探讨桥梁拼接设计及匝道加固策略
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摘要：随着我国社会经济步入快车道发展，为了满足经济发展的需要，国家每年投入大量资金新修许多公路，早期建成通车的高速公路运营状况已经不能满足当前日益发展的经济需求，这样一来，就形成了高速公路的服务水平逐渐降低，许多高速公路和桥梁都面临着改扩建。鉴于此，本文笔者针对公路桥梁加宽技术进行简要探讨。
关键词：公路桥梁；加宽技术；
中图分类号：X734 文献标识码： A
公路桥梁加宽主要遵循以下原则：第一，要能最大限度的利用原有结构，这是一个基本原则；第二，为保证新、旧桥之间受力和温度变形相协调，尽量使加宽后桥的上下部结构形式与原桥保持一致；第三，桥梁的基础或地基必须做特殊处理之后才能采用扩大基础的桥梁，当然，也可以把基础做成桩基础；第四，采用分离式新建桥，不做横向拼接。
一、桥梁加宽连接方式的类型
加宽桥梁新、旧结构之间的连接方式是桥梁加宽成败的主要因素，借鉴国内已成功的高速公路桥梁加宽连接方式，可提供三种方式以供选择：
1、上下均不连的拼宽模式
这样的连接方式的优点是：第一，桥梁上下部互不连接，后加桥面系为一独立整体，损坏后易修复，桥梁支座的更换也较经济方便；第二，新桥与旧桥的上部结构的变形不一致以及新旧桥基础的不均匀沉降都会导致附加内力的产生，下部结构不连接，这样下部结构各自受力，不仅不会影响新旧桥相互之间的内力，而且还可以减少附加内力的产生。
2、上下均连接的拼宽模式
新、旧桥梁上部构造之间与下部构造之间均分别连接。新、旧桥上部之间的对应位置通过横向植筋、浇筑湿接缝连接起来下部对应的墩台帽、系梁等也通过植筋连接，然后浇筑混凝土形成整体。这种连接方式令新、旧桥形成整体，减小了在荷载作用下二者连接处产生的变形。
二、公路桥梁加宽拼接设计方案研究
1、空心板桥加宽拼接实施方案
1.1加宽断面
加宽空心板桥按原结构型式拼接。由于公路空心板板高、预制板宽及悬臂等尺.寸存在一定差异。先张20m板、16m板近期修建比早期修建的分别高10cm、5cm，其余跨径板高相同。原有桥梁半幅宽有和两种，加宽后桥梁半幅有20.25m和20.49m两种宽度。
1.2拼接方案：湿接缝连接
原桥与加宽桥间由现浇混凝土湿接缝将其连接形成整体，在空心板两端各设一道50CM的横梁，加强其整体性。加宽桥架设三个月后，再进行湿接缝连接，减少收缩徐变及基础沉降的影响。
湿接缝宽值分别为25、37.5、50cm。
1.3实施步骤
a.拆除原桥外侧护栏或人行道及栏杆，凿除桥面铺装，原桥外侧边板有悬臂时，需切除其悬臂。b.原桥边板悬臂根部及顶板植入钢筋。c.安装加宽桥空心板，进行加宽桥铰缝及桥面现浇层施工。d.4个月后，半幅封闭、半幅通行，凿除封闭侧原桥桥面铺装。e.转移交通，按照一步骤，施工另半幅原桥及湿接缝拼接处桥面现浇层与路面工程同时施工桥面沥青混凝土铺装。
1.4湿接缝连接特点
1）整体性好，确保新新旧结构整体共同受力；2）湿接缝连接处刚度较大，并在板端部设置加强横梁，确保有足够够的强度去抵抗因收缩徐变和基础沉降等产生的附加内力及变形。3）避免拆除原桥下部；4）加宽后桥面美观、行车舒适；5）后期养护成本低。
2、预制箱梁桥加宽拼接实施方案
2.1加宽断面
新加宽预制箱梁原结构型式拼接。30米预制箱梁梁高均为1.6米。箱梁原路基宽度为24.5米，加宽后路基宽度为41米。
2.2拼接方案：混凝土弱性刚接
采用混凝土铰缝横向连接，处理措施是将原桥外侧悬臂按规定切割掉，凿毛混凝土表面，在指定位置植筋和涂刷界面胶，加宽部分预埋钢筋与植筋进行焊接，浇筑特快硬型钢纤维补偿收缩混凝土形成湿接缝。
2.3弱刚性连接特点：
该方案优点有:1）整体性好，确保新旧体共同受力。2）加宽后桥面美观、行车方便。3）后期养护成本低。
主要缺点为连接后，加宽桥与原桥产生生不均匀沉降时，对加宽桥与原桥影响大，对不均匀沉降要求较高。
匝道桥桥梁的加固，必须要经过精密的测量和计算，即“具体问题具体分析”，确保现有的病害得以解决或者最大程度的减轻，同时不会导致新的病害出现。施工前要仔细研究设计图，考察桥梁周边环境；在施工的整个过程中，要建立健全各项监控和防护措施；另外还要考虑到施工对周围环境的影响，尽量地降低施工的工程量，减小对社会交通等造成的影响。
一般来说， 桥梁的加固包括现有桥梁的改造及病害桥梁的修复。 其中，现有桥梁的改造一般是由于现在交通运输量的增长、设计荷载标准的提高、公路路基宽度的拓宽等使一些桥梁已不能满足当前交通运输的要求而进行改造；病害桥梁的修复一般是由于桥梁材料的老化， 运营养护的不当等使一些桥梁出现了病害而进行维修。 桥梁的加固与桥梁的设计一样，除了应满足设计规范，符合技术可行、经济合理、结构安全的原则外，还必须经过一定的程序和步骤，这就是所谓的加固概念设计。桥梁结构由于结构失效或损伤经评估不能满足结构安全或正常使用要求时，必须进行加固。加固设计的内容及范围，应根据评估结论和委托方提出的要求确定，可以包括整体桥梁，也可以是指定的区段或特定的构件；还有就是建立既有桥梁维修、加固、重建的经济分析模型，通过分析比较，选择技术可行、经济合理、对现有交通干扰较小的方案实施，以保证改造后的桥梁能安全运营。 具体来说可以通过以下几点来完成：
3.1 增加盖梁。
增加盖梁的主要目的是解决主梁爬移的病害，它首先要保证不能改变桥梁旧有的体系，然后选择合适的独柱墩，在墩顶增加设置盖梁。 盖梁外侧需要增加设置支座，将原本的单支撑形式改变为双支撑，以减轻扭转作用力，从而减小主梁发生的横向爬移。 在安装新支座的时候，顶升的速度要慢而稳，高度必须严格依照设计要求；新支座与楔形块、垫石之间的高度误差，必须控制在 2mm 以内，且旧支座必须在新支座之前受力。 体外预应力加固法 体外预应力法的加固原理是在梁的下缘受拉区设置预应力材料， 通过张拉对梁体产生偏心预应力，在此偏心压力作用下，使梁体发生上拱，抵消部分自重应力，减小了结构变形和裂缝宽度、改善了结构受力，能够较大幅度的提高结构承载力。 与通常的预应力混凝土结构相比，力筋与原结构只在锚固点与梁连接，类似于无粘结预应力结构。 这种方法在自重增加很小的情况下可大幅度的改善和调整原结构的状态，提高结构刚度、抗裂性。 此法既适用于通行重车时的临时加固， 也可作为提高桥梁承载力的永久加固措施。
3.2 对于墩柱的加固。
主要采取整体包裹碳纤维布的方法进行加固处理，整体包裹的范围视桥梁具体情况而定，如果有必要，可对匝道桥所有的墩柱都进行加固，以保证桥梁的安全性。
3.3 对于防震挡块的加固。
可以将已经开裂的旧有挡块完全清除，然后在原有的盖梁上进行植筋，浇注出新的挡块进行加固。 在清除旧有挡块之后、植筋之前，需要对原钢筋采取除锈处理，以免影响新档块质量；而在浇注新挡块、拆除模板之后，需要以橡胶垫块进行填充加固处理。
结论
桥梁的改扩建包括拼接、新建和加固几个方面。因此在对既有桥梁进行评价和验算后，就可采取相应的措施来改建既有桥梁。本项目对国内几种典型的拼接方案进行了归纳整理，提出了桥梁的拼接方案、实施方法以及施工注意事项并对典型的桥梁拼接作了计算，为下阶段的工作提供了参考。同时本项目对桥梁加固的概念、目标和基本要求进行了归纳总结，对全线既有桥梁存在的问题针对性的提出了加固方法。
参考文献：
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