关于高速公路桥梁拓宽工程设计几点思索

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1、关于高速公路桥梁拓宽工程设计几点思索摘要：本文对公路桥梁拓宽工程设计的前期准备、技术标准、注意事项及设计措施等几个问题进行了思考，具有较强的创新性和实用性，供借鉴参考。关键词：高速公路；桥梁拓宽工程；设计中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：1设计的前期准备桥梁拓宽是建立在旧桥基础之上的，一般而言，旧桥已建成通车多年。拓宽工程设计前，应对旧桥现状进行全面调查，包括桥梁检测、荷载试验与分析计算，对旧桥的承载能力与可靠度进行全面的评价。确定旧桥存在安全隐患的，必须加固改造；工程质量不符合规定要求的，必须拆除重建。对桥梁拆除与否应慎重，对综合评定等级过低的桥梁应以检测为依据。对

2、不得不拆的，应坚决拆除，避免安全隐患。综上所述，对旧桥的检测评定是拓宽工程设计的第一步。2设计采用技术标准新旧桥横向拼接后，形成整体结构，需满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，但一部分是新建结构，一部分是原结构，设计计算时会涉及到两套标准。拓宽旧桥一般采用《公路工程技术标准》（JTJ7001-97）、《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）；现行标准是《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62

3、-2004。两套标准在车辆荷载的布载模式上完全不同，第一套采用车轮轴载，第二套采用均布荷载加集中力。除此以外，第二套标准比第一套对桥梁的设计基准期、荷载、耐久性、构造等要求均有提高，因此两套标准下计算的荷载效应及相应评价要求是有区别的。经有关实践及有关数据对比，表明第二套标准的要求要高于第一套。对于原结构，当初设计时已采用第一套标准，成为整体结构的一部分后，如果硬性套用第二套标准，是不合适的；而且其往往位于拓宽后桥梁的内侧，承受小车荷载，计算分析采用第一套标准是相对合适的。对于新建结构，考虑到适应现有交通的发展，往往采用第二套标准。综上所述，笔者认为拓宽工程设计计算应遵循所谓“旧桥旧标准

4、”、“新桥新标准”的原则。3设计注意事项新旧桥形成整体结构后，两桥的力学性能均与独立桥梁不同，因此拓宽工程设计有其特殊之处，应注意以下4个方面。73.1应尽可能改善旧桥受力状态对于那些经过检测评定认为需要加固的旧桥，设计人员应把拓宽设计与加固设计结合起来考虑。事实上，拓宽后的整体结构某种意义上可以看作多梁式桥梁，通过合理的设计，能够减少旧桥承受车辆荷载的大小，使旧桥受力状态得以改善。以连续箱梁桥为例，新旧箱梁之间的荷载横向分布可通过合理设计新箱梁的截面形式来调整。当新旧箱梁之间的连接板与旧箱梁的刚度为定值时，新旧箱梁的刚度比值越大，分配到旧梁上的荷载越小；新旧箱梁的刚度比值小于2时对两者

5、之间的荷载横向分布影响较大，而刚度比值大于4后影响则较小。因此在旧箱梁截面尺寸为确定值的情况下，通过设计新箱梁合理的截面形式，可以减少旧箱梁承受车辆荷载的大小。以T梁桥为例，除了调整新旧T梁刚度比外，对旧T梁桥采用两侧拓宽方式(相对于单侧拓宽方式)、增设新旧T梁横隔板，减少新旧桥边梁的间距等措施有利于减少旧桥承受车辆荷载的大小。3.2应保证上部结构拼接施工顺利7拼接施工受两桥上部结构平面位置与高程的影响。新桥主梁往往使用充足预应力，由于混凝土的徐变作用，拼接前会出现随着时间延长逐渐增大的上拱。如果上拱过大，势必导致其纵向线形和旧桥主梁无法匹配，影响拼接施工。图1是国内某高速公路上一座20

6、+25+20m的预应力混凝土箱梁桥边跨跨中截面从预应力张拉至拼接时机期间不断变化的上拱计算值。数据表明：拼接前90d内主梁此处截面的上拱值增加了1.2mm。图1某桥边跨跨中截面拼接前不断变化的上拱值一般而言，徐变上拱度在预应力张拉后的2~3年内随时间的进展而增长，在2~3年后基本趋于稳定；初期增长很快，后期逐渐减慢。新旧上部结构的拼接时机往往处于初期阶段，因此，为了防止上拱过大，新桥主梁设计时可以采取调整预应力水平和钢筋布置的措施。实际施工中一旦出现上拱过大，宜及早进行部分桥面铺装层的施工，或采取压重措施，压重对主梁最大上拱截面产生的弯矩可控制在设计上二期恒载产生的弯矩值附近。3.3拼接

7、后两桥受力变形的相互影响新旧桥拼接时，旧桥主梁混凝土收缩徐变和基础沉降已基本发生，而新桥的还在发展之中，这种随时间变化的差异会改变整体结构的力学行为，设计时需分析研究两桥共同受力后的相互影响。3.3.1主梁混凝土收缩差异的影响7拼接后，由于混凝土收缩导致的新梁纵向缩短变形受到旧梁的约束，整体结构会发生平面弯曲变形。以国内某高速公路上一座连续箱梁桥的梁格模型(MidasCivil2006软件所建)为例，图2是其考虑了新旧主梁混凝土收缩