基于保通条件下的桥梁拼接方案分析

基于保通条件下的桥梁拼接方案分析

苗超1纪海龙2

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司安徽合肥230088

摘要：桥梁工程作为高速公路上的重要节点之一，其拼宽方案对高速公路改扩建工程施工期间保通影响较大。本文通过对桥梁段常规保通方案进行论证比选[1]，统筹考虑到施工期间保通具有“临时性”的特点，提出了利用“临时连接”进行保通的桥梁拼宽方式，该方案保证了后期的路幅宽度的一致性，并节约了工程造价，具有一定的推广意义。

关键词：高速公路；桥梁改扩建；保通设计

一、概述

随着经济发展及交通量的增长，国内较多“四车道”高速公路亟需扩建为八车道。由于既有四车道高速公路交通量较大，在改扩建施工期间，考虑到减少社会影响，通常要求不能降低服务水平或降低一级，这就要求施工期间需保证四车道通行，因此，国家和社会对高速公路改扩建设计提出更高的要求。

桥梁属于高速上的节点工程，其拼宽方案对高速公路改扩建工程施工期间保通影响较大，为更好的使桥梁段与路基段拼宽方案有效衔接，本文以合六叶高速公路上桥梁拼宽为例，对高速公路上桥梁段常用的保通方案进行描述，分析其优缺点，并提出了利用临时连接进行保通的方案。

二、保通前提下的常用桥梁拼宽方案

为保证施工期间保通需要，在桥梁拼宽时，需利用旧桥进行保通，但在旧桥通行前提下进行拼接缝施工，拼接缝在浇筑过程中将一直承受新旧桥之间的剪切错动，拼接缝处新浇筑混凝土早期易出现裂缝，影响桥梁耐久性，为解决该问题，国内高速桥梁改扩建时常采用以下两种方案。

半幅超加宽的方案：合六叶高速公路，路基宽

28.0m，双向四车道高速公路，扩建为宽42.0m八车道高速公路，理论上两侧仅需拼宽7.0m。考虑到施工期间保通需求，若采用半幅超加宽方案，按照《公路工程技术标准》，在满足时速80Km/h，两车道通行的前提下，半幅需拼宽9.25m（考虑车道宽度、侧向路缘带及临时护栏的范围），较理论拼宽宽度宽2.25m。

以右幅桥拼宽9.25m为例，对该类拼宽方案的保通情况描述如下。（1）施工期间，右幅桥拼宽9.25m，同时利用右幅旧桥部分，能满足右幅四车道通行，同时完成左幅桥梁的永久性拼接；（2）将车辆转移至拼宽城四车道左幅桥梁，完成右幅的永久性拼接。（3）左、右幅放行，双向八车道通行。

目前，为满足施工期间保通需求，“半幅超加宽”方案是现有高速公路桥梁拼宽采用的主要方案，但对于桥梁分布密度大的高速公路，扩建后由于桥梁段较路基段宽2.25m，路基与桥梁之间按照规范要求需设置120m过渡段，高速公路扩建完成，沿线路容差，并且造价高。

拼接缝处设置施工夹具的方案：

国内部分高速公路桥梁拼宽时，为减少施工期间保通时新旧桥之间存在挠度差，也常采用在新旧桥之间设施工夹具临时固定的方案。施工夹具由型钢及螺杆组成，在浇筑拼接缝前期，通过型钢及螺杆的预紧力将新旧桥临时固定，使新旧桥间形成刚性连接，能够传递荷载从而减少拼接缝两侧的挠度差，使新桥与老桥间变形连续，将半幅桥梁直接拼宽至八车道。

该方案能够保证施工期间四车道保通的需要，后期桥梁拼宽宽度与路基段一致，造价低，完工后全线路容较好。但在施工期间，采用临时施工夹具固定新旧桥，施工难度大，效果不明显，根据以往扩建桥梁现场操作情况，在浇筑混凝土过程中，新旧桥间仍有小幅的挠度差，影响拼接缝处混凝土的浇筑质量[2]。

三、利用“临时连接”保通的桥梁拼宽方案

3.1、方案介绍

基于以上两种拼宽方案存在的缺点，考虑到“保通”具有时间短及临时性的特点，在满足安全行驶的前提下，提出利用临时连接保通的桥梁拼宽方案。

高速公路桥梁段两侧拼宽按照标准断面进行拼宽，以合六叶高速公路为例，半幅需拼宽7.0m，参照路基段的保通思路，对桥梁段，充分利用原有桥梁的宽度，采取与路基段拼宽宽度（7.0m）一致的方案进行保通。保通方案如下：（1）利用既有桥梁四车道通行，完成左右幅桥梁拼宽部分梁板架设；（2）对左幅既有桥梁，拆除外侧护栏，在桥梁上硬路肩内侧设施临时护栏，保证左幅及右幅桥仍能够双向四车道进行通行，同时铺设左幅拼宽部分及新旧桥连接部顶部处桥面铺装（新旧桥梁板之间暂不通过湿接缝进行连接）；（3）利用左幅临时拼接的左幅桥梁进行四车道保通，进行右幅桥的永久拼宽施工；（4）将车辆转移至右幅桥梁，利用右幅桥梁进行四车道保通，同时凿除左幅桥梁拼接缝处桥面铺装[3]，完成左幅桥永久性拼接；（5）恢复双幅桥梁八车道通行。

3.2、安全性分析

为保证四车道保通期间，既有梁板的安全性，本次对四车道及两车道通行时车辆横向布载进行分析，并采用铰接板法对临时拼接四车道通行及旧桥两车道通行时边板最大横向分布系数进行计算，同时加强了边板的整体性进行验算。

（1）旧桥两车道通行时桥面车辆布载：

对高速公路改扩建项目，由于旧桥建设年代不同，其梁板配束及受力均不同，在四车道保通时，旧桥边板不可避免的会出现受力不满足通行要求的情况。为提高该方案的的通用性，当旧桥边板不满足通行要求时，应采用粘贴钢板的方式对边板进行预加固后再使用该方案。

3.3、优缺点

该方案能够保证施工期间四车道保通进行高速公路扩建施工，高速公路扩建完成后路基段与桥梁段宽度一致，全线路容较好，经济性较优[4]。以安徽省内合六叶高速为例，路线全长102.66Km，沿线分布中、小桥约70座，采用“临时连接”保通的桥梁拼宽方案较超常规的超加宽方案，节约造价约9000万。

四、总结

本文通过对高速公路桥梁段保通方案的研究，提出利用临时连接进行保通的方案，既保证了高速公路扩建期间能够四车道通行，通车运营后高速全路段宽度一致，路容较好，经济性较优，对后期改扩建项目的桥梁保通设计有一定的指导作用[5]。

参考文献

[1]张建龙，高速公路改建工程保通方案研究[D].湖南大学，2007.

[2]李成.高速公路改扩建必要性及评价指标分析[J].山西建筑，2013，39（14）：130-132.

[3]王海艳.高速公路桥梁拼宽改造设计[J].北方交通，2013（3）：73-75.

[4]左凤龙.高速公路改扩建工程桥梁拼宽技术探究[J].2017（6）：49-51.

[5]胡江，骆春雨.市政桥梁拼宽加固设计方法探讨[J].2016（31）：86-87.