舊橋拓寬縱向連接方法及工程實(shí)例

朱偉超 廣東理工職業(yè)學(xué)院

舊橋拓寬縱向連接方法及工程實(shí)例

朱偉超 廣東理工職業(yè)學(xué)院

對(duì)國(guó)內(nèi)外舊橋拓寬中新舊橋連接方法進(jìn)行了總結(jié)，并結(jié)合新舊橋縱向連接實(shí)例的分析，對(duì)各種連接形式進(jìn)行了對(duì)比，得到幾點(diǎn)啟示，望能為類似工程提供借鑒。

舊橋；拓寬；縱向連接

引言

隨著我國(guó)公路交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，公路交通量不斷增加，很多橋梁交通量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了設(shè)計(jì)通行能力，并且經(jīng)常因車輛故障或交通意外導(dǎo)致嚴(yán)重交通堵塞，通行能力已難以滿足通行要求。對(duì)于那些健康狀況良好，遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到使用壽命的舊橋，采用拓寬改建的辦法，提高其通行能力，實(shí)則為明智之舉。

舊橋拓寬可以采用利用舊橋單側(cè)或雙側(cè)建新橋的辦法，這種方法工期短，節(jié)省費(fèi)用，并且不會(huì)中斷交通。當(dāng)前，由于舊橋拓寬改建的過(guò)程中常存在原始資料和圖紙不全的客觀原因，舊橋拓寬改建設(shè)計(jì)的制約因素和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)新橋要大得多。

本文總結(jié)國(guó)內(nèi)外舊橋加寬改建的各種經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合新舊橋縱向連接實(shí)例，對(duì)新舊橋橋面縱向連接的處理方法進(jìn)行總結(jié)分析，解決新舊橋連接處常出現(xiàn)縱向縫、啃邊和新舊橋梁之間存在明顯的撓度差等問(wèn)題，達(dá)到減少新舊橋之間的損壞，延長(zhǎng)橋梁使用壽命的目的。

1、國(guó)內(nèi)外新舊橋縱向連接方法

1）上、下部構(gòu)造均不連接

⑴ 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(wèn)題，但不能解決新舊橋撓度差問(wèn)題，且高速行車時(shí)容易打滑，行車安全性降低。這種連接方式要求結(jié)構(gòu)跨徑較小，相對(duì)撓度差較小，不然易造成橋面開(kāi)裂。俄羅斯規(guī)定，對(duì)于使用期限不超過(guò)10年的臨時(shí)性橋梁，才容許采用無(wú)橫向連接的方式。

⑵ 用縱向伸縮縫連接。這種做法在歐洲及香港均較為成功，其要求橋面鋪裝采用剛性橋面。目前國(guó)外通常采用的是英國(guó)生產(chǎn)的BRITFLEX 系列伸縮縫，造價(jià)近2400元／m。

2）上、下部構(gòu)造均連接

如前蘇聯(lián)、日本等國(guó)在橋梁加寬、擴(kuò)建時(shí)部分采用此方法，并制作了標(biāo)準(zhǔn)圖集。本方案可以暫時(shí)解決行車平順過(guò)渡的問(wèn)題，但因在施工階段舊橋仍維持交通，行車使橋梁反復(fù)上下振動(dòng)，與舊橋連成整體的鋼筋容易對(duì)連接部位混凝土質(zhì)量造成影響。在使用階段，車輛在新舊橋上行駛的頻率不一致而造成振動(dòng)差異，使新、舊橋連接部位在復(fù)合荷載的作用下，很容易造成混凝土出現(xiàn)縱向不規(guī)則裂縫，進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)的耐久性，影響橋梁的壽命。日本規(guī)定在施工時(shí)車輛通行引起的相對(duì)撓度差在0.2mm以下時(shí)，才容許通車狀態(tài)下澆注混凝土。

3）上部連接、下部構(gòu)造不連接新舊橋采用柔性連接方法。

2、某立交橋?qū)嵗?/h2>

某立交橋，鑿除舊橋防撞欄及梁體翼板混凝土，露出鋼筋，新、舊橋翼板連接處預(yù)埋鉸接鋼筋，澆注連接部混凝土。通過(guò)設(shè)鉸，允許新、舊橋在縱、橫、豎三個(gè)方向都能有微小變形，且讓其繞縱縫有微小的轉(zhuǎn)角。出現(xiàn)不協(xié)調(diào)變形時(shí)，可消減部分附加應(yīng)力，減少連接混凝土的不規(guī)則開(kāi)裂，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。鉸接鋼筋又可協(xié)調(diào)新、舊橋由于行車引起的不同步振動(dòng)，消減瞬間錯(cuò)臺(tái)，使新、舊橋平順過(guò)渡，有利于行車安全。如圖1所示。

3、某公路橋?qū)嵗?/h2>

（1）橋梁概況

此橋修建于1993年，為一座瀝青混凝土公路橋。后來(lái)隨著公路交通量增大，進(jìn)行了加寬處理。運(yùn)營(yíng)十多年后，出現(xiàn)了一些問(wèn)題。此橋?yàn)?×8m現(xiàn)澆空心板橋。中間部分（寬約7.5m）為老橋，雙柱式墩；兩側(cè)部分（左側(cè)寬約3.6m,右側(cè)寬約3.9m）為后來(lái)加寬橋，獨(dú)柱墩。橋?qū)捊M合為0.5m（防撞欄）+14m（行車道）+0.5m（防撞欄）。兩橋設(shè)計(jì)荷載等級(jí)均為：汽車-20級(jí)/掛-120。

由于進(jìn)行橋面加寬時(shí)時(shí)間緊促，資金緊張，所用建材性能較差，施工工藝落后，施工質(zhì)量較差，并且對(duì)超重載車輛帶來(lái)的影響估計(jì)不足等原因，歷經(jīng)十多年出現(xiàn)了以下病害：

1)老橋梁板與加寬橋梁板之間存在寬6～10cm的縱縫，瀝青混凝土鋪裝沿縱縫嚴(yán)重開(kāi)裂，開(kāi)裂范圍最寬處約3cm，下雨時(shí)有雨水從縱縫處下滲；

2)老橋墩頂瀝青混凝土有明顯橫向裂縫，加寬橋墩頂有的也有裂縫；

3)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，因河床沖刷下降，樁與地梁交接處混凝土剝落，鋼筋銹蝕；

4)空心板因施工原因，板內(nèi)露筋、鋼筋銹蝕，特別是在橋面開(kāi)裂漏水的情況下更甚；

5)經(jīng)常與水接觸的構(gòu)件，如邊梁、邊肋、欄桿以及臨水面的墩臺(tái)構(gòu)件，有鋼筋銹蝕情況；

6)兩側(cè)橋臺(tái)無(wú)伸縮縫，無(wú)搭板，橋臺(tái)處瀝青混凝土龜裂嚴(yán)重，發(fā)現(xiàn)有橋面雨水從裂縫處滲入臺(tái)后填土中。

圖1 某立交橋縱向連接立面圖

（2）處理方案

此橋的檢測(cè)結(jié)果表明，新舊結(jié)構(gòu)之間的水平位移不是很大，而豎向位移較大。 從此也可以看出新舊橋連接處出現(xiàn)縱向裂縫、啃邊等現(xiàn)象的原因。見(jiàn)于兩橋使用10多年后，加寬橋的沉降基本穩(wěn)定，采用下部不連接，上部連接的處理方法。

針對(duì)該病害，采用了以下應(yīng)對(duì)措施：

1)鑿掉現(xiàn)有瀝青混凝土鋪裝和縱縫處松動(dòng)混凝土，用環(huán)氧樹(shù)脂混凝土修補(bǔ)好縱縫兩側(cè)梁板并且使縱縫減小到1cm；

2)用聚氨酯膠泥填充縱縫；

3)全橋范圍內(nèi)設(shè)8cm厚水泥混凝土橋面鋪裝；

4)老橋和加寬橋之間設(shè)縱向橋面連續(xù)。

5)在老橋與加寬橋橋面鋪裝層內(nèi)均增設(shè)了橫向橋面連續(xù)。

6)橋頭出現(xiàn)的病害主要為未設(shè)伸縮縫和搭板所致，在兩側(cè)橋臺(tái)均增設(shè)了伸縮縫和6m長(zhǎng)的搭板。

7)老橋梁板板底局部剝露的混凝土需用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿修補(bǔ)，防止露筋。

（3）橫斷面施工要求

修復(fù)后新舊橋連接處橫斷面如圖2所示。

圖2 新舊橋連接處橫斷面

修復(fù)后橫斷面施工要求：

1)修復(fù)后的橋面標(biāo)高與現(xiàn)有橋面標(biāo)高保持一致。

2)施工時(shí)全部鏟除現(xiàn)有瀝青混凝土鋪裝，鑿掉老橋與加寬橋之間的松動(dòng)混凝土，還需將加寬橋?yàn)r青鋪裝層下的水泥混凝土鑿掉3cm（伸縮縫安裝槽需鑿掉5cm），以保證8cm新澆水泥混凝土橋面鋪裝層的厚度。

3)橋面鋪裝水泥混凝土鑿掉3cm后，應(yīng)觀察下面是否有裂縫和破碎現(xiàn)象，如有，則應(yīng)繼續(xù)鑿除，直到露出完整新鮮的混凝土。

4、結(jié)論

（1）上、下部構(gòu)造均不連接

優(yōu)點(diǎn)：加寬橋與原橋各自受力明確、互不影響，簡(jiǎn)化了施工程序，減小連接的施工難度，基本不影響原有公路交通。

缺點(diǎn)：在汽車活載作用下新舊橋主梁產(chǎn)生不均衡撓度以及加寬橋大于原橋的后期變形，將會(huì)造成縱向伸縮縫和連接部位鋪裝層的破壞，從而形成縱向裂縫和橫橋向錯(cuò)臺(tái)，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。

采用上述連接方式，運(yùn)營(yíng)結(jié)果表明縱向伸縮縫和橋面鋪裝層容易損壞，縱向裂縫隨著鋪裝層啃邊現(xiàn)象的發(fā)展日益擴(kuò)大，嚴(yán)重影響了行車安全和路容美觀。可以考慮采用高性能的縱向伸縮縫以及采用高性能的瀝青混凝土或者高強(qiáng)度、高韌性的環(huán)氧鋼纖維混凝土，實(shí)施橋面連續(xù)工程來(lái)解決這一問(wèn)題。

（2）上、下部構(gòu)造均連接

優(yōu)點(diǎn)：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)作用下新舊橋連接處的不均衡變形。

缺點(diǎn)：新橋與原橋的上部混凝土梁變形不一致，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，不僅易造成橋面新舊橋連接處產(chǎn)生裂縫，還易造成下部構(gòu)造的蓋梁、墩臺(tái)連接處產(chǎn)生裂縫，影響行車及橋面美觀性，增加維護(hù)工作量和維修成本。

采用此方法連接，在全封閉的情況下進(jìn)行改擴(kuò)建，存在對(duì)原有公路交通的干擾問(wèn)題，對(duì)于大多數(shù)公路改擴(kuò)建，基本不可能對(duì)原有公路全封閉。

（3）上部連接、下部構(gòu)造不連接

優(yōu)點(diǎn)：新橋與原橋上部連接，形成整體，有利于上部結(jié)構(gòu)受力、行車舒適及路容美觀。下部結(jié)構(gòu)不連接，下部各自受力，內(nèi)力相互不影響，可以減少由于新橋與原橋的上部材料的變形不一致、新舊橋基礎(chǔ)不均勻沉降而產(chǎn)生的附加內(nèi)力。

缺點(diǎn)：新橋與原橋的上部材料變形不一致，新舊橋基礎(chǔ)不均勻沉降，由此產(chǎn)生的附加內(nèi)力不可能完全被克服，還是對(duì)結(jié)構(gòu)有一定的影響。如果上部結(jié)構(gòu)通過(guò)設(shè)鉸進(jìn)行連接，這種影響要比采用剛性連接小，所以對(duì)于撓度差和基礎(chǔ)沉降差小的小橋，上部結(jié)構(gòu)可以采用剛性連接；而對(duì)于撓度差和基礎(chǔ)沉降差較大的橋梁，可以采用通過(guò)設(shè)鉸進(jìn)行連接的方案。

[1]黃姝，劉守良.對(duì)舊橋加寬的幾點(diǎn)看法[J].東北公路.第20卷（4）： 45-49

[2]楊修鵬，楊本波.新舊橋連接技術(shù)處理[J].中國(guó)市政工程.1996.9，第3期：26-31

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.037

朱偉超（1979-），男，助教，廣東理工職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 510091。