张 琳，柳颜鹏，张焕强，司晓健，张正凯

（济南市交通运输事业发展中心，山东 济南 250000）

引言

乡村振兴和城镇化的使农村公路的交通量逐年增加，对农村公路行车通畅性提出了更高的要求。农村公路由于早期设计等级低和养护不当等原因，公路路面宽度小、路面结构破坏严重，一般公路改造难度小、施工方便。但是农村公路上桥梁的改造，受到旧桥原有设计、现状、投资、工期等诸多因素的制约，成为农村公路升级的难点。旧桥改造通常有三种方式：重建、加固、拓宽[1]。（1）重建工程量大、造价高，除特殊情况一般在农村公路桥梁升级中较少采用。（2）旧桥加固有利于增加桥梁结构承载力、刚度、稳定性，但无法解决交通量增大需求。（3）对旧桥进行拓宽既满足技术经济性又能缓解交通量压力，是较好选择。旧桥拓宽对新旧桥拼接设计、施工质量等要求高，往往根据实际选择不同的拓宽建设方案。

1 工程概况

韩王许东大桥为连接乡镇与周围农村的县道水东线的重要桥梁之一，是某高新区园区道路汇河大道延长线规划的重要连接节点，延长线由此桥跨过河道，与泰山路平面交叉。旧桥宽10 m，长100 m，是一座5 孔20 m 跨径的预应力钢筋混凝土空心板桥。桥下河道地质从上之下依次为中粗砂、强风化泥岩、中风化泥岩。由于延长线工程建设标准较高，旧桥已无法承担相应交通量，新路面宽度较旧桥面宽出10 m。同时，旧桥经计算通行荷载符合建设要求，上下部结构状况良好无先天缺陷和较大病害，综合考虑到技术、经济等因素，利用旧桥进行改造拓宽。

1.1 建设原则

（1）改造后桥梁需满足交通量增长需求，并与县道延长线顺接，使其满足公路行车顺畅、快速、舒适、安全等要求。桥梁改造后技术等级须与公路一致，技术等级为公路-I 级。（2）桥梁改造后延长线公路平曲线符合规范标准，保持路线线形流畅。（3）改造后桥梁上部结构原则上采用与旧桥相同结构形式。（4）设计方案要降低新桥结构变形或沉降对旧桥产生的应力影响，减少由于拓宽拼接方式造成桥面铺装的病害。施工方案成熟并能够采取有效措施降低新桥对旧桥结构的破坏。（5）坚持安全可靠、经济合理的原则，工期安排紧张，须倒排工期，确保在计划工期内实现全线通车。

2 可利用方案对比

2.1 新桥与旧桥分开平行布置

新桥与旧桥分开布置，上、下部结构均不连接，这种形式可以避免新旧桥不均匀沉降带来的不利内力影响，减少新桥施工时对旧桥交通的影响，方便交通导行。无需凿除旧桥两侧边缘梁板，施工量小，施工简单，对旧桥破坏小、费用低。但是两幅桥面净距不应过宽，当出现新旧桥沉降差或位移差过大时，在新旧双幅桥面沿拼接纵缝处产生反辐射病害，严重会导致铺装层鼓起错开，影响行车安全，不利于后期运营和养护，故对于此种形式要采取相应措施减小变形量[2]，并加设安全防护设施。

2.2 单侧建新桥与旧桥拼接

该方案将新桥布置于旧桥的一侧，新旧桥上部结构采用现浇铰接缝连接，下部结构不连接，建成后组成左右幅，再与延长线顺接。该方案建成后桥梁整体性好，新旧桥梁板变形协调性好。但是须注意：（1）应严格控制新桥沉降量在容许范围之内，降低对旧桥影响[2]。（2）加强桥面铺装层，新旧梁板加强横向连接，或二者同时采用，以减小变形对桥面铺装的损害[3]。

2.3 双侧建新桥与旧桥拼接

此方案为在旧桥左右两侧建新桥，两侧新桥下设单排桥墩，上、下部结构均相连接。这种桥型布置将旧桥置于完成后新桥的中部，能够完美对接上、下行路面中心线与桥面中心线，保持公路整体线形平顺。该方案有明显不足：（1）两侧新桥基础施工对旧桥两侧基础均造成干扰。（2）不均匀沉降控制难度较大，纵向接缝处桥面铺装层容易过早破坏，影响通车安全，增加后期养护费用。（3）旧桥左右两侧布置的单排桥墩与旧桥墩须通过横向钢筋混凝土系梁进行刚接，虽能增强整体刚度，但产生较大内力、沉降差、挠度差易使旧桥受力不利。

3 加宽方案

综合考虑造价、工期、施工难度等因素，经过技术、经济比较，在减小对旧桥影响的情况下充分利用旧桥进行拼接拓宽。在新桥与旧桥拼接形式的选择上，应减小二者因沉降或变形不同导致全桥整体受力不利，保证整桥行车安全、舒适。

3.1 基本设计

（1）新桥技术等级为公路-I 级，人群荷载为3.5 kN/m2；桥面路段位于平面直线段上，桥面纵坡为0；桥梁标准横坡，坡度为1.5%；桥梁抗震设防烈度为7 度。

（2）新建桥与旧桥平行布置，保留旧桥上、下部结构，充分利用旧桥，新桥与旧桥上、下部结构不连接，桥型布置见图1。新旧桥梁间净距为1 cm，全桥中心接缝横向1 m 范围内采用C50 防水混凝土及角钢进行处理，角钢上表面与沥青混凝土桥面铺装齐平，见图2。

图1 桥型布置/mm

图2 全桥中心接缝构造

（3）新桥上部结构采用先张法预应力钢筋混凝土空心板，跨径20 m；新桥下部结构根据地质条件，桥墩、桥台均采用钻孔灌注桩基础，为减少沉降量，适当增加桩长。

（4）桥面设计单向标准横坡，通过改变桥墩、桥台高度来调整盖梁、台帽横坡，坡度为1.5%。

（5）为满足行车舒适、安全要求，新桥结构由简支梁转换为1 联连续梁。桥面铺装层为10 cm厚C50 防水钢筋混凝土+二次聚合固化防水黏结剂层+8 cm 厚沥青混凝土，全桥中心横向1 m 范围内采用黄色警示标线进行渠化设计。

3.2 施工注意事项

（1）墩台基础施工减小对旧桥的影响，采取措施缩小新旧桥沉降差。新桥桩基础施工中钻孔灌注桩的钻头冲击会在土体周围一定范围内产生振动，须采取措施降低其对旧桥结构产生影响。采取控制桩孔沉渣厚度、堆载预压、严控桩长、延长桥面铺装间隔等措施减小新桥沉降和变形。

（2）旧桥桥面铺装层凿除不得损伤原有桥面板，减小机械冲击造成桥梁板裂缝，并掌握旧桥面铺装层交界处病害。桥面凿除分两步：①采用风炮进行粗凿至桥梁板顶面并留有薄层；②薄层面进行精凿，采用小功率凿除机械或人工铲除等方式，不得使用大功率风炮直接凿至设计要求深度，碎渣清除干净并保护好裸露钢筋。凿除施工宜从边缘开始逐渐向中间分段分块进行，可以先行试凿，施工中根据观察凿除界面颜色、凿除难易程度来判断是否凿除到设计要求处。当出现超长裂缝、大面积开裂等问题时，应立即停止施工，会同建设、设计、监理单位采取修补措施后才能继续施工。

（3）提高纵向拼接质量。严格控制支座及垫石高程，严格按照设计要求保证新旧桥净距，拼接处桥梁板吊装时加强测量，确保误差在规定范围之内。新桥面铺装前对界面进行凿毛或切纹处理，深度不能太浅易在2 mm 为宜，不得破坏钢筋。全桥中心范围内纵向接缝水泥混凝土凿毛、振捣、厚度以及钢筋规格、尺寸、绑扎等符合规范标准，角钢与预埋钢筋连接稳固，保证该区域标高符合设计要求。

4 结语

农村公路旧桥改造，在受力验算及检测旧桥结构承载力、刚度、稳定性满足相应建设要求后，可以积极利用旧桥拓宽改造，技术上易操作性，经济上有利于降低造价。拓宽改造要结合旧桥实际分析、选用合适的拼接方案，减小拓宽后桥梁整体内力影响，降低施工和养护难度。要着重做好施工过程中质量控制，在铺装层凿除、拼接纵缝施工、墩台基础施工等方面注重提高工人责任意识，完善工艺、工法，保证工程质量。