旧桥加宽加固改造利用技术研究.doc

旧桥加宽加固改造利用技术研究杨宝林【摘要】随着经济的发展和交通量增长的需要树屏至徐家磨二级汽车专用公路改造高速公路势在必行。本文结合全线4座中桥、9座小桥的加宽加固改造利用论述了旧桥的加宽方案、加固措施旧桥新旧结构连接、新旧材料结合处理等相关技术问题。【关键词】旧桥加宽加固改造⒈工程概况树屏至徐家磨汽车专用二级公路是GZ45线经过兰州市的重点路段随着交通量的日益增长现有公路等级已不能满足国道主干线系统功能的要求需要改造成高速公路路线起点位于永登县树屏乡茅茨岘立交与尹中高速公路相接终点接徐古汽车专用二级公路路线全长21.915Km。全线共有4座中桥、9座小桥需要加宽加固改造利用。1.1旧桥技术标准现有树屏至徐家磨段为汽车专用二级公路路基宽度16.50m于1997年建成通车。旧桥设计荷载：汽车—超20级、挂车—120；设计洪水频率：1/100；桥面宽度：横向布置为0.50m防撞护栏+15.50m行车道+0.50m防撞护栏；地震烈度：基本烈度7度；桥面铺装：中桥采用4cm沥青混凝土+2~18cm水泥混凝土小桥采用5cm沥青混凝土+10cm水泥混凝土；桥面横坡：正常路拱为2%。1.2中桥全线共有4座中桥详细情况见下表：旧桥基本资料一览表经现场勘察旧桥桥面系、主梁、墩台构造及附属设施完备运营良好确定加宽加固改造利用。1.3小桥全线11座小桥上部结构为钢筋混凝土矩形板或空心板下部结构为轻型桥台扩大基础基底换填50cm三七灰土。两座通道桥由于位置不合理、不能满足通行要求予以拆除重建。其余小桥结构完整运营良好均加宽利用。小桥加宽根据路线布设情况采用单侧加宽或两侧加宽加宽部分结构型式与旧桥一致。2.旧桥加宽改造通过从单侧加宽或双侧加宽、原结构加宽或新结构加宽及旧桥独立另辟新线三个不同角度充分的论证多方案比选并进行经济技术比较确定旧桥加宽加固改造利用的合理方案。2.1单侧加宽或双侧加宽单侧加宽具有桥梁整体性好、桥面只有一条纵向接缝的优点。由于旧桥的桥面横坡（2%）是由桥面铺装（4cm沥青混凝土+2~18cm水泥混凝土）形成的而主梁顶面是水平的。若采用单侧加宽则在加宽一侧主梁顶会增加由于调整横坡而引起的16cm厚的铺装层且又不能抬高主梁这样就给主梁无端增加了16cm厚的铺装层恒载经过计算分析这样加宽一侧主梁承载能力不满足要求所以不能采用单侧加宽方案。双侧加宽桥梁整体性不及单侧加宽好桥面纵向接缝也有两条施工操作空间小但旧桥主梁增加恒载并不多且不必重新调整横坡主梁承载能力能够满足要求。如下图所示：因此通过比较确定采用双侧加宽方案。2.2原结构加宽或新结构加宽对于预应力混凝土工型组合梁和钢筋混凝土T型梁两种结构具有结构简单、受力明确但横向整体稳定性差的特点。加宽部分若采用与旧桥一致的结构形式每侧仅加设两片主梁加宽部分主梁的稳定性因梁的数目少而更差且与旧桥主梁之间横向连接构造复杂质量上难以保证致使桥梁的整体性、横向稳定性均较差。加宽部分主梁若采用横向稳定性、结构整体性均较好的结构首先保证加宽部分主梁的整体稳定性然后在加宽部分主梁与旧桥主梁之间采用铰式结构容许裂缝存在以适应新旧结构由于竖向挠度、纵横向位移不协调以及新旧混凝土收缩徐变变形的不一致所产生的附加效应而在构造上采取措施以限制裂缝的发展。于是推荐分别采用跨径30米预应力混凝土简支箱梁和跨径20米预应力混凝土简支空心板进行加宽。经过比较确定中桥均采用新结构加宽方案。跨径30米预应力混凝土简支工型组合梁采用预应力混凝土简支箱梁加宽每侧加宽2片箱梁；跨径20米钢筋混凝土简支T型梁采用预应力混凝土简支空心板加宽每侧加宽3片空心板。加宽部分桥墩、桥台与旧桥墩台通过盖梁、台帽、系梁连接在一起为减少施工对旧桥扩大基础的影响加宽部分采用钻孔灌注桩基础。2.3旧桥独立另辟新线结合实地地形条件对4座中桥逐个进行分析将原有旧桥做为上行线或下行线桥梁另外布设新线、设计新桥做成分离式断面。经过详细布线和经济技术比较仅有泉头沟中桥具备条件其余三座中桥皆因受地形限制而作罢。通过泉头沟中桥另辟新线方案设计比选共计增加接线长度5Km增设5×30米大桥一座增加工程造价约500万。因此旧桥独立、另辟新线方案不可行。3.旧桥加固改造3.1旧桥现状旧桥加宽加固改造工程与同类型的新建桥梁不同是由旧桥的基础资料控制设计由于旧桥的变形、位移及施工误差与原设计差异大。在施工图详勘阶段按照间距5m放桩量测旧桥桥面左中右标高、坐标和距离还有旧桥墩台盖梁顶标高、墩台中心线等控制性数据对旧桥进行严格的平纵面控制以期能够得到准确详尽的基础资料。通过分析发现4座中桥的桥面铺装厚度均较原设计厚度高出很多其中跨径30米工型梁桥桥墩台中心处桥面铺装厚度为22~38cm之间（路缘~路中）边梁桥面铺装平均值为13cm、中梁桥面铺装平均