公路桥梁在改扩建工程中的拼接利用的分析

　　[摘要]文章结合南京绕城公路的改扩建工程，基于桥梁耐久性相关因素，对桥梁拼接方式以及桥梁上、下部结构拼接的构造处理问题做了深入的分析。

　　[关键词]南京绕城公路改扩建, 桥梁拼接, 构造处理, 耐久性

　　中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

　　[Abstract] The paper, combined with reconstruction projects of Nanjing belt highway, bridge durability based on relevant factors, joining together to bridge and bridge on the way, the structure of the joining together to deal with problems structure, makes a deep analysis.

　　[Key Words] Nanjing expansion belt highway, bridge joining together, structure processing, durability

　　1.概述

　　改革开放以来随着我国经济的高速发展及国家对交通基础设施建设的大力投资，我国公路建设有了突飞猛进的发展。随着中国经济融入世界经济体系，按照上世纪七、八十年代的设计标准建设的公路通行能力和服务水平已不能满足经济发展需要，其中相当一部分旧桥不得不面临拆除重建或拓宽改造的问题。

　　2.公路桥梁改扩建主要因素

　　采用合理的设计方案、施工工艺，桥梁加固和拓宽改造可以提高其承载能力，同时拓宽加固后旧桥的耐久性也可以得到提高。桥梁加固和拓宽对比完全拆除重建的费用相对较低，这也是目前公路桥梁加固和拓宽被广泛采用的主要原因。

　　在桥梁加固拓宽过程中，需要考虑的因素主要有以下几个方面：(1)现状桥梁的耐久性检测评估;(2)新旧桥梁加固拓宽静力学分析;(3)新旧桥梁加固拓宽动力学分析;(4)加固拓宽设计的关键技术。

　　3.公路桥梁改扩建工程分析

　　3.1现状桥梁的耐久性检测评估

　　现状桥梁的耐久性评估以旧桥检测为基础，是公路桥梁改扩建的前提。影响混凝土桥梁结构耐久性的因素主要包括：环境因素、构造尺寸、保护层厚度、裂缝控制、附属设施情况(包括桥面铺装、伸缩装置、排水设施等的完整情况);因此检测评估从以上几个方面进行。

　　3.1.1环境条件调查

　　在对现状桥梁的检测评估时，首先对构造物所处的环境因素进行调查：温度、湿度及腐蚀性介质等。

　　3.1.2裂缝调查与检测

　　裂缝是影响混凝土结构耐久性的主要因素。调查检测内容包括：裂缝分布、形式、宽度、深度等。

　　3.1.3结构实际情况调查

　　旧桥采用上世纪七、八十年代的标准设计，结构几何尺寸从减轻结构自重降低造价的角度出发往往都比较小，因此旧桥的实际保护层厚度、配筋等情况是否与原设计图纸相符就显得至关重要。

　　3.1.4桥梁损伤情况调查

　　主体结构及附属设施的损耗、破坏情况，是改造方案选择的主要依据。

　　3.1.5桥梁受力性能检测

　　桥梁主体结构的承载能力和安全度主要通过荷载试验来检测。通过荷载试验可测定一些通过理论计算无法确定的条件(比如不同龄期的新旧桥梁)下的结构力学情况，对于发现一些隐藏病害都有重要帮助。

　　3.2新旧桥梁加固拓宽静力学分析

　　桥梁拓宽应遵循新旧桥梁的结构受力体系尽量一致的原则，且新拓宽桥梁在施工阶段 、营运阶段要对旧桥结构产生受力上的有利影响。桥梁拓宽新旧部分结构相互影响的主要因素：

　　3.2.1施工、使用阶段新旧部分之间由于收缩徐变引起的梁(板)变形差

　　由于旧桥收缩徐变基本完成，而新桥才刚开始，因此相互连接的新旧体系由于收缩徐变差异产生附加应力;当其与下述沉降差产生的附加应力共同作用大于结构连接构造所提供的抵抗力时，将导致连接面破坏。通过计算分析可知，离支点截面越远附加应力越大，跨中附加应力最大;无论铰接、刚接应力分布、变形分布的特点是相近的;因此，推迟连接时间是有效减少收缩徐变附加应力影响的有效方法。

　　3.2.2新旧部分之间的下部结构的沉降差

　　由于旧桥沉降基本完成，而新桥才刚开始，因此相互连接的新旧体系由于沉降差异产生附加应力;当其与上述收缩徐变产生的附加应力共同作用大于结构连接构造所提供的抵抗力时，将导致连接面破坏。 沉降差作为不可避免的主要因素，在实际工程中确定允许沉降差则是关键。

　　允许沉降差与下列因素有关：新旧桥梁结构类型、横向刚度、新旧桥梁连接方式及材料(包括混凝土、钢筋、钢板等)、连接工艺及时间等。通过计算分析可知：支座附近附加内力大于跨中，刚性连接大于铰接;随着沉降的增加在同一截面得内力成线性增加。通过相关的技术手段可以减少基础沉降差的影响，具体的方法包括：构造设计、地基处理(包括排水固结、换填、加筋法等)。

　　3.2.3新旧桥梁连接方式

　　新旧桥梁连接方式主要包括以下方式：

　　①. 新旧桥梁不连接

　　新旧桥梁相互独立，基本不存在由于沉降差产生的附加内力,但新旧结构会产生竖向位移差。本方案适用于特殊结构桥梁或者地质条件好，容许沉降控制较好的桥梁结构中。

　　②. 仅上部构造连接

　　本方案新旧桥梁相互影响较小，但施工要求上部结构较晚连接，工期稍长。

　　③. 上、下部构造均连接

　　本方案桥梁整体性较好，但过早连接由不均匀沉降等产生的附加内力较大，且下构连接施工工艺较为复杂，成本相对较高。

　　3.3新旧桥梁加固拓宽动力学分析

　　根据新旧桥梁的结构类型、连接方式与时机及施工阶段交通组织形式等因素，新拓宽桥梁与原有旧桥相比，结构自身的动力特性亦发生改变，因此需根据桥梁类型选择是否对其结构动力特性进行分析。

　　3.4加固拓宽设计的关键技术

　　南京绕城公路由双向四车道一级公路，拓宽改造为双向六车道高速公路过程中，涉及的关键技术如下：

　　①. 航道净空和道路净空问题

　　考虑新建桥梁横坡对桥下净空的影响，维持等级航道和等级道路通行净空标准不变。

　　②. 测量数据的要求和处理

　　一般简支桥面连续结构的大中小桥，桥梁的特征点布设在外侧和内侧护栏的边缘与伸缩缝、桥面连续缝的交点上。对于较大跨径的连续箱梁桥，桥梁的特征点布设在外侧和内侧护栏的边缘上，从伸缩缝处起，5m间距布设1个。

　　③. 施工组织问题

　　包括主线桥拆除、加固、维修施工时的交通组织问题，被交道上跨桥梁的拆除和重建施工时的交通组织问题，中央分隔带桥墩施工时的交通组织问题等。

　　④. 桥梁新老结构纵面拼接控制

　　在未考虑原桥承载力折减的基础上，经计算原桥的桥面铺装可以增加的厚度有限。考虑拼接后桥梁的整体使用寿命，拼接设计后整体的桥面沥青铺装厚度维持原厚度。

　　⑤. 桥梁拼接结构设计

　　桥型结构主要包括：板式结构、组合工字梁及T梁结构、现浇连续箱梁结构。通过专项课题研究，板式结构和箱梁拼接设计采用横向弱连接(翼缘和悬臂连接);组合工字梁及T梁结构拼接设计采用横向强连接(横隔梁、翼缘连接)。

　　4.结束语

　　随着我国经济高速的发展及交通基础设施建设的日益完善，旧桥改造利用的问题将日益突出，在提高旧桥承载能力和服务水平的同时，拓宽改造技术的提高必将在围绕提高改造桥梁耐久性的前提之下寻求突破。

　　参考文献

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