总第２６２期 ２０１４年第１期 Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 交通科技 Ｓｅｒｉａ１ ＮＯ．２６２ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２Ｏ１４ 旧桥拓宽加固设计方法研究 赵红艳 （唐山市交通勘察设计院有限公司 唐山０６３０００） 摘要 以实际工程中一座简支箱梁为例，对原有桥梁使用性能、拓宽加固选取的原则及加固形 式进行归类总结。针对新旧桥梁的上部连接而下部分离的拼接方式计算分析拓宽前后荷载及内 力横向分布规律，计算分析新旧桥混凝土收缩徐变的龄期差异对新旧桥主梁及其连接面的影响， 并提出旧桥加宽加固的施工顺序及注意事项。 关键词 旧桥拓宽加固设计 随着我国国民经济的飞速发展，全国公路运 桥梁使用性能的评价一般包括桥梁外观检测和桥 梁荷载试验２个方面。 （１）桥梁外观检测。为了客观地评价桥梁的 输事业迅猛发展，对道路的等级要求也越来越高， 但许多旧桥设计荷载较低，大多数桥面宽度过小， 无法满足目前交通量的需求，而重建桥梁不仅费 用高，而且要采用中断交通的形式，给出行带来很 大的不便，造成严重的社会经济损失。因此迫切 需要对其进行改造，桥梁加宽则成为旧桥改造常 用的方法。 技术状况，全面了解桥梁的使用性能，必须对桥梁 技术状况及其缺陷进行全面而细致的现场检查， 并及时维修养护，使其处于完好的技术状态，保证 或延长桥梁的使用年限。桥梁的现场检查包括外 观、材料的性能、桥梁的运营状态等方面，特别是 桥梁存在的缺陷和病害应进行长期现场观测。 （２）桥梁荷载试验。桥梁荷载试验包括桥梁 ｌ拓宽桥梁使用性能评价及拓宽加固的形式 １．１桥梁拓宽的性能评价 旧桥在运营多年以后，由于车辆荷载和环境 静荷载试验和动荷载试验。 １．２桥梁拓宽加固的选取原则及几种形式＿ｌ １．２．１ 旧桥加固方法的选取原则 因素对其影响很大，在拓宽之前需要对旧桥外观、 强度、刚度、稳定性、耐久性进行评价，在能够满足 使用性能的前提下才可以拓宽，若不能满足继续 使用性能，则需要对旧桥加固处理后拓宽。原有 （１）经济适用性。加固方案应考虑耗费少、 功效快、不中断交通、技术上可行、有较好耐久性 等方面的要求。 收稿日期：２ｏ１３ ０９ ２４ Ｗｉｄｅｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｒｉｎｇ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｃｈａｎｇｆｅｎｇ Ａｖｅｎｕｅ Ｃｈａｎｇｍａｔｏｕ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ Ｚｈａｎｇ Ｇｕｏｆｅｎｇ ，Ｗａｎｇ Ｙｏｎｇｑｉ ，Ｗｕ Ｊｉｎｇｙｕｎ ，Ｘｉｅ Ｘｉａｏｔａｏ ，Ｌｉｕ Ｃｏｎｇｘｉｎ （１．ＣＳ，ＣＥＣ Ａｅｃｏｍ Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ ４３００５６，Ｃｈｉｎａ；２．ＷｕＨａｎ Ｒｅａｌｅｓｔａｔｅ Ｇｒｏｕｐ ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ ４３００２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｐｒｏｊ ｅｃｔ，ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｃｏｍｍｏｎ ｆｏｒｍｓ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｄｅｎ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｅｌｅｃｔｓ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｗｉｄｅｎ ｆｏｒｍ，ｃｈｅｃｋｓ ｓｔｒｅｓｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｄｅｎ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｗｉｄｅｎ ｐａｒｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ．Ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｓｉｇｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｒｏｖｉｄｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｉｄｅｎ ｄｅｓｉｇｎ；ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ；ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ２０１４年第１期 赵红艳：旧桥拓宽加固设计方法研究 （２）安全美观性。补强加固是通过加大或修 复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力的 措施。 １．２．２桥梁拓宽加固的几种形式 （１）新旧桥梁上下部连接结构均不连接。 （２）新旧桥梁上下部结构均连接。 （３）新旧桥梁的上部连接，而下部分离。 ２ 工程概况 沙河大桥跨径２５ ｍ，旧桥横向由４片后张法 部分预应力混凝土小箱梁组成，桥宽１Ｏ．６５ ｍ，拓 宽方式采用单边拓宽，并且采用与原桥相同的结 构形式，拓宽后全桥２１．２５ ｍ，全桥基本构造见图 １、图２。 ０ 、ｍ 裁圩梁 连 图１ 旧桥横断面布置（单位：吼 仉黜 一嗍鞴黼蚪舶 骺黻般ｃｍ） １．———————————————————————兰旦呈旦————————————————————— 麟 冗 旧桥１．新桥 ４ ３ ２ １ １’ ２’ ３’ ４’ 图２加宽后全桥横断面布置（单位：ｃｍ） ３ 车辆荷载 （１）旧桥按《公路桥涵设计通用规范》 ５傩～ ９册～ 耀２一一 一～一乏 Ｌ 一～（ 一 ＪＴＪ０２１—８５规范设计，新桥按《公路桥涵设计通 用规范｝ＪＴＧＤ６０—２００４规范设计，根据“老桥老 ２～ ８删～ ５舢～ １～ ９册～ｏ 标准，新桥新标准”的原则，拓宽前老桥作用荷载 ５船时，荷载采用汽车一２０级，２车道布置。拓宽后全 蝎曲∞拍 ∞∞竺汽布增向这 加６ ６ ７ 姗３ｃ； ６ 盟操 觥 ５ ５一一 有葺横 ０ 桥作用荷载时，荷载采用公路Ｉ级，４车道布置。Ｌ车系加分 （２）对加宽前后各主梁荷载横向分布系数进 行计算。本项工程采用刚接粱法施工，选用刚接 梁法来计算加宽前后全桥各主梁的荷载横向分布 系数，见表１。 表１横向分布系数计算参数表 截面 度悬 板长抗 距 抗 距 ／ ｍ／ ｍ／ｍ ／ ｍ 注：括号内数据为悬空板的惯距。 通过加宽前旧桥各主梁位置影响计算和新旧 桥铰接时各主梁位置横向线计算及新旧桥刚接时 各主梁位置影响线计算，得出结果见表２。 表２全桥各主梁荷载横向分布系数计算结果 加宽前 主粱 塑童巫 编号 旧桥 新旧桥铰接 新旧桥刚接 汽车 人群 汽车 人群 汽车 人群 ４拓宽桥梁混凝土的收缩徐变 （１）桥梁拓宽后，旧桥的混凝土收缩徐变基 本结束，其混凝土收缩徐变刚刚开始，其混凝土收 缩徐变会在新旧桥及其连接面上产生附加内力， 由此可能使新旧主梁的连接处产生裂缝，甚至使 现有主梁产生破坏，从而影响加宽后桥梁的安全 性。因此，在桥梁拓宽设计时，需要计算分析混凝 土的收缩徐变对新旧桥梁的影响ｌ＿２］。 （２）混凝土收缩徐变作用下新旧桥主梁的内 力计算对比分析。因旧桥拓宽后，新桥混凝土收缩 徐变受到旧桥约束，使得旧桥拼接缝处的边梁受力 最为不利，即模型中的１号梁。现以旧桥１号梁为 研究对象，计算分析新旧桥拼接后１Ｏ，３Ｏ，９０，２７０， ３６０ ｄ时，１号梁体在新建桥梁混凝土收缩徐变作 用下所产生的内力的变化规律。见图３～图６。 ２００ １６Ｏ 至 ：： ０ 泳一５０ １０Ｏ １５Ｏ ２００ ０ ２ ４ ６ ８ １０ １２ １４ 单元编号 图３ １号梁桥徐变剪力图对比 ６ｏｏ ４ＯＯ 至２００ ＼ 。 ２０Ｏ ４ＯＯ ６００ ０ ２ ４ ６ ８ １０ １２ １４ 单元编号 图４ １号粱桥收缩剪力图对比 赵红艳：旧桥拓宽加固设计方法研究 ２Ｏ１４年第１期 脚 渤瑚 ｇ ｍ ∞∞ ∞ｏ瑚铷瑚 Ｚ ＼ ０ ２ ４ ６ ８ ｌＯ １２ １４ 单元编号 图５ １号梁桥徐变弯矩图对比 １５０ ｌｏ０ ５０ Ｚ ｏ 襁５Ｏ ｌｏｏ １５０ Ｏ ２ ４ ６ ８ ｌＯ １２ ｌ４ 单元编号 ６ １号梁桥收缩弯距图对比 由图３～图６可知，随着时间的增长，收缩徐 变所产生的内力值呈上升趋势。其中，剪力值在 梁的两端变化幅度较大，中间梁段剪力变化幅度 较小，弯矩值在梁的跨中截面变化幅度较大，两端 截面变化幅度较小。内力值在３ｏ～１８０ ｄ期间变 化速度最大（其中徐变附加剪力值在９０ ｄ内变化 速度较快，）随着时间的增长速度变缓，内力值趋 于平稳。 由上分析可知，桥梁拓宽后，为减少收缩徐变 效应对梁体的影响 新桥可在建立９０ ｄ后与旧桥 形成整体。 ５ 旧桥加宽加固施＂Ｔ Ｎ序及注意事项 （１）拆除原防撞护栏及沥青混凝土铺装层， 凿除新旧桥横向连接处旧桥边梁悬臂的部分桥面 板及旧桥连续段处的桥面板，凿毛其余部分桥面 板顶面。施工时注意采用合理的手段，以避免影 响旧桥梁板及下部结构的稳定性。凿除连续段桥 面板时还需注意保留原桥面板内的部分钢筋，以 便新旧结构的连接ｌ＿３］。 （２）旧桥连续端处Ｉ型梁肋用钢板连接，施 工时须先在梁肋的对应孔位处穿孔，穿孔时注意 切勿破环预应力钢束及锚具，钻孔过程中一旦发 现异物应立即停止，查明后再继续或移动孑Ｌ位。 梁肋穿孔后在其对应孑Ｌ位处给钢板成孑Ｌ，螺栓试 装钢板后卸下，再在钢板及梁肋表面涂ＡＢ组分 胶将钢板粘结就位，穿入螺栓，螺栓孔内灌胶，最 后用螺母紧固。 （３）旧桥连续端端横隔梁处按设计要求进行 钻孔，用较粗钢筋穿人横隔梁两侧垫钢板后再用 螺栓锚固，然后依次绑扎固紧，浇注混凝土，最后 用环氧砂浆封锚。 （４）伸缩端须局部加厚桥面板，从而满足更换 伸缩缝的需要。施工时先凿除伸缩端桥面板至端 横梁，注意保留原桥面板的钢筋，然后在横隔梁内 植入加厚部分桥面板钢筋，最后重新浇注混凝土。 新加宽桥梁与旧桥间留１ Ｃ１ＴＩ沉降缝，缝问填 １ ｃｍ软木条或者橡胶木条后用低模量高位移硅 酮密封胶填缝，沥青？昆凝土桥面铺装整体浇筑，并 设切缝。加宽桥台盖梁与旧桥盖梁间留１ ｃｍ沉 降缝，施工放样，如旧桥桥台盖梁影响新桥桥台盖 梁就位时，应将旧桥台盖梁凿除部分混凝土，并修 补严整，使其２桥台盖梁间形成１ ｃｍ缝隙。 ６ 结论 （１）计算结果表明，旧桥拓宽后各主梁的汽 车荷载和人群荷载横向分布系数较拓宽前均变 小，这说明对桥梁进行扩建加宽能够增加桥梁的 承载力，靠近拼接缝处的梁体内力分配最不利。 （２）根据计算结果，混凝土徐变作用下靠近 拼接缝处的旧梁产生的附加内力值最大，桥梁拓 宽后，为减少收缩徐变效应对梁体的影响，宜在新 桥建立并搁置９０ ｄ后再将其与旧桥连接形成整 体，在收缩徐变综合作用下，新桥外侧梁体的下挠 度变形最大。 参考文献 Ｅｌｉ张小剑 大广高速公路黄石至通山段总体设计［Ｊ］． 交通科技，２００９（３）：１００—１０２． ［２］盂广文．关于公路旧桥拓宽设计问题的思考ＥＪ］．公 路交通技术，２００４（６）：７２—７５． ［３］关土华．市政桥梁整体加宽中的新旧桥协调问题浅 析ＥＪ］．科技资讯，２００８（１６）：８６．
