河源市鸿图公路勘察设计有限公司
摘要：本文以省道341线某公路桥梁的加宽改造设计为实例。简述桥梁加宽改造的基本原则，并通过施工标准和理论计算，对桥梁的加宽改造可行性进行了分析，从桥梁桩基、上部结构、下部结构、和桥面铺装等方面提出了桥梁加宽改造的施工方案。加宽改造后的桥梁不仅受力状况和质量良好，而且明显改善交通状况，运营情况安全、稳定。
关键词：二级公路；桥梁；加宽改造
1引言
省道341线某公路桥梁位于广东省河源市，是连平县通往河源市的主要通道，随着连平经济社会的发展，该桥梁已经无法满足省道主干线的功能要求，亟需对该桥进行扩宽改造。原桥梁分为左、右两幅，单幅原桥梁上部采用6×20m现浇T型梁桥；桥梁的桥面连续，下部结构为桩柱式墩台，桩基采用钻孔灌注桩的施工工艺；原桥梁高约7.3m，长约121.48m，宽约8.9m。
2桥梁加宽改造可行性分析
2.1桥梁加宽改造原则
桥梁加宽改造的基本原则主要包括以下四个内容：首先，应当最大程度的利用原桥的结构；其次，为确保新桥与原桥之间温度和受力变形的协调性，尽可能保证桥梁加宽改造后的上部结构和下部结构与原桥的相关结构一致；此外，必须对桥梁的基础做特殊处理之后，才能对桥梁进行加宽改造施工；最后，采用分离的方式开展桥梁加宽改造施工，不做新、原桥的横向拼接。
2.1技术指标
桥梁加宽改造的技术指标如下所述：（1）公路等级：二级公路，设计荷载：公路-Ⅰ级，桥面横坡：1.5%，桥上纵坡：0%；（2）设计洪水频率：1/100，通航要求：不通航；（3）桥面宽度：桥面横向布置为4×3.5m（行车道）+2×0.5m（左侧路缘带）+2×0.25m（右侧路缘带）+2×0.5m（防撞墙）+2×1.65m（绿化带）+2×3.0m（非机动车道）+2×2.0m（人行道）+2×0.1m（中央分隔带）。
2.2设计参数
上部结构：左幅桥：6×20m、预应力钢筋砼T梁，T梁每跨3片主梁（预制施工）；加宽6.0米用以设置人行道、非机动车道及绿化带（详见横断面布置图），桥面横坡为1.5%（单面坡），纵坡为0%。；右幅桥：6×20m预应力钢筋砼T梁+8m实心板，T梁每跨3片主梁（预制施工），实心板为现浇施工；加宽6.0米用以设置人行道、非机动车道及绿化带（详见横断面布置图），桥面横坡为1.5%（单面坡），纵坡为0%。
下部结构：左幅桥：0号桥台采用桩基接盖梁，其余采用柱式墩台，钻孔灌注桩基础；右幅桥：0号桥台及桥墩采用柱式墩台，钻孔灌注桩基础，7号桥台采用U型重力台，明挖扩大基础。
2.3施工材料
混凝土：人行道、墩台桩基墩柱、盖梁、台帽、防震挡块、桥头搭板以及枕梁混凝土采用C30；预制主梁、横隔梁、湿接缝、封锚端、墩顶现浇连续段和桥面现浇混凝土均采用C50；实心板采用C40砼；桥面的铺装及连续均采用C40防水砼；
普通钢筋：使用HPB235和HRB400钢筋，钢筋的材料性能和力学性能必须满足《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》的要求；此外，如果钢筋的直径≥12mm，应当使用HRB400热轧带肋钢，如果钢筋的直径＜12mm，则应当使用HPB235（A3）钢；
预应力钢筋：采用低松弛高强度钢绞线，其公称直径为15.2mm、抗拉强度标准值为1860MPa；预应力钢筋的材料性能和力学性能指标必须满足《预应力混凝土用钢绞线》的要求；
钢板：采用Q235B钢板；锚具：预制T梁正弯矩钢束采用15-5/6型系列锚具及其配件，预应力管道采用圆形金属波纹管；支座：采用板式橡胶支座，材料性能以及力学性能必须满足相关的行业标准和规范。主要的施工材料及其设计参数如表1所示。
2.2可行性分析
加宽改造后的桥梁，上部结构体系为简支桥面连续结构，T梁按全预应力构件设计。首先，通过平面杆系结构计算软件进行桥梁结构的设计计算；其次，采用刚接梁法对桥梁的横向分配系数进行计算；最后，采用空间结构计算软件对计算结果进行校核。计算结果表明，桥梁加宽改造后，其主梁的裂缝宽度、挠度和承载能力全部能够满足设计要求。下部结构（桥台和桥墩）同样采用现行的规范进行计算，并且计算结果也能够满足设计要求。
3桥梁加宽改造方案
3.1桥梁桩基施工
根据资料调查和实地勘察，本次桥梁加宽改造工程的原桥始建于“九五”时期，因此桥梁的沉降已经基本完成，为降低桥梁加宽改造后的绝对沉降，防止新、老桥梁结构间的沉降不均从而引起桥梁路面出现裂缝，避免桩基施工过程的挤土效应和施工噪声对环境造成影响，应当采用科学合理的桥梁基础施工方式。因此，本次桥梁加宽改造工程采用钻孔灌注桩法进行桩基施工，施工工艺流程如图1所示。此外，为最大限度地降低桥梁加宽改造后的沉降问题，应当采用桩底后压浆的施工工艺。
根据对以上四种横向连接方式的优缺点和加宽改造形式的优劣的简述和分析。加宽改造后的桥梁采用双侧加宽，并且每侧加宽6m。为了提高桥梁加宽改造后的行车舒适性并减少施工和后期养护的难度，桥梁的横向连接方式采用上部结构采用不连接的横向连接方式。此外，为了确保桥梁加宽改造后的下部结构受力状况明确，同时降低下部结构拼接对原桥的影响，下部结构同样采用不连接的横向连接方式。具体设计为：拆除原桥边梁的栏杆，并将边梁更换为中梁，拆除原桥边梁悬臂投影面内部的盖梁，与拼接的盖梁之间预留1cm的沉降缝。最后，运用可靠构造措施，确保加宽改造后桥梁的安全性和可靠性，桥梁加宽改造后的横断面总体布置图如图2所示。
3.4桥面铺装设计
新、原桥梁之间的铺装设计同样是桥梁加宽改造过程的重点。加宽改造的桥面在完成铺装后，经常会发生纵向裂缝破坏。因此，本次桥梁加宽改造工程采用无缝弹性伸缩缝的桥面铺装方式，以避免桥面的纵向裂缝问题。通过使用一种高弹性的特殊沥青混合料替换新、原桥面接缝位置的桥面铺装层，提高桥面的弹性、抗变形和减震性能，以实现桥面的无缝化连接。无缝弹性伸缩缝结构如图3所示。
3.4降低沉降的举措
控制新、原桥梁之间的不均匀沉降是桥梁加宽改造项目的主要内容。由于原桥始建于“九五”时期，已经基本完成沉降。因此，控制新、原桥之间的不均匀沉降工作主要在于控制新桥的沉降。针对本次桥梁加宽改造项目的实际情况，采用以下举措对新桥的绝对沉降进行控制：首先，后压浆：在完成钻孔灌注桩后，采用后压浆的施工工艺，降低基桩的绝对沉降；其次，后浇带：桥梁加宽改造工程的板梁安装完成后，新、原桥之间先不进行桥面的铺装暂，新、原桥之间预留40cm左右的后浇带；然后，预加载：对加宽改造后的桥梁进行预加载，预加载过程持续跟踪检测新桥的绝对沉降值；最后，如果加宽改造后的桥梁总沉降量＜2mm，则可以浇筑桥面铺装的后浇带，铺设材料采用微膨混凝土，以避免铺设后的桥面发生收缩而出现裂缝。
3.5其他施工注意事项
（1）由于本桥为加宽改造工程，应当在施工前做好相关的组织管理工作，必须做好施工期间的交通管制工作；（2）基础挖基时的泥土必须得到妥善处置，不能随意堆放在河边，以避免遇雨水冲刷而造成水土流失；（3）桥梁加宽改造施工时，高噪声的施工将对附近居民造成较大的影响，因此夜间施工时必须严格按照施工要求；（4）施工场地应及时做好洒水降尘的工作，并且灰土拌和场等灰尘较大的场地下风向100m内应当避免有居民居住；（5）施工工地的生活污水必须通过临时化粪池处理，生活垃圾必须集中收集、清运，防止对周围环境造成污染。
4结论
本文以某二级公路的桥梁加宽改造为例。首先，简述了桥梁加宽改造的原则，充分利用了原桥的结构，并进行了桥梁加宽改造工程的可行性分析；其次，通过对桥梁结构和现场环境的检查，设计出科学合理的桩基施工工艺，新、原桥上部、下部结构的横向连接方式，以及桥面铺装的方式；最后，提出了降低新、原桥不均匀沉降的措施，即采用后压浆、后浇带和预加载。通过以上施工方案，在最大限度降低桥梁加宽改造工程对原桥的影响的同时，提高桥梁加宽改造施工质量，改善交通运行状况。
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