桥梁拓宽方法研究：单侧加宽与双侧加宽

目前国内外旧桥拓宽中，其拓宽形式的选择应与原有公路路线的拓宽相适应。根据大量实践工程可知，旧桥拓宽方法主要有单侧加宽和双侧加宽两种。单侧加宽是平行原桥另建一座新的桥跨结构，以提高原有桥梁通行能力和承载能力的方法。双侧加宽是在老桥两侧同时进行桥面拓宽，以提高原有桥梁的荷载等级和使用性能的方法。双侧加宽的形式主要有增设独立边梁作为人行道，以及增设大边梁来拓宽旧桥桥面和提高旧桥承载力。

（一）桥梁拓宽横向连接方式

目前，在我国高速公路桥梁拓宽中，新、旧桥梁横向连接主要有以下两种方案：

1.新、旧桥梁不连接

新、旧桥梁不连接就是新、旧桥梁的上、下部结构均不连接，这种拼接构造有以下两种方式：

（1）新、旧桥主梁和桥面铺装均不连接，即在新、旧结构间留一条纵向接缝。综合国内外关于纵向接缝连接的工程实践，纵向接缝连接构造有以下三种处理方式：第一，在两桥中间留1 cm 宽的纵向锯缝，并用木板条和沥青填充，两桥台之间留2 cm 宽的变形沉降缝。第二，采用钢板包边，此连接方式需要采用刚性路面。第三，设置纵向伸缩缝，在欧洲和中国香港运用比较成功。

（2）新、旧桥主梁不连接但桥面铺装相连接，即在纵缝左右一定范围内重铺桥面铺装，在纵缝上布置横向钢筋来实现新、旧结构的连接。这种连接方式要求结构跨径较小，相对挠度较小，否则桥面易开裂。另外，这种连接方式也可用于新、旧桥梁结构形式不一致的桥梁拓宽拼接中，如旧桥为拱桥而新桥为梁桥的情况。

2.新、旧桥梁连接

新、旧桥梁连接有两种方案：新、旧桥梁的上部和下部均连接；新、旧桥梁的上部结构连接，下部结构不连接。

（1）新、旧桥梁的上部和下部均连接。拓宽部分主梁的上部结构与原桥主梁对应部位横向通过植筋、浇注湿接缝等方式连接起来，原桥下部结构的桥墩、桥台帽梁及系梁也通过植筋技术将钢筋和拓宽部分新桥的相应部位钢筋连接，然后浇筑混凝土，将新、旧桥梁连为一体。沈大高速公路扩建工程中桥梁横向拓宽即采用了上述上、下结构均连接的拼接形式。

（2）新、旧桥梁的上部结构连接，下部结构不连接。将拓宽桥梁的上部结构与原桥对应部位横向通过植筋、浇注湿接缝等方式连接起来，桥梁下部结构的桥墩、桥台帽梁及系梁不施行连接。

结合国内外调研资料，拓宽桥梁横向连接方式比较见表6－1 所示：

表6－1　新、旧桥梁横向连接方式比较

（二）桥梁拓宽横向连接构造

1.上部结构横向连接构造

新、旧桥梁主梁连接有两种情况：第一种将老桥外边梁换成中梁，进行新、旧桥的连接；第二种将移换旧桥边梁，作为新桥的边梁，旧桥的次边梁与新梁拼接。新、旧主梁拼接时，其横向连接构造主要有以下三种方法：

（1）新、旧主梁刚接。新、旧主梁刚接时接缝处需增设横隔板。不仅桥面板需要连接，铺装层也应连成整体。新、旧主梁刚接能确保拓宽部分桥梁与旧桥连接顺畅、行车舒适、桥面的平整度良好，并能使新、旧桥保持良好的整体性，保证新、旧桥梁共同受力。但新、旧主梁刚接也存在如下不足：施工时旧桥仍需要维持交通，行车使桥梁反复上下振动，与旧桥连成整体的钢筋容易对连接部位混凝土质量造成影响，施工难度较大；拓宽后新加宽部分桥梁的基础会随着时间的推移不断发生沉降，直接影响到连接部分桥面结构受力；新、旧主梁刚接后，使其横向是一个高次超静定结构，由于温度、收缩、徐变产生较大的结构次内力，特别是由于新、旧桥混凝土龄期的不同，在长期运营过程中，会由于车辆在新、旧桥上行驶的频率不一致而造成振动差异，以及由于徐变次内力不断变化，使结构不断进行内力重新分布，从而使结构受力复杂。因此，新、旧桥刚接后，连接部位在复合荷载的作用下很容易造成混凝土出现纵向不规则裂缝，降低结构的耐久性，影响桥梁的寿命。

（2）新、旧主梁半刚性连接。它指在新、旧接缝部位设置装置，使该装置能传递一定的竖向剪力，并具有一定的转动刚度；再在桥面铺装层上进行刚性连接。半刚性连接既能较好地解决收缩徐变、温度变形和基础不均匀沉降引起的开裂，同时也具有相当的刚度，在接缝位置出现挠度差较小，能够保证桥面平顺，行车安全。

（3）新、旧主梁铰接。它指把老桥边梁悬臂部分的混凝土凿除一部分，露出钢筋，在新桥边梁内预埋钢筋。将边梁预埋钢筋与老桥边梁露出的钢筋进行焊接，然后浇注混凝土，连成整体。(www.xing528.com)

通过设铰，允许新桥和旧桥在纵、横、竖三个方向都能有微小变形，且让其绕纵缝有微小的转角。当出现不协调变形时，可消减部分附加应力，减少连接混凝土的不规则开裂及啃边现象，从而提高结构的耐久性。铰接连接又可协调新、旧桥由于行车引起的不同步振动，消减瞬间错台，使新、旧桥平顺过渡，有利于行车安全。但新、旧主梁铰接连接时，需要新、旧主梁的翼缘板用钢筋连接，这样的施工难度较大，拼接后新加宽部分桥梁的基础会随着时间的推移不断发生沉降，直接影响到新、旧桥连接部分桥面结构受力；拼接后新、旧主梁混凝土的收缩徐变性能不同，会造成连接处的受力较大，加之拼接部位没有横梁，仅靠桥面板的连接起作用，即使不考虑地基的沉降、混凝土的收缩徐变等的差异，也会造成运营时由于连接很弱而接缝处出现不良后果。

2.下部结构横向连接构造

目前，国内外对下部结构的加宽改造遵循以下原则：下部结构形式一般采用与原下部结构形式相同的类型，在单侧或两侧加宽。但是，如果原下部安全质量较大，也可考虑不改变下部结构，直接加宽上部结构的方式，或者不加宽墩台，仅加宽（长）盖梁，减少下部工程量；如果下部结构受强度、稳定性及构造要求等需要加宽时，可遵循以下原则：

（1）当拓宽宽度不太大，下部结构可满足要求时，考虑拓宽翼缘或横向拓宽墩顶，而不需新建基础与桥墩。可采用植筋技术在旧桥墩两侧各加一个牛腿，在牛腿上架设新梁，既缩短工期，又节约投资，避免新、旧桥沉降差的不利影响。

（2）当拓宽桥面较宽时，拓宽桥梁需新建桥墩，新、旧桥墩可采用以下两种方式进行处理：

①下部结构不连接。下部结构不连接时，拓宽墩台结构应尽量与旧墩台保持外形协调一致，如选用柱式墩与桩柱式墩配合，或采用完全相同的结构；一字翼墙桥台仍用一字翼墙桥台拓宽等。基础型式选用应考虑其施工对旧墩台的影响，有条件时尽量采用钻孔灌注桩基础；浅埋式新基础埋置深度最好在旧墩台基底标高之上。钻孔灌注桩基础、独柱结构拓宽墩台通常用于拓宽宽度不大、双桩桩距不足的情况，较为经济、方便，其双悬臂盖梁梁端在荷载作用下产生挠度是这种结构的特点。

②下部结构连接。当拓宽桥面较宽时，新、旧桥墩通过盖梁承台连接起来。常用的下构连接方法有植筋连接、设置角钢连接等。采用植筋技术实现下构连接，施工工艺较复杂，技术要求较高，连接后新、旧桥外观比较协调。设置角钢连接施工工艺较简单，适应性强，当盖梁标高不等时，仍可实现新、旧桥下构的连接，但影响结构的美观。

综述以上桥墩（台）加宽，可见其方法及加宽施工工艺。加宽优、缺点如表6－2 所示：

表6－2　桥墩加宽方法优、缺点比较

（3）当拓宽桥面较宽时，除需新建桥墩外，基础也应拓宽，对于不同结构形式的基础，拓宽时采用的方法也不同。

①扩大基础。目前，在改扩建工程中，国内外对扩大基础的加宽方法主要有以下几种：

方法一：加宽部分的基础采用浅基础。

原桥为扩大基础，且地质条件良好，地基强度能够满足承载力要求，考虑对加宽部分基础仍然采用刚性扩大基础。采用这种方法加宽时，建议对下部结构连成一体，并尽量对基底进行技术处理，尽可能减少不均匀的沉陷。

原桥为扩大基础，基底土层较厚，地质条件不是很好时，即使基底承载力满足要求，仍考虑采取一定措施来减少沉降。可以考虑加宽部分基础为浅基础中的柔性基础，可以采用筏板和箱行基础。

方法二：加宽部分的基础采用桩基础。

原桥为扩大基础，当地基浅层土质不良，采用浅基础无法满足桥梁对地基强度、变形和稳定性方面的要求，造成沉降比较大时，可以采用桩基础来降低沉降，满足要求。

②桩基础加宽方法。目前，在改扩建工程中，原桥为桩基础的桥梁，新加宽部分仍采用桩基础。在沈阳到大连的高速公路改扩建中，原桥为桩基础的桥，新加宽部分也采用桩基础。同时，为减少新、旧桥间的沉降差，新桥桩基长度在满足承载力时，应适当加长、加粗，并应尽量控制钻孔桩桩底回淤值为最小，在新、旧盖梁连接浇注前，桩基础应留有一定时期沉降值。