高速公路桥梁改扩建设计方案研究

樊妮

中交（广州）铁道设计研究院有限公司

广东省广州市 510000

摘要：作为现代交通运输网络和体系的重要构成，高速公路桥梁凭借其特点和优势，在交通运输当中发挥着纽带的作用，并且对于我国的国民经济增长、社会经济发展和各地区文化交流等方面都有着重要的意义。

关键词：高速公路；桥梁；改扩建；设计方案

高速公路桥梁作为重要的交通枢纽，为提升其使用安全性，为区域经济发展打下坚实基础，在对其进行改扩建的过程当中应当要严格遵循实用耐久、经济合理、安全可靠以及协调美观的原则，从而对整体的设计方案合理性进行严格地把控，为改扩建后的高速公路桥梁的承载能力提供保障，进而确保行车的畅通和安全。因此，在开展相关的工程建设工作中，应当要对高速公路桥梁的改扩建工程进行科学地研究，在明确基本原则的同时，对其方案设计中的重点内容进行综合性考虑，进而保证高速公路桥梁的改扩建能够符合当地道路运输和经济发展的实际需求。

1. 高速公路桥梁设计的基本原则

1.1重视既有桥梁勘察工作

为保证高速公路桥梁改扩建工程的顺利开展，方案设计人员应当要对目前既有高速公路桥梁的设计方案进行研究，以此来作为改扩建方案设计的参考，同时要对拟定改扩建的高速公路桥梁进行现场勘查工作，对相关的情况进行详细记录。在具体的勘察工作中，应当要对既有高速公路桥梁的结构形式进行了解，并对其结构的稳定性进行计算，通过将计算得到的结果与高速公路桥梁设计要求标准进行比对，分析其改扩建的主要目的，从而对高速公路桥梁改扩建工程的方案设计参数进行界定，以此来实现对其结构性能水平的优化和提升。

1.2确定桥梁结构设计标准

在进行高速公路桥梁改扩建方案的设计过程中，为对改扩建工程的具体方向有一个明确的概念，设计人员也需要对高速公路桥梁的结构形式、设计标准等内容进行了解，并对高速公路桥梁所在路段的耐久性等性能指标进行调查、汇总和分析。同时，应当要对改扩建的高速公路桥梁与既有桥梁之间的各项参数进行对比，在保证桥梁的稳定性以及载荷标准符合桥梁工程设计要求的基础上，对高速公路桥梁改扩建的耐久性以及载荷标准进行评估，从而通过这种方式来对设计方案的内容进行优化，提高高速公路桥梁的功能性水平，并对高速公路桥梁改扩建拼宽区域的性能指标进行明确[1]。

1.3参考既有桥梁结构构造

为保证高速公路桥梁改扩建工程的科学性，设计人员在进行方案内容的制定时，应当要对既有的高速公路桥梁结构构造类型进行深入全面地分析，并以此为基础，对改扩建高速公路桥梁的结构进行合理设计，同时要凸显出一定的设计特色。同时，为提高改扩建工程的效益水平，设计人员也需要对方案内容进行详细地分析，对高速公路桥梁改扩建过程中潜在的各类风险问题进行评估并汇总，做好相关的应对方案。此外，还需要重视对高速公路桥梁设计勘察分析过程中方式方法的选用，实现对既有桥梁设计概况的有效掌握，以此来为提升高速公路桥梁改扩建方案的可行性奠定良好的基础。

2. 高速公路桥梁改扩建方案设计

2.1工程概况

以某高速公路桥梁工程为例，项目中包含大中型桥梁和小型桥梁共26座，大中型桥梁的结构形式为：上部结构为装配式先张法预应力混凝土空心板梁桥，下部结构为柱式墩和柱式台，其基础为钻孔灌注桩或扩大基础。而小桥的结构形式如下：上部结构采用了装配式钢筋混凝土空心板梁，下部结构采用轻型桥墩和轻型桥台，基础为扩大基础。该高速公路桥梁项目自建成后投入运营已10年之久，且交通荷载类型以大货车为主，在车辆荷载的长期作用下，桥梁结构以及路面都出现了不同程度的破损，为保证行车安全和舒适度，应对其进行改扩建工程。

2.2上部结构

结合既有高速公路桥梁的上部结构特点，为保证改扩建后桥梁结构能够满足桥梁规范对承载能力的要求，应当要在对原有结构进行充分利用的基础上，通过对主梁结构受力进行改善，来提高其抗弯及抗剪强度。本次改扩建工程拟定在原有的混凝土结构基础上进行增厚处理，并在路面铺装方面同样采用加厚处理。对于既有桥梁结构中的可重复利用结构部分的确定，需采用外观观察结合工程实测的方法，同时要对改扩建给原有结构可能造成的损坏进行评估，通过综合考虑后对改扩建的工程量进行合理界定。在桥梁上部主梁部分的改扩建当中，通过综合方案内容和相关建设要求，对预制板梁的高度和尺寸节进行了重新界定，同时也对桥面改扩建所需的铺装层厚度进行了相应的计算。而为了确保桥梁经过改扩建后桥面各个位置的标高一致，保证整体的平整度，相关人员采用了在既有桥梁结构基础上对桥面进行加厚的处理办法，对垫石的高度进行了适当地调整，从而实现了对该问题的有效解决。而在新桥主梁与旧桥主梁进行连接的方面，本次改扩建工程采用了刚性连接的方法对二者进行了组合，同时使用钢筋网铺设的方法，对桥面进行了强化，进而使得新旧结构形成整体，实现了共同受力[2]。

2.3下部结构

在对既有桥梁的下部结构进行改扩建的过程中，同样以原有的结构形式为主，对其是否满足改扩建需求进行分析，若符合要求，则应当要进行充分利用，并通过对其存在的病害问题进行处理，以此来提高其承载性能。对于新旧盖梁和台帽来说，一般在桥梁的改扩建工程中不对其进行连接处理，设计人员如发现既有桥梁的桥墩台盖梁宽度不符合改扩建的抗震需求，则应当要通过采用截面增大的方式来对其进行加固，并且也可与采用对病害部位进行碳纤维板粘贴的方式来达到补强目的。

同时，在既有桥梁的结构形式中，若采用了肋板式桥台设计，在进行改扩建时也应当要考虑使用同样的设计理念，并预留出一定的沉降缝，避免其由于挤压作用对性能造成影响。而若既有桥梁采用了轻型桥台设计方法，则在进行改扩建的过程中，应将轻型桥台设计理念作为首选，同时也需要在新旧桥台之间进行缝隙的预留，但无需对桥墩和桥台之间进行连接处理。为实现整体改扩建工程质量水平的提升，设计人员也需考虑到采用凿除的方法对旧桥台耳墙以及部分背墙的标高进行调整，使其达到路基水平之下[3]。

2.4基础部分

在改扩建方案的设计中，也需考虑到新旧桥梁之间发生的不均匀沉降问题，为避免该类问题的出现导致桥梁的结构应力发生改变，应当要通过桩基来对加宽部位进行处理，提高其稳定性。若既有桥梁选用了桩基，也可以通过增加加宽部位桩基的长度或直径来对上述问题进行有效解决。同时，当加宽部位完成主梁支撑后，为减少沉降差，应是基础沉降值达到稳定后再进行新旧主梁的连接处理。

2.5附属设施

在改扩建方案设计中也需要对桥头搭板这类附属性的设施进行考虑。为避免在改扩建工程中发生桥头跳车现象，应当要全部拆除既有桥梁搭板，随后在加宽施工阶段将新旧部分视为整体，同时进行搭板浇筑作业。

结束语：综上所述，在当前城市化建设进程不断推进以及社会经济高速发展的背景下，为实现对城市交通运输体系的完善，促进区域内基础设施建设以及经济的发展，应当要重视对于高速公路桥梁的改扩建工作。为保证改扩建工程的合理实施，实现对高速公路桥梁使用性能和安全水平的有效提升，应当要对其方案设计方面的工作提高关注。相关人员应当要对当前既有的高速公路桥梁结构形式进行调查和分析，从而明确具体的改扩建要点，并对桥梁改扩建后应达到的性能要求进行预测，以此来为高速公路桥梁改扩建的方案设计提供参考依据。通过这种方式进行改扩建方案的制定，不但能够优化改扩建工程的整体规划设计，而且也能够实现高速公路桥梁整体性能水平的提升。

参考文献：

[1]汪莹.上跨铁路的高速公路桥梁改扩建技术分析[J].中国高新科技,2022(19):99-101.

[2]石杰荣.桥梁改扩建拼宽与加固技术研究[J].交通世界,2022(26):125-128.

[3]朱盟.高速公路桥梁改扩建设计方案研究[J].交通世界,2022(20):174-176.