城区旧桥拓宽加固的设计方法研究

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城区旧桥拓宽是城市化进程中经常碰到的问题。伴随着汽车的大众化，城市交通压力越来越大，旧桥越来越成为了城市交通的瓶颈。另外一方面，旧桥的设计不够科学，承载力不够大，使用年限久远等因素都使得拓宽桥面，设计科学、适用、经济合理的道路桥面具有重大意义。

　　1 旧桥拓宽改建方法

　　梁桥加宽方式有多种，主要根据不同的桥梁结构形式来决定其连接方式。总体上看，城市桥梁中，上部结构基本为空心板、T梁、箱梁的桥梁等连接方式。而从结构特性上，一半又分为铰接和刚接两种方式。

　　1.1城市旧桥加宽需要解决的问题

　　以下问题必须考虑：（一）混凝土的收缩和徐变。在应力不变的情况下，混凝土应变随时间增加而增长的现象，为混凝土徐变。混凝土在空气中结硬时，体积会减少，这种现象称为混凝土收缩。显然新旧桥接在一起时，由于两者的收缩和徐变不一致，新桥的混凝土发生收缩、徐变，会对旧桥产生较大的附加应力。［1］因此，在纵缝连接时，合适的连接时间非常重要。而且，对于不同类型的桥梁上部结构，还需要通过实际试验和计算分析，保证预制板存放的最佳时机。一般而言，新桥空心板、T梁、连续箱梁等常规结构均采用结构整体连接方式，可以适当延长预应力张拉前的混凝土养护龄期和存梁时间，成桥后一般需要经过合理的时间后，再进行结构连接。（二）基础的不均匀沉降。和混凝土的收缩类似，旧桥的基础沉降基本定性，如何考虑和计算新桥的沉降量，保证其定型之后两者再同一高度，是很重要的问题。施工时，既要考虑到桩底沉渣，还要考虑到天然基础等，并进行计算分析，确定基础最终沉降量的大小，采取相应的技术措施。

　　1.2旧桥加宽后承载力和车速等问题的设计

　　城区旧桥加宽的很多原因在于其流量太小，形成交通瓶颈。一旦加宽，往往意味着流量增大，车速增快。这就必须考虑提升旧桥的承载能力，使得新旧桥能够保持一致。旧桥在整体加宽改造时，其承载能力是反映桥梁使用现状的一个重要技术指标。对承载能力的提高，可以从增强结构整体性入手，并遵从以下设计方法：采用合理的旧桥加固方式，对旧桥进行加固时为了保证新旧桥的承载能力基本一致，否则新旧桥加宽后，其双车道或多车道的功能，会因为旧桥的承载能力而打折扣；桥梁的横向刚度对改善结构受力影响显著，即横向刚度越大，原结构承载能力提高也越大，因此在新桥施工过程中，应注意增大横梁刚度，以期最大程度地提高旧桥承载能力；一般而言，新桥会因为边梁、次边梁及中梁等因素，分担一部分旧桥的承载力，但是必须对旧桥实施横向整体加宽改造，使得两者更协调。

　　对于车速，新桥可以按要求进行设计，而旧桥会受到汽车荷载等级、汽车荷载冲击力、离心力、汽车荷载引起的土侧压力、制动力等的影响。对于城市中的桥梁，其汽车载荷应充分考虑到经济实用性，不同年代，不同等级的公路，以及可能过往的车辆都是车载符合参考的依据；汽车荷载冲击力，其标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数群。一般而言，提高汽车速度，提高旧桥承载力必然引起汽车荷载冲击力、离心力、汽车荷载引起的土侧压力、制动力的增加。［2］因此，旧桥整体加宽时，必须考虑提高车速的影响，如果经过检测和理论计算分析，旧桥不能满足汽车荷载冲击力、离心力等增加的要求，则必须采取相应的加固措施。

　　2 旧桥加固技术方法

　　2.1旧桥加固方法的选取原则

　　桥梁加固的方法有多种。对于具体的、不同的工程如何选用，应依照以下的原则：（一）经济适用性原则，采用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。（二）安全美观性原则，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。

　　2.2旧桥加固过程

　　旧桥的加固必须遵循科学的设计方法和步骤：（一）旧桥的评价鉴定。要保证新旧梁桥最大程度的温和，需细致做以下工作：了解桥梁结构的尺寸、截面、钢筋的直径及布置；了解构件的材料性能，混凝土的强度；了解该桥过往车辆类型、吨位、实载率以及交通量，并考虑城市改造后，其交通量的变化。（二）确定加固方法。基础工作是对经济效益和地下结构做出判断。其次的工作室确定加固的方法，不同的桥梁，有不同的加固方法，以等截面悬链线钢筋混凝土双曲拱桥为例，其加固过程就可以分为［3］： ①拱上建筑和桥面加，如可以拆除有腹拱圈、侧墙并挖除所有拱腔填料，以减少拱上恒载的作用，提高桥的承载力；②桥台加固，可以在两岸桥台上分别拆除部分侧墙，并现浇横挑梁与整体式钢筋混凝土桥面；③主拱圈加固维修，如在跨拱肋下缘粘贴碳纤维布，以增强拱肋的抗弯能力等；④桥墩、桥台加固，如对对桥墩墩身外侧设置一层钢筋网，并浇筑一定厚度的厚混凝土，以提高桥墩的强度和抗风化能力，或在桥台两侧侧墙设置一层钢筋网，并浇筑厚混凝土，以改善侧墙的受力性能等。

　　3 结束语

　　旧桥加固和拓宽，根本上是为了适应经济的发展。但是在加固和拓宽之前，必须有充分的调研，在进行经济优化分析之后，进行详细的分析设计，如地理条件，旧桥的相关因素，并根据这些而设计不同的拓宽和加固方法，保证新旧桥的安全稳定使用。

　　参考文献：

　　［1］孟广文.关于公路旧桥拓宽设计问题的思考［J］. 公路交通技术.2004（6）：72～75。

　　［2］关土华.市政桥梁整体加宽中的新旧桥协调问题浅析［J］. 科技资讯.2008（16）：86。

　　［3］张哲.城市道路上旧桥拓宽加固设计方法［J］.吉林交通科技.2006（4）：41～43。