隨著高速公路的快速發展，交通量日趨飽和，高速公路改擴建工程勢在必行。高速公路拼寬橋梁的基礎工程普遍受新舊基礎沉降差異的影響，進而影響橋梁拼接加寬的結構穩定性。因此，本文將結合高速公路改擴建工程的現狀，對拼寬橋梁設計展開研究，通過合理有效的設計及施工控制，提升拼寬橋梁施工質量。

　　1 高速公路改擴建工程中拼寬橋梁設計

　　1.1 基于力學原理計算拼寬橋梁結構受力在開展拼寬橋梁設計前，基于力學原理，分析新建橋梁和既有橋梁連接部位的結構受力情況，深入研究影響拓寬橋梁結構沉降的相關因素。在此過程中，原橋梁結構投入使用時間較長，基礎沉降已趨于穩定，但對于新拼接的橋梁結構而言，仍會在使用中受到基礎沉降的影響。當拼寬橋梁的基礎沉降大于原橋梁基礎沉降時，原結構將與拼接結構出現落差，因此，需要在拼接設計時，考慮到原結構對其的約束，進行結構受力分析[2] 。假定橋梁結構基礎沉降模式為線性趨勢，則拼接的部位上緣結構將受上部拉應力的影響出現沉降差，沉降差值也會隨著拉應力的增加而增加。為了避免橋梁拼接結構拉應力上緣部位出現沉降裂縫，其主體結構受力應滿足公式 (1)： σ ≤ [ σ]; Eε ≤ [ σ] (1)式 (1) 中：σ 為橋梁拼寬結構發生不均勻沉降現象時，上緣部位的橫向拉應力值;[ σ]為混凝土強度拉應力標準值; E為混凝土橋梁結構的彈性模量;ε為拼接結構的拉應力變化趨勢。綜合式 (1)，可以進行拼寬橋梁受力的描述。如公式 (2) 所示： [ σ] ≥ Ef ( ρ) Bb (2)式 (2) 中：f 為受力結構;ρ 為拼寬橋梁結構的截面配筋率;B 為拼寬橋梁的寬度;b 為拼接結構寬度。根據公式(2) 可知，拼寬橋梁受力與配筋比例呈正相關關系、與拼寬橋梁的拓寬寬度及拼接結構寬度呈反比例關系。綜合上述分析，完成拼寬橋梁結構受力影響因素計算。

　　1.2 高速公路改擴建工程中橋梁拼寬形式新舊橋梁拼寬形式主要包含：上下均不連接，上、下均連接，上連下不連等主要連接方式。在掌握橋梁拼寬結構的基本受力后，可根據上部構造與下部構造的連接方式進行橋梁拼寬形式設計。在選擇上部結構拼寬形式時，需先進行主要橋梁形式，如空心板、T 梁、小箱梁以及現澆板梁等橋梁的拼接分析，通過現澆接縫、剛性連接等方式形成整體。結合現有研究成果可知，新建橋梁的拼接，需要進行收縮徐變控制。從而降低新建橋梁的沉降量。設計橋梁拼寬形式時，應結合實際施工條件，在相關條件允許的情況下，應將接縫上部構件拼接時間進行延長。根據橋梁結構整體的承重量進行接縫與結構配筋的合理計算。若原橋為擴大基礎，新建橋梁拼寬結構可采用樁基結構，新舊基礎的允許誤差應控制在±5.0mm 范圍內，在有需要的情況下，可以適當進行樁基長度的延伸，進行拼接結構沉降的控制[3] 。延遲拼接是指當橋梁新建部分上部構造完成至橋面鋪裝混凝土澆筑后，等待 3～5個月后再進行濕接縫拼接。待新建部分收縮徐變基本完成后，也就是說，在總的沉降不變的情況下，讓一部分沉降在拼接之前發生，從而減小拼寬后的沉降量。在拼接之前的等待期間對新建結構預壓，使結構更接近設計荷載，可起到加大加快沉降的作用。同時，根據工程施工標準，可選擇適當的方式進行舊橋結構支座的支護，確保拼寬結構可以適應上部多個方向的受力。對于在此過程中的長聯橋梁，可根據主體結構受力，對部分結構進行解聯處理，單聯的跨度數量不宜超過5跨，完成對高速公路改擴建工程中橋梁拼寬形式的選擇。

　　1.3 改擴建工程橋梁拼寬施工工序在高速公路改擴建工程中，拼寬橋梁施工包括新建橋梁基礎、下端構造、主梁、吊裝設備、現澆部分以及橋面鋪裝等。為了確保設計的拼寬橋梁在投入使用后具有較強的穩定性，需要在完成上述相關研究后，進行拼寬施工工序的設計。具體流程如圖1所示。在圖1提出的施工流程中，應重點關注對橋梁新舊接觸面的鑿毛處理，合理控制接觸面的濕潤度，不可出現表面積水等問題[4] 。澆筑時，應控制混凝土的自由澆筑高度小于 2.0m，嚴格控制振搗過程中的施工行為。并在完成施工后進行抹灰處理，避免結構出現裂紋，影響外觀質量。

　　2 實例應用分析

　　為表明本文提出的拼寬橋梁設計方法在實際應用中的有效性，需要在完成對橋梁結構受力分析與結構沉降分析的基礎上，將此方法應用到工程實例進行檢驗。選擇某高速公路區段作為此次實驗的設計段，本路段原設計為雙向四車道高速公路，路基寬度 25m，設計速度 100km/h，拓寬改造為雙向八車道高速公路，橋梁采用兩側拼接為主的拼寬方式。完成新舊橋梁拼接施工后，進行橋梁質量的檢驗，檢驗過程參照原位試驗，使用靜壓力將呈現圓錐形的探頭按照設定的速率均勻壓入土中，測量貫入阻力與原位結構發生的變形。將檢驗結果作為評價本文提出方法有效性的依據，為了使檢測的結果更加直觀，此次實驗以拼寬橋梁負載沉降作為檢測結果。拼接橫斷面示意圖如圖2所示。

　　圖2中，在新舊橋梁連接現澆濕接縫位置安裝一個壓力傳感器，模擬車輛在橋面行駛中的負載壓力，檢測連接鋼板與底部結構是否在受力過程中發生沉降。在此過程中應注意的是，完成設計與施工后的澆筑混凝土鋪裝應在完成養護處理后投入實驗。完成實驗現場的布置后，建立前端壓力傳感器與前端接收設備之間的通信連接，實驗過程中，持續加大負載壓力。整理傳感器結構的數據，將數據整理成表格，如表 1 所示。

　　綜合文件內容與表1中實驗結果數據可知，當前端施加的負載壓力小于或等于 10.5kN/m 時，拼寬橋梁沉降值為 0，證明此時拼寬橋梁沒有發生沉降。當前端施加的負載壓力大于 10.5kN/m 時，拼寬橋梁存在小范圍沉降。因此，在完成此次實例應用實驗后，可以得出下述實驗結論：本文提出的高速公路改擴建工程中拼寬橋梁設計，在實際應用中，當公路橋梁路段行駛車輛在正常荷載作用下，拼寬橋梁可承載其重力，不發生沉降。

　　3 結語

　　本文從計算拼寬橋梁結構受力、選擇橋梁拼寬形式、改擴建工程拼寬橋梁試驗數據方面展開研究。通過實例研究，證明了設計的方法在實際應用中效果良好。

　　參考文獻：

　　[1] 王磊 . 關于呼和浩特市某既有城市橋梁拼寬改造的技術分析[J]. 交通節能與環保，2020(2)：131-133.

　　[2] 馮玉龍，林政園，王雪鋒，等 . 高速公路改擴建工程中拼寬橋梁的設計與施工關鍵技術分析[J]. 公路工程， 2020(2)：137-142.

　　《高速公路改擴建工程中的拼寬橋梁設計》來源：《交通世界》，作者：成威