刘 洋

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550081)

0 引 言

在交通运输系统中高速公路有着举足轻重的地位，具有运输成本低、行车速度快、通行能力强的特点，为社会带来了巨大的经济效益，为人们的生活提供了便利。社会的快速发展让交通量不断的增加，这就给之前建造的高速公路带来了巨大的运输压力。到目前为止，之前建成的大多数高速公路已经不能满足现如今的交通需求，一些高速公路也正在超负荷运营，长此以往也会限制社会的发展。因此，要根据实际的情况，对过去建设的一些高速公路进行适当的改扩建，这样不仅可以缓解交通压力，还能提高高速公路的安全性和稳定性。起初对于高速公路的改扩建仅限于对路面的加铺，但是随着扩建项目的逐步发展，对于桥梁的扩建也日渐增多。桥梁作为高速公路中重要的一部分，其在建设时就有一定的复杂性，所以在改造的过程中，更应该将其作为重中之重。

1 桥梁构造物改扩建现存的问题

对于桥梁构造物的改扩建存在着较多的问题，以下列举了几项主要的问题如图1所示。

图1 桥梁构造物改扩建现存的问题

1.1 新旧构造物之间沉降差

对于加宽的桥梁来讲，新旧基础的沉降差是一个比较严重的问题，原有的基础沉降已经基本稳定，然而新扩建的桥梁基础沉降才刚刚进行。因此，新老结构基础之间势必会存在着沉降差，应当将沉降差控制在一定的范围之内，避免新结构对老结构之间产生过大的附加力，在设计的过程中应当根据实际的情况，对沉降差的容许值进行全面的分析。

1.2 新旧上部结构之间的纵向接缝处理

在方案制定时，不仅要在桥的两侧采用同样跨径和结构的桥梁进行拼接加宽，而且在整个加宽拼接的缝隙还应当控制在加宽后的结构车道内。所以，基于这样的背景，要结合公路桥梁的实际需要，使得拼宽桥梁在运营的过程中有足够的耐久性以及平顺性，在设计的工程中要尽可能的减少纵向的拼宽接缝。

1.3 净空不足的桥梁处理

早期建成的部分高速桥梁，其净空的高度不足，已经严重的限制了出行以及交通的发展，尤其是一些通道不满足消防车辆通过的要求，这也是桥梁改扩建的重要问题。

1.4 降低对原有构造物的破坏

在桥梁改扩建的过程中，为了可以更好的连接新旧结构，施工人员会不可避免的将原有的结构配筋凿出。但是在开凿的过程中，一定要尽可能的降低对原有结构的破坏。尽可能少改变原有构造物的结构，充分的利用原有的构造，发挥整体作用，避免采用随意拆除的行为。

2 高速公路桥梁改扩建的设计原则

对于高速公路的改扩建设计一定要做到因地制宜、对症下药。每段高速公路都有其独特之处，不能生搬硬套其他地的改建方案，桥梁的施工本身就具有一定的复杂性及难度，因此一定要结合实际情况，采取有效的措施，保证改扩建方案的合理性以及科学性。所以对于高速公路桥梁的改扩建设计有以下几个基本原则。

(1)在设计工作开展之前，首要的任务就是对现场的详细勘察以及对资料的收集。主要包括对现场的地质地层情况，确定地基是否需要处理，对原有桥梁的整体结构性进行检测，确定薄弱的区域，对需要加固的区域进行重点的标记。收集该段高速公路的相关资料，也包括公路桥梁的原有施工图、原有桥梁的性能、使用年限等各方面的实际情况。设计人员在设计进行之前务必将原有构造物的相关情况掌握清楚，避免在设计的过程中忽略某些因素而出现较大的偏差。

(2)设计人员在设计改扩建方案的时候，一定要综合考虑新结构桥梁的下部结构、上部结构以及基础的设置，同时要结合施工方的需要以及施工方的方案，对改扩建的方案进行精准的设计，要在最大程度上将新旧结构的变形差降到最低。

(3)与原有的桥梁尽可能的相同，对于新建的桥梁，不管是在桥的长度、结构形式还是跨径的布置方面，原则上都要与原有的桥梁相同。这样做的目的也是为了让新旧桥梁尽可能变形协调，减少新老桥梁之间的不均匀沉降。

(4)对老桥梁来讲，要尽可能的做到少破坏，将原有的结构损伤降到最低。在达到目标的基础上要做到能小改不大改，对于薄弱的区域可以进行一定的修复和养护措施，对原来的桥梁进行加固等处理。原有的结构经过多年的使用，基本上已经达到了稳定的阶段，对结构某一区域的破坏可能会影响整体结构的稳定性，要格外注意对原桥的后期养护处理。

(5)在施工的过程中不会影响桥梁的正常运行，同时还必须要做好施工的成本以及工期的控制。设计方案要与当前的施工原则相符合，在改扩建的过程中要遵循经济环保的理念，保证工程施工的安全、经济与环保。要尽量的根据原桥的结构特点来进行改建，提高对土地的利用率，同时做出多种方案进行对比，这样不仅环保还可以降低工程造价。

3 高速公路桥梁改扩建的关键设计要点

3.1 桥梁拼接加宽

图2 新旧桥上、下部结构均不相连

新旧桥梁的拼接方式主要有三种，其一为上、下部结构均不相连的方式如图2所示，这种方式主要适用于较大的交通量但不中断交通的情况。这种方式的优点就是可以边加宽边施工。原有的桥梁和加宽新建的桥梁之间是相互独立的，它们之间相互是不影响的，受力比较明确，施工的难度相对来说比较小，施工的工序也也比较简化，对原有公路的正常运行没有影响。但是这种方法也有其不利的地方，在施工的过程中会受到来往车辆的影响，新建的桥梁要比原桥梁产生更大的变形，在新旧两桥连接的位置，沥青铺装层会产生更大的破坏，甚至产生纵向裂缝，影响行车的舒适感以及安全性，造成了路面的不美观，同时也增加了桥面后期的养护成本。

其二为上下结构均相连如图3所示，这种方式会让新旧结构更好地结合在一起，这会很大程度的减少由于温度荷载、汽车荷载等引起的过大变形。但是新旧两桥的混凝土变形存在着较大的差异，会导致加宽桥梁产生更大的附加应力，会在墩台、盖梁连接处产生裂缝。而且这种方式在施工的过程中需要封闭交通，对车辆的通行会产生一定的影响。

图3 新旧桥上下结构均相连

其三为上部连接下部不连接的结构，这种方式也可以边加宽边通车，对车辆的通行影响较小。这种方式是结合了以上两种方法的优缺点。这样新旧结构之间的影响就很小，而且上部结构对下部结构造成的内力影响也更小。充分的考虑了新旧桥梁拼接部位两侧主梁在变形和刚度可以协调一致，同时也避免了出现纵向的接缝。

3.2 荷载标准

随着公路新技术标准和规范的出台和更新，公路的设计荷载最初为汽-超20，现变为公路I级。对于早期修建的桥梁，依据老规范进行的设计施工，而现在已经无法满足新规范的要求。针对这种情况，在进行设计的过程中就要区别对待新旧桥梁，对于旧桥梁采用旧标准，而对于新桥梁采用新标准。拼宽前需要对旧桥梁进行检测验算，倘若旧桥梁不符合要求，需要对旧桥梁采取加固措施，尽可能的使得旧桥的承载力在加固之后也能达到要求，满足交通运输的需求，提高改建后桥梁的安全性能。

4 结束语

社会的不断发展， 交通行业的不断进步，导致原有的高速公路已经不能完全满足现如今的交通需求，对高速公路桥梁的改扩建工作已然成为了目前交通行业发展的重中之重。因此，本文通过对该问题进行分析，从新旧构造物之间沉降差、新旧上部结构之间的纵向接缝处理、净空不足等方面分析了桥梁构造物改扩建现存的问题。并针对这些问题，提出了在改扩建设计工作中应当遵循的原则。最后从桥梁拼接加宽方式以及荷载标准两个方面来系统的阐述了高速公路桥梁改扩建中所需要注意的关键设计要点，对高速公路桥梁拼宽工作具有较强的指导意义。