省級公路橋梁加寬拼接技術(shù)優(yōu)化研究

王惠珍 彭謙謙 呂曉東

（南陽市遠(yuǎn)大道路橋梁工程有限公司，河南 南陽 473000）

0 概述

（1）我國交通運輸現(xiàn)狀

近年來隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，我國的交通運輸事業(yè)得到了突飛猛進的進步。我國公路通車?yán)锍桃呀?jīng)達到了世界前列。但是我國仍有大量公路常年處于擁擠狀態(tài)[1]。這樣的運輸現(xiàn)狀表明我國的公路通車?yán)锍痰脑鲩L速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國人民對交通運輸資源的需求的增長速度[2]。因此，橋梁加寬作為公路改擴建項目中的重中之重，進行相關(guān)研究顯得尤為重要。

（2）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

橋梁作為公路工程中重要的構(gòu)成元素直接決定了公路的通行效果[3]。但是由于大量橋梁修建時間長，已經(jīng)不能滿足日常運營需要。國外需要進行相關(guān)加寬的橋梁占到橋梁總數(shù)的29%[4]。所以國內(nèi)外現(xiàn)在的研究重點基本是橋梁加寬技術(shù)方面的研究[5]。國外主要的研究對象為橋梁加寬技術(shù)研究[6]。而國內(nèi)由于橋梁加寬的緊迫性剛剛顯現(xiàn)出來，所以在這方面的研究仍然較為薄弱。

1 公路橋梁加寬拼接方法及技術(shù)特點研究

隨著橋梁加寬拼接的迫切性以及必要性，先進的橋梁拼接技術(shù)在施工過程中逐漸被總結(jié)下來，并進行了廣泛的推廣。根據(jù)多年進行相關(guān)技術(shù)施工以及理論研究，國外關(guān)于這方面的研究較為徹底，但是國內(nèi)仍然沒有對該技術(shù)類型有一個相關(guān)的總結(jié)及技術(shù)特點研究。

1.1 公路橋梁加寬拼接技術(shù)方法研究

根據(jù)多年工作經(jīng)驗總結(jié)，現(xiàn)今關(guān)于公路橋梁加寬拼接技術(shù)主要可以從連接方式入手進行劃分，根據(jù)連接方式主要劃分為以下三類：

（1）上下部位連接的加寬拼接方法：這種方法主要結(jié)構(gòu)形式為新舊橋梁的上下部位均通過濕接縫、橫向鋼筋、植筋等方式進行連接。通過上下均進行連接的方法可以有效的減小新舊橋梁在荷載作用下連接部位的變形；

（2）上下部位均不連接的加寬拼接方法：為了避免新舊橋梁之間連接方式的問題，采用上下部位均不連接的拼接方法。這種方法將連接部位用施工縫方法處理，然后采用瀝青一次澆筑的方法成橋。這樣的結(jié)構(gòu)受力分明，不產(chǎn)生任何的相互作用；

（3）上部連接、下部分離的加寬拼接方法：這種方法主要是將橋梁上部結(jié)構(gòu)通過運用種植鋼筋等技術(shù)將新舊橋梁進行鉸接或者剛接聯(lián)系在一起，下部結(jié)構(gòu)則相互分離。這種技術(shù)結(jié)合了上述兩點各自的優(yōu)缺點，較為實用。

1.2 公路橋梁加寬拼接技術(shù)特點研究

上述這三種橋梁加寬拼接技術(shù)會由于適用橋梁結(jié)構(gòu)的不同直接導(dǎo)致加寬拼接效果產(chǎn)生較大的差異。所以必須要對相關(guān)的技術(shù)特點進行仔細(xì)研究。根據(jù)常年施工經(jīng)驗總結(jié)以及理論分析可以得到三者的技術(shù)特點分別如下：

（1）上下部位連接的加寬拼接方法：由于該方法是在上部結(jié)構(gòu)通過植筋以及澆筑橫隔板等方法進行連接并在下部結(jié)構(gòu)通過增加剛性連接或者鉸接的方法將新舊橋梁連接為統(tǒng)一的整體。所以這種方法加寬拼接的橋梁整體性較好，但是由于新橋的沉降速率要高于老橋，所以上下結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生裂縫。并且施工技術(shù)復(fù)雜，材料需求量大，施工成本較高；由于成本較高，在省級公路橋梁的拼接加寬施工中應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎選擇改種方法。

（2）上下部位均不連接的加寬拼接方法：這種加寬拼接的橋梁會在新舊結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生一條縱縫。導(dǎo)致新舊橋梁之間鋪裝不連接。雖然這正方法簡化了施工工序，但是會由于結(jié)構(gòu)剛度較差導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生不均勻沉降；這種方法對于省級公路中大跨徑橋梁較為適用。

（3）上部連接、下部分離的加寬拼接方法：這種加寬拼裝方法可以在一定程度上保證新舊橋梁之間的橋面平整而且還可以在一定程度上保證新舊主梁之間撓度差的影響。但是只有上部結(jié)構(gòu)連接，容易導(dǎo)致連接部位破損，產(chǎn)生縱向貫通裂縫。所以這種方法比較適用于結(jié)構(gòu)跨徑較小的橋梁加寬拼接施工。相比較上述兩種方法這種方法在省級公路中適用性較強。

2 省級公路橋梁加寬拼接技術(shù)優(yōu)化對比研究

針對現(xiàn)有的橋梁加寬拼接技術(shù)的研究，結(jié)合省級公路的橋梁結(jié)構(gòu)特點。在保證質(zhì)量與成本的基礎(chǔ)上對橋梁加寬拼接技術(shù)進行相應(yīng)的優(yōu)化并通過軟件模擬技術(shù)驗證技術(shù)可行性。

2.1 省級公路橋梁加寬拼接技術(shù)優(yōu)化研究

由于現(xiàn)今大多數(shù)省級公路橋梁結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，所以根據(jù)橋梁常用結(jié)構(gòu)對現(xiàn)有的橋梁加寬拼接技術(shù)進行有針對性的優(yōu)化措施：

（1）兩側(cè)加寬技術(shù)：由于這種橋梁結(jié)構(gòu)中包含了大量的橫線預(yù)應(yīng)力筋，所以原有技術(shù)中的關(guān)于切除混凝土連接的方法不能使用。所以應(yīng)當(dāng)通過運用植筋法將原有橋梁的懸臂加厚，然后通過鉸接方式將舊橋梁與新建橋梁相互連接；

（2）兩側(cè)分離加寬技術(shù)：由于現(xiàn)有的大量省級公路橋梁為病害橋梁。所以在進行加寬拼接時需要進行相應(yīng)的檢測與評價。即使檢測結(jié)果滿足使用要求，仍然需要采用兩側(cè)分離加寬技術(shù)進行加寬拼接。

2.2 省級公路橋梁加寬拼接技術(shù)優(yōu)化驗證

通過對原有橋梁進行相應(yīng)的加寬拼接施工后應(yīng)采用ANSYS 軟件模擬技術(shù)對優(yōu)化后的拼接加寬技術(shù)與原有加寬拼接技術(shù)進行模擬比對。通過有限元分析軟件得到了以下幾點結(jié)論：

（1）經(jīng)過優(yōu)化的加寬拼接技術(shù)在減小新舊橋梁的相對沉降量以及減小混凝土收縮徐變方面由于原有的加寬拼接技術(shù)。

（2）通過軟件模擬結(jié)果可以認(rèn)為，經(jīng)過技術(shù)優(yōu)化后的橋梁拼接技術(shù)如果進一步的增加新橋樁長、增大樁徑可以有效的減小相對沉降量。

（3）無論是否經(jīng)過優(yōu)化的橋梁加寬拼接技術(shù)在改造時均需要對舊橋結(jié)構(gòu)進行切割與鑿除處理，所以在施工過程中應(yīng)禁止采用大功率切割設(shè)備盡量采用軟切割及人工切割。

（4）由于省級公路中大多數(shù)橋梁結(jié)構(gòu)均為帶病工作，所以優(yōu)化后的加寬拼接技術(shù)更加使用與省級公路，且在進行相應(yīng)的加寬拼接之前應(yīng)對原有橋梁進行相應(yīng)的加固措施。

3 結(jié)論

本文通過對橋梁加固拼接技術(shù)的研究與多年工作經(jīng)驗，得到了適用與省級公路橋梁加寬拼接的技術(shù)，并根據(jù)工作經(jīng)驗總結(jié)對省級公路中橋梁加寬拼接技術(shù)進行優(yōu)化使之更加適用于省級公路中橋梁加寬拼接施工。并通過軟件模擬技術(shù)對優(yōu)化結(jié)果進行驗證并為優(yōu)化方案作出了科學(xué)的預(yù)測，為優(yōu)化后的加寬拼接技術(shù)提供了具體的施工建議以及發(fā)展方向。

［1］交通部規(guī)劃司.交通部規(guī)劃司.2003 年公路水路交通行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報[R].2004：39-40.

［2］周建廷.城市橋梁加固拓寬研究[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報，2000(3)：19.

［3］程翔云.舊橋加固改造與橋梁建設(shè)的經(jīng)濟分析[C]//1987 年全國橋梁學(xué)術(shù)討論會集錦，1987：139-168.

［4］謝家全，吳贊平，錢永祥.滬寧高速公路擴建土程綜述[C]//高速公路擴建土程技術(shù)研討會論文集，2004.

［5］胡安兵，凌九忠.淺析高速公路擴建方案[J].江蘇交通，2003(07).

［6］馬春生、宋神友.廣佛高速公路湖洲大橋主橋新舊結(jié)構(gòu)連接設(shè)計[J].公路，2003(8).