案比较
随着经济的发展,交通量日益增长,前期修建的公路所承受的交通压力越来越大,为了满足日益增长的交通需求,提高道路运营能力;同时为了更好的适应现有交通流的要求,充分发挥现有公路的作用,同时减少占地,减少环境破坏。越来越多的道路加宽提上日程,随之而来的是桥梁的加宽。现以本人所做过的京珠高速公路安新段加宽项目为例,浅谈桥梁加宽。
安新加宽采用的加宽方案是两侧加宽,即在原有道路两侧各加宽8m,故桥梁的加宽方式采用同跨径、同结构形式桥两侧分别进行加宽8m拼接。各桥梁根据实际情况选用适宜的下部结构形式,且尽量与原有桥梁的下部结构保持一致。
方案一:上部构造、下部构造均不连接
此方案为桥梁加宽部分与原桥的上部构造、下部构造不连接,新老结构之间留工作缝,桥面沥青混凝土铺装层连续摊铺。该方案的优点是:加宽桥与原桥各自受力明确、互不影响,简化了施工程序,减小连接的施工难度,基本不影响原高速公路交通。缺点是:汽车活载作用下两桥主梁产生不均衡扰度以及加宽桥大于原桥的后期变形,将会造成连接部位沥青铺装层的破坏,从而形成纵向裂缝和横桥向错台,影响行车舒适性和路容美观,增加后期的养护维修工作,大大增加了维修费用。
方案二:上部构造、下部构造均连接
将加宽桥梁的上部构造与原桥的对应部位横桥向通过植筋、浇筑湿接缝方式连接起来,原桥下部构造的桥墩、桥台盖梁及系梁也通过植筋技术将钢筋和加宽新桥相应部位钢筋连接,然后浇注混凝土,使新老桥梁连成整体。该方案的优点是:加宽桥与原桥形成完整的一体,减少各种荷载(包括基础不均匀沉降、汽车活载、温度荷载等)作用下新老桥连接处的不均衡变形,减小上、下部结构的附加内力。缺点是:新桥与原桥的上部混凝土梁变形(如混凝土收缩、徐变等)不一致,加宽桥基础沉降大于原桥基础沉降,由此产生的附加内力较大,易造成下部构造的盖梁、墩台连接处产生裂缝;同时上部构造连接处也可能出现裂缝,影响行车、桥面美观性,增加维护工作量。而且,下部结构采用植筋技术工程成本高,施工也繁琐。
方案三:上部构造相互连接、下部构造不连接
本方案综合上述两种方案的优缺点,采用加宽橋与原桥上部构造横向相互连接而下部构造不连接。该方案的优点是:加宽桥与原桥上部形成整体,而下部各自受力,内力相互不影响,调整由于新桥与原桥材料的差异和基础不均匀沉降等原因产生的附加内力的办法很多,如和预压新建结构、延迟浇筑接缝时间、增长桩基础长度等等。缺点是:新桥与原桥的上部材料的变形(如混凝土收缩、徐变等)不一致,加宽桥基础沉降大于原桥基础沉降,由此产生的附加内力不可能完全被克服,还是对结构有一定的影响,施工时对施工工艺、施工组织的要求较高,通车也有一定的影响。
综合比较,本项目推荐采用“上部构造相互连接、下部构造不连接”的方案进行改建。
2、桥梁加宽实施方案
全线桥梁均为10米、16米及20米简支桥面连续空心板桥,本次设计拟采用以下三个方案进行比选。
方案一,首先将老桥现浇桥面板从边缘向内60cm范围凿除,再将边板外侧混凝土表面凿平整,搭支架立模板,绑扎钢筋,现浇一块边板与原桥连接为整体。横向布置为:2.0+2×(12×1.0+0.75+6 ×1.0+1.25)=42.0m。该方案的优点是:基本不影响交通,与原板相连接的为现浇中板,刚度大,其他中板方便预制、节省模板,对新板与原板的横向误差可以通过现浇来调整。缺点是:施工有一定难度,新老桥的混凝土收缩徐变、不同沉降对构造物影响较大,尤其是新现浇的部分受剪力,易产生裂缝。如下图
方案二,将现浇桥面板横向从老边板边缘向内60cm范围凿除,从板外侧往内4~5cm范围内凿去砼并凿毛侧面,与之相连的新拼接桥采用宽1.0m普通中板,绑扎绞逢钢筋,浇注混凝土。横向布置为: 2.0+2× (12 ×1.0+8 ×1.0)=42.0m。该方案的优点是:新拼接桥全部采用宽1.0m与老桥设计相同的空心板,预制、施工简单,不断通。缺点是:新老板拼接时的横向误差不容易调整,新老桥接缝过于薄弱、变形协调能力差,在新桥基础沉降或新老桥板挠度变形不一致时易产生裂缝。
方案三,首先按照老桥空心板设计预制一块具有20cm宽30cm深槽口的空心板,将老边板现浇桥面板横向从边缘向内60cm范围凿除,再从预制板顶面往下30cm从老边板外侧向内凿去混凝土直至露出架立钢筋,在老边板内增加纵向钢筋,用环形箍筋将老边板内的架立钢筋、纵向钢筋与新板纵向钢筋绑扎,现浇混凝土使新老板连接成整体。该方案优点是:结构整体性好,横向受力明确,新老桥连接缝刚度大,抗剪能力强,不易出现裂,对新板与原板的横向误差可以通过现浇来调整。缺点是:需特殊设计一片连接中板,施工难度稍大。
方案比较:上述三个方案优点是施工期间不需移动原板,对交通干扰小,第三方案结构整体性好,横向受力明确。