浅析既有桥梁拓宽改造设计

摘要院本文结合大连市香炉礁立交桥扩建工程的设计，对既有桥梁加宽设计进行了阐述，对于既有桥梁的拓宽改造具有一定的参考价值。

Abstract: Combined with the design of the Xianglujiao overpass expansion project in Dalian, this article expounds the widening designof existing bridge, which is of referential significance for existing bridge widening. 关键词院既有桥梁；拓宽；纵向接缝

Key words: existing bridge；widening；longitudinal seam

中图分类号院U445.6 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）10-0110-021

概述随着我国国民经济的高速发展，特别是汽车保有量的快速增加，城市交通需求大幅增长，对交通主要线路上的道路、桥梁进行拓宽和改造是十分必要的。东北快速路是大连市最重要的出入口道路，也是市区与开发区联系的纽带，是城市南北交通的大动脉，香炉礁立交桥又是东北快速路进出市区的咽喉要道。随着交通流量的急剧增大，香炉礁立交桥现有通行条件早已无法满足日益增长的通行需求，交通拥堵都非常严重，严重影响了市民的通行需求。 这也是当时香炉礁立交桥拓宽改造较为紧迫的主要原因。

2 资料准备对于既有桥梁加宽的准备工作，不仅包括设计中的地形测量、地质钻探以及水文调查等项目，主要还要准备旧桥本身的数据，包括以下几方面：第一，为给现场调查和设计做参考，应当熟记既有桥梁的施工图设计文件和竣工文件。第二，现场测量。主要包括：针对原设计文件内容进行核对有区别的，应当做好记录；将测得的桥面和墩台各控制点的标高和坐标作为新旧桥连接的准确信息。第三，要想制定科学的加宽方案，必须具有准确的技术依据。对既有桥梁进行检测，不仅能够掌握旧桥的病害情况和主要构件的损伤程度，还能够准确的对结构使用状况和实际承载能力做出评定。

3 桥梁拓宽的总体原则第一，保证新旧桥梁纵向接缝受力良好的关键之一就是控制新桥沉降，因此，在设计和施工新建桥梁基础的时候尽量避免扰动旧桥基础，并采取有效措施减少新桥的沉降；第二，施工简便可行，尽量不干扰既有桥梁交通；第三，原则上，新建桥梁的结构形式、跨径以及桥长应与旧桥相同，采用上下部结构均不连接的连接方式；第四，为了防止桥面产生纵向裂缝和接缝量测出现高差而影响行车安全，因此，必须保证新旧桥梁纵向连接接缝共同承担汽车荷载以协调变形；第五，为了保证接缝的施工质量，施工过程中必须采用必要的技术措施；第六，拓宽桥梁的荷载等级不应低于既有桥梁。由于既有桥梁荷载等级一般较低或不满足现有交通流量，因此，应结合旧桥加固改造进行旧桥拓宽。 4 桥梁拓宽设计4.1 项目概况东北路香炉礁立交桥扩建工程的范围：自广电中心至疏港路南行上匝道桥段，全长1.4 公里（含黄河街北行方向上桥匝道），拟将现有香炉礁立交桥由现在的双向4 车道拓宽为双向8 车道。扩建桥梁主线沿途跨越长江路、鞍山路、长大线铁路。在黄河街新建北行上桥匝道一座。同时对桥下辅助路进行拓宽改造设计。主线全长1045.7 米，分东、西两幅，黄河街上桥匝道全长360 米，辅助路全长1041.21 米。主桥拓宽后由现在的双向4 车道拓宽为双向8 车道，拓宽后桥面总宽30.5 米。黄河街上桥匝道为单向单车道，桥宽7 米。主桥跨长江路、鞍山路的桥下净空按5 米控制，跨长大线铁路的桥下净空按7.6 米控制。

4.2 桥梁总体设计本工程采用两侧加宽的方式。由于现状桥梁悬臂根部无法

满足城-A 车辆荷载承载力要求，需先将现状桥梁两侧悬臂各切除0.955 米（经核算，切除部分翼缘对原桥梁结构安全没有影响），现状桥梁宽度为17.4 米，切去翼缘后桥梁宽度为15.49 米，而后在两侧各新建7.5 米宽桥梁，拓宽后的桥梁总宽度为30.5 米。现状双向四车道桥梁拓宽后为双向八车道。新旧桥之间设3cm 纵向沉降缝，缝内填沥青玛蹄脂膏，在横向伸缩缝处应断开。

4.3 新技术应用本工程设计中采用了无震动直线切割和导电换宁通自动融雪化冰两项新技术。

无震动直线切割：在旧桥改造过程中，新旧桥梁相接时，需要对旧桥悬臂处进行切割，对于钢筋混凝土传统的敲、凿工艺切除，施工速度慢、完全靠人海战术；过多的敲击还会造成结构的直接破坏和隐患破坏，极易产生裂缝，对建筑物造成长久破坏；人工敲凿震动大、噪音大、粉尘大。若该桥梁采用无震动直线切割技术，不仅切割速度快，而且经过合理的设计和完善的施工方案，可消除安全隐患。该切割技术是一种无损、无震动的施工方式，具有对结构没有任何破坏、无需后期修补、无粉尘、低噪音等优点。

导电混凝土自动融雪化冰：导电混凝土是一种新型的特种功能混凝土，是在普通混凝土中添加一定含量的导电组分材料而制成的一种新型水泥基复合材料，它既具有普通混凝土承受荷载的能力，又具有良好的导电性和电热特性。

研究表明，短切碳纤维是制备路面除冰用导电混凝土的一种理想的导电组分，是路面导电混凝土的理想掺入料。

5 桥梁纵向接缝施工工艺桥梁的拼接接缝部位的受力不仅复杂，而且一般要求在保持交通畅通的情况下施工。此外，混凝土材料的选择、拼接时机的选择以及沉降控制方法等都是决定桥梁拼接施工能否成功的关键。

5.1 不中断交通施工工艺由于拓宽桥梁一般要求满足现行交通，不中断交通的施工工艺包括合理的交通组织、混凝土材料的选择以及控制沉降差等。合理的交通组织包括合理分配原有交通路线、尽量不干扰接缝施工、规定行车速度等。除了要求控制沉降差外，用于拼接部位的混凝土还应当满足快硬早强、相对缓凝、低收缩以及微膨胀、使用方便且价格便宜、具有较强的韧性、抗裂性以及抗拉性和耐久性的技术特点。

5.2 拼接时机的选择完成新梁后即刻进行新旧桥的拼接之所以不恰当，那是因为新旧混凝土收缩徐变以及沉降差都会产生较大的附加内力。混凝土初期的收缩徐变增长较快，六个月完成大部分，随后会缓慢增长，但是三年后才能趋于稳定。而建成的新桥三个月内就能完成大部分沉降，因此，为了尽量减少收缩徐变差和沉降差对新旧桥的不利影响，尽量在新桥完成后3-6 个月内完成拼接接缝的连接，如果允许，尽量六个月后连接新旧桥。

5.3 沉降控制措施嵌岩桩的沉降一般较小，可以通过延长拼接接缝时间、尽早铺装以及压重等措施将沉降控制在一定范围内。但是摩擦桩，尤其软基条件下的沉降相对较大，主要由桩身压缩变形、桩侧摩擦力引起的桩底土层压缩变形、桩尖承载力引起的桩底土层压缩变形和桩尖刺入变形四部分组成。通过预压可消除第一、第二部分变形；通过加长桩长消除第三部分变形；除非达到极限承载力，否则一般不发生第四部分变形。因此，预压、尽早铺装桥面以及加大桩长等可以有限的控制沉降，此外，控制桩基沉降另一种有效的措施就是桩底灌浆。但是，在实际工程中为了达到有效控制沉降的目的，还应当仔细分析实际桥梁的受力情况和地质情况，然后采取合理的沉降控制措施。

6 总结本文对既有桥梁加宽设计的准备工作、设计原则、设计方法及旧桥和

新桥的连接方式进行了概略叙述，对于优化既有桥梁的拓宽改造设计具有一定的参考性。此外，在拓宽既有桥梁改造中，新旧桥梁纵向连接缝类型和构造，控制新旧桥不均匀沉降以及接缝材料和连接时的选择等都决定了桥梁拓宽纵向连接的成败，因此，在今后设计中还要做进一步研究和应用。

参考文献院[1]焦彦利.板式桥梁加宽设计[J].北方交通,2012(8).[2]宗周红,夏樟华,陈宜言,赵宣宪.既有桥梁拓宽改造纵向接缝研究现状与实例分析[J].福州大学学报(自然科学版),2009(2).[3]连军，贾磊，徐艳玲.既有桥梁拓宽改造设计中纵向接缝问题的研究[J].山西建筑，2007，29.作者简介院徐妍（1979-），女，辽宁大连人，道桥工程师，研究方向为桥梁工程。