公路桥梁拓宽拼接设计关键问题研究

李大燕

湖北省路桥集团有限公司 湖北省 武汉市 430056

摘要：随着我国经济的发展，道路交通的运输量也随之增大，其对我国道路运输要求也有所提高。面对此情况，许多早期建造的桥梁需要进行拓宽处理。公路桥梁拓宽拼接设计是一项对技术要求价高的工作，具体设计时，必须需要做好相应分析工作，保证经过拓宽拼接后的工程质量能够得到预期。

关键词：公路桥梁；拓宽拼接；设计措施

一、公路桥梁拓宽的具体要求

在拓宽公路桥梁时，设计工作尤为重要，在具体设计时，要对旧公路桥梁情况进行全面分析，保证最终建设的公路桥梁拓宽质量和精度都能够达到预期，从而改善交通环境，方便人们出行，促进经济发展。在进行公路桥梁拓宽拼接设计工作期间，要采取合理方式对拓宽拼接设计方案进行计算，对比不同方案，从设计的各种方案中选择出一种合理方案，保证最终建设的公路桥梁宽度和耐久度都能够达到需求。制定出安全、可靠，符合实际需求的公路桥梁拓宽拼接设计方案，对于改建公路桥梁来说能够起到一定的保护作用。一般来说，对公路桥梁拓宽设计可以采取单侧加宽，或双侧加宽两种方案，采取哪一种方法进行改造，需要依据实际情况而定，具体改造要以确保公路桥梁工程质量能够达到要求基础上，完成结构连接。

二、拓宽公路桥梁的基本原则

（一）合理开展拓宽拼接设计

拓宽改造原公路桥梁前，相关工作人员要进入到施工现场，对四周情况进行详细勘察，并且要做好测量工作。在全面结合当地周围环境和地质情况基础上，采取科学、合理拓宽拼接技术，从而保证最终设计的方案能够处于理想状态。

（二）尽量不影响原交通环境

在进行公路桥梁拓宽拼接设计时，要最大程度减小对原交通环境造成的不良影响，保证在原公路桥梁拓宽施工期间，需要在保证工程承载力能够达到要求基础上，对拓宽工作进行适当组织，保证交通运输正常，为人们提供一个良好的交通环境。

（三）保证桥梁安全性与耐久性

公路桥梁拓宽拼接设计是一项复杂工作，具体设计时要全面结合旧公路桥梁具体情况，在旧公路桥梁基础上，全面把控旧公路桥梁情况。从客观层面进行分析来看，在公路桥梁拓宽时，如果新旧桥梁结构出现了不一致现象，工程竣工后，在后期应用时，容易出现大量纵向裂缝，这会降低公路桥梁整体质量，破坏交通环境。需要相关工作人员注意的是，在进行新旧下部结构和基础结构选择时，需要充分考虑新桥梁对旧桥梁造成的不良影响，避免公路桥梁在运行期间，由于新旧桥梁衔接不合理，结构不完整而出现各种安全隐患，引发事故，这将会造成巨大经济损失，以及人员伤亡。

三、公路桥梁拓宽拼接方案

我国公路工程中常用的桥梁类型为梁式桥，尤其是在中小跨径梁式桥量应用十分常见。一般来说，梁式桥拓宽拼接是一项十分复杂的问题，一般采取与旧桥相同结构形式，确保经过拓宽拼接后，桥梁可以保持均匀协调。依据公路工程具体情况，可以采取下列几种方式进行连接。

(一)上下部结构全部连接

采取上下部结构全部连接方式，完成拓宽拼接后，新旧桥梁工程整体性好，可以实现对变形与受力情况的合理协同，各片主梁内力可以均匀分布，而且能够使拓宽桥梁横向刚度得到进一步增强，最大程度减少拼宽连接处发生变形问题。从现阶段的具体情况来看，常用的方法有利用横隔板连接整个上部结构和T梁翼缘板连接两种，从连接效果来看，后者效果更加理想。通过对大量的施工经验进行分析可以发现，在进行新桥梁工程建设时，旧桥梁工程已经发生了多年沉降，通常不会发生再次沉降，而新桥基础则会持续受到沉降问题的影响，沉降现象的发生，会导致新旧桥梁结构连接处受力，同时，新桥梁工程混凝土收缩徐变、温度应力等各项影响因素，都会导致接缝处出现附加应力，在情况严重时，将会出现裂缝，这会增加后期运营维护作业开展难度。目前，这一连接方式的扩宽拼接方案在部分公路桥梁工程中得到了应用。

(二)上下结构都不连接

采取的上下结构都不连接方式，采取这一连接方式，旧桥与新桥之间的受力相互不会发生影响，而且整体施工作业开展起来相对较为方便。一般来说，需要在旧桥梁结构间留一条纵缝，采取这一类型的拓宽拼接方式，这不仅能够大幅度简化施工作业开展程序，而且也能够使拓宽连接技术上遇到的各项问题都能够得到解决。需要注意的是，采取上下结构都不连接方式，新旧桥梁无法协同变形和受力，这将会导致新桥梁工程发生严重沉降，整体沉降量远大于旧桥，可能会破坏铺装层，情况严重时会使新旧桥梁接缝处发生严重错位问题，这将会大幅度降低桥梁工程整体美观性，会提高后期运营成本，因此，这种连接方式不适合应用在规模较大的桥梁拓宽拼接中。目前，这一拓宽拼接方案在我国部分公路桥梁工程改造中得到了应用。

(三)连接上部结构，不连接下部结构

采取连接上部结构，不连接下部结构方式，这一方式综合了上下结构都不连接和上下结构都不连接方式在公路桥梁拓宽拼接方式在应用时的优点。采取这一连接方式，能够使新桥梁工程和旧桥梁工程保持相互独立，下部结构内力间影响较小，而且上部结构整体性好，能够保证上部结构协同受力，确保上部结构连接不会对下部结构内力造成严重不良影响。目前，这一拓宽拼接方式得到了广泛应用，并未出现严重裂缝问题。仅从处理效果来看，连接上部结构，不连接下部结构方式效果最佳，但是该方法施工难度相对较大，因此，对比不同方案时，要全面考虑施工设备、成本、新旧桥梁结构形式各项因素影响，协调好新旧桥梁内力分布、变形问题，保证造价合理。

四、公路桥梁拓宽拼接设计措施

（一）选择合适时机拼接

通过延长拼接时长方式可以有效减少新旧混凝土基础沉降和徐变情况，但针对具充足预应力桥梁，要适当缩短拼接时间，如果盲目延长拼接时间，将会导致新梁发生较为严重上拱现象，这会对拼接施工作业开展造成不良影响。同时，延长拼接时间，会增加交通组织难度，影交通环境，对当地经济发展造成不良影响，由此可见，要采取精准计算，量化各个因素影响比值，进行合理权衡，从而对合理拼接时机进行确定。从我国大量公路桥梁工程施工情况来看，多数新旧桥梁拼接时机都选择在新桥梁工程竣工后90～180d之间内，在工程条件允许状况下，应尽量在180d后，连接新旧桥梁工程。

（二）选择符合需求的拼接方式

对于新旧桥拼接来说，具体拼接作业可以采取下列几种方式开展。

1.刚性连接

从公路桥梁设计理论来看，刚性连接是一种不仅可以传递剪力连接，而且可以传递弯矩连接的一种合理方式，其也被称作强连接。

2.铰连接

铰连接只传递剪力，也被称作弱连接。

3.半刚性连接

半刚性连接是一种介于刚性连接和铰连接之间的一种连接方式，这一连接方式不仅能够使实现对剪力的传递，而且还能够实现对部分弯矩的传递。

（三）科学设计桩基础

公路桥梁采用大量桩技术，通过合理方式设计桩基础，能够实现对新旧桥梁基础在应用期间沉降差异的有效控制。针对钻孔灌注桩基础发生的沉降变形及控制进行研究，最终提出了以下几项建议。

设计桩基础时要确保桩基础承载力能够满足应用要求，桩长与桩径之间比值要尽量选择较低值，而针对较长桩，通过增加桩长，实现对沉降的合理控制。

如果边界条件允许，针对群桩，应对采取较大桩间距。

通过对扩底桩、变截面桩等不同类型的异形桩进行应用，达到降低桩基沉降现象发生的目的。

（四）选择符合需求的混凝土材料

在进行设计时，针对主梁和拼接部位，应对采取低收缩徐变混凝土，通过对这一类型的混凝土进行应用，能够最大程度减少新旧主梁徐变差异的各种不良影响。在具体设计时，设计人员可以构建实桥有限元模型，通过对比分析可以发现，在拼接时间相同情况下，利用低收缩徐变混凝土构建新桥结构，该结构在荷载作用下，关键部位弯矩值与普通混凝土相比，弯矩值能可以减小20%～40%。

结语

总而言之，随着我国汽车数量不断增多，不同地区地区交通运输量不断增多，这就导致传统公路桥梁无法满足现阶段交通需求，因此，要对公路桥梁进行拓宽，在具体作业开展时，要加强对公路桥梁拓宽拼接设计的探讨，提高设计水平，保证最终设计合理性。

参考文献：

[1]高速公路改扩建桥梁拼接设计关键技术[J].陶璇.黑龙江交通科技,2019(03)

[2]高速公路改扩建跨河旧桥拆除施工技术分析[J].蒋锦桂.西部交通科技,2021(11)

[3]公路改扩建工程关键技术研究[J].王敬富;王延春.交通世界,2020(16)

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