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摘要：以某公路桥梁加宽工程为背景，通过收集现有桥梁加宽设计方案和施工工艺的相关资料，分析桥梁加宽的设计原则、加宽方法和关键施工技术，可为类似工程提供参考。
关键词：桥梁拼宽，改扩建工程，关键施工技术
随着我国交通运输业的快速发展，交通量日益增加，现有的高速公路难以满足当前车辆的交通需求，需要改建和扩建。桥梁拓宽工程作为改扩建工程中的一项重点和难点工程，需要解决新旧桥梁拼接方式、地基不均匀沉降和施工过程中车辆安全等问题。其施工难度大，施工工艺复杂，存在诸多安全隐患，因此确保桥梁拓宽的施工质量和安全尤为重要。
1项目概述
某高速公路原桥梁为8×20m预应力连续箱梁，全长166m。下部结构桥墩采用柱式桥墩，0号桥台采用肋板式桥台，8号桥台采用柱式桥台，全桥采用桩基。新桥在旧桥的左右两侧加宽，左侧8跨，宽3.5m，右侧4跨，宽0m ~ 1.892m，分体桥上部结构沿用原桥梁结构，采用20m预制预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用柱式桥墩和桩基。
2.拼宽原则
桥梁加宽主要考虑新旧桥梁横向连接的稳定性、施工方法的可操作性、施工环境的安全性、桥梁外形的美观和过往车辆的舒适性。
1）新桥的结构形式和跨径组合设计应尽可能与旧桥一致，以提高新旧桥梁加宽后的整体性、传力可靠性和变形协调性；2）在不中断交通的桥梁加宽施工中，必须采取分时浇筑、分层浇筑、微膨胀钢纤维混凝土等技术措施，保证接缝处混凝土的浇筑质量；3）设计中应考虑新老混凝土收缩徐变对拼接施工质量的影响，通过提高拼接混凝土强度等级，可以控制拼接两侧混凝土的挠度差；4）新桥的荷载水平应高于旧桥。如果既有桥梁荷载等级较低，可以在加宽桥梁前对旧桥进行加固，提高既有桥梁的荷载等级。
3.桥梁拼宽的方式
为了降低施工难度，提高新旧桥梁加宽结构的安全性和稳定性，目前有三种常用的新旧桥梁拼接方法：
类型1：上部结构和下部结构都没有连接。这种连接方式的优点是新桥和旧桥之间没有连接，互不影响。它们作为一个应力系统是独立的，可以降低施工过程中的难度，减少通车对施工的影响。缺点是为了行车安全和桥梁结构安全，在新旧桥梁之间设置防撞护栏或隔离设施，不能有效提高公路服务质量。相反，中间护栏或隔离设施的存在对行车安全有一定影响。
类型二：上结构和下结构都是连接的。这种连接方式是拆除既有桥梁的护栏，通过凿刻、焊接或植筋等方式将新桥的上下结构与既有桥梁连接起来，然后重新铺筑或连接桥面铺装。其优点是将新旧桥梁连成一体，使新旧桥梁在荷载作用下应力和变形平衡，从而减少拼接处病害的发生。缺点是：由于施工年限和施工工艺的不同，新旧桥梁在荷载作用下变形不一致，导致裂缝，甚至接缝处混凝土剥落。此外，既有线是否封闭也是影响桥梁施工质量的关键因素。
第三种：上部结构连接，下部结构不连接。这种连接方式是新建桥梁的下部结构单独建造，上部结构先凿混凝土，再焊接钢筋，最后浇筑混凝土，或者在接缝处种植钢筋进行连接。其优点是上部结构整体受力，下部结构单独受力，内力互不影响，下部结构施工方便。缺点是上部结构施工也会受到过往车辆的影响，接头的施工质量是整个桥梁拼接成功的关键。
4桥梁加宽的施工方法
根据设计图纸，既有桥梁结构的混凝土防撞栏、所有沥青混凝土路面和桥面伸缩装置、箱梁重叠部分的部分翼缘混凝土和桥面铺装需要拆除，在既有桥梁的端梁和中梁处种植钢筋，与新加宽桥梁的端梁和中梁连接。所有部件连接完成后，应浇筑桥面铺装，然后建造混凝土防撞护栏。施工完成后，应铺设沥青混凝土路面，并安装桥梁伸缩装置。
拆除结构施工顺序为：伸缩装置→路面沥青混凝土→拼接侧1m以内桥面铺装混凝土→外侧混凝土防撞栏→外侧梁翼缘板。
1）伸缩装置拆除安装。新桥所用伸缩缝的类型和位置与原桥相同。凿除伸缩缝混凝土：根据设计文件标记待凿除的混凝土部位，沿线切割接缝，并保证切割接缝边缘整齐无损；采用风镐凿除切割缝之间的沥青混凝土，凿除时尽量不损伤原预埋钢筋，保证基础混凝土坚实；人工清理大块混凝土后，用风镐凿除预留混凝土表面，然后用空压机清除罐内杂物和浮渣。旧伸缩缝拆除：原桥梁伸缩缝的钢筋和预埋钢筋采用气割方式拆除清理，切割时尽量保留原预埋钢筋的焊接工作长度。植筋：当新安装的伸缩缝和旧伸缩缝的锚环位置不一致或切割预留钢筋的焊接长度不足时，应根据新伸缩缝的钢筋位置固定植筋。新伸缩缝的安装：沥青混凝土铺设后，将伸缩缝凿开。清理后，按设计文件要求将新伸缩缝放入槽口，调整伸缩缝的找正和标高，使新旧伸缩缝的宽度、找正和标高一致。钢筋绑扎和混凝土浇筑：按有关规范检查新安装的伸缩缝。确认合格后，绑扎保护带钢筋，注意新安装钢筋与原钢筋的连接。安装后，分层浇筑混凝土，并用振捣棒确保密实。
2）路面沥青混凝土拆除。现有桥梁路面沥青混凝土拆除采用铣刨机和人工相结合的方式进行。铣削开始时，铣削深度应从原桥面慢慢调整到计算的铣削深度，严禁突变。铣削结束时，应将原铣削深度慢慢调整到原桥面，不能用铣床铣削的部分用手工凿除。铣削后，使用清扫机或人力清理剩余的铣削材料。
3）拼接边1m范围内桥面铺装混凝土凿毛施工。旧桥人行道的宽度应凿成拼写宽度。在凿路面混凝土前，根据位置弹出墨线，然后用混凝土切割机切割，切割深度为2厘米，防止损坏路面钢筋网。混凝土凿削采用水力破碎技术，破碎深度通过调节水压来控制。该技术以水为介质，对预留结构无损伤、无扰动，施工安全。
4）拆除混凝土防撞护栏。切割防撞护栏时，应按先横后纵的顺序进行施工，并拆除一节，吊起运走。该施工工艺无振动、无灰尘，对桥梁其他结构无损伤，环境污染小。
5）凿出外梁的法兰盘。翼缘板凿除时不得损坏原桥面的横向钢筋，应使用原横向钢筋作为受力钢筋与新桥连接。法兰盘凿子采用液压破碎技术。混凝土凿除后留下的原有防撞护栏预埋钢筋应清理干净，不得切割桥面纵向钢筋，连接时应在现场弯折新旧桥梁钢筋，确保连接牢固。
6）端梁植筋施工。原桥梁外梁翼缘板凿除后，新桥箱梁吊装前，应进行原桥梁外梁端梁植筋施工。植筋前，用钢筋检测设备找出原桥梁端梁和中梁处的钢筋和预应力管道。种植钢筋时，避开钢筋和预应力管道，按规范要求钻孔。钻孔至一定深度后，用空压机清理孔内灰尘，然后向钢筋内注入植筋胶。
7）箱梁架设及桥面辅助施工。预制箱梁架设前，复测旧桥桥面标高，并根据实测标高调整新桥支座标高。箱梁架设完成后，先浇筑新桥湿接缝。新桥湿接缝混凝土强度达到设计强度的85%后，应在桥梁附近设置一个稳定且易于观察的基准点。新桥采用水箱和沙袋预压（预压荷载按全桥1/2恒载考虑），并观测新桥沉降。预压时间根据沉降稳定性确定。待沉降稳定后，才能进行新旧桥梁拼接。新旧桥梁先用端梁拼接，然后浇筑湿接缝，再进行桥面铺装施工、防水层施工和桥梁防撞护栏施工。防撞护栏采用定制钢模板施工，其线形根据桥面宽度的变化进行连接。施工完成后，桥面铺设沥青混凝土，沥青混凝土采用机械摊铺。铺装完成后，应恢复桥面标志和标线，待伸缩缝安装完毕，混凝土强度达到设计要求后，方可恢复正常交通。
5.结束语
公路桥梁拼接施工的风险主要在于新旧桥梁基础不均匀沉降和车辆交通安全。针对可能出现的不利因素和潜在风险，应采用成熟合理的拼接设计和施工方案。本文对桥梁加宽的设计原则、方法、施工方法及注意事项进行了分析，可为类似工程提供一定的参考。
参考文献：
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［2］郭伟宏．高速公路拼宽桥梁的设计与施工［J］．黑龙江交通科技，2015（3）：120，122．