高速公路扩建中既有桥梁拼接利用评价方法概述

发表时间:2019/1/11   来源:《建筑学研究前沿》2018年第31期   作者:梁群 李漪
[导读] 本文以某工程为实例,根据规范要求建立一套桥梁拼接利用评价体系和流程,可供其他类似项目参考。

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司  安徽合肥  230088
          摘要:两侧拼宽是国内高速公路扩建的首选方式。在设计中,既有桥梁拼接利用评价的合理性对于能否充分利用既有道路资源、节约造价具有重要的影响作用。本文以某工程为实例,根据规范要求建立一套桥梁拼接利用评价体系和流程,可供其他类似项目参考。
          关键词:桥梁、扩建、拼接、评价
         
         
          1.概述
          随着我国经济的快速发展,高速公路改扩建工程已迅速发展成为高速公路建设的重要主题。两侧拼宽是国内高速公路扩建的首选方式,在设计中,既有桥梁拼接利用评价的合理性对于能否充分利用既有道路资源、节约造价具有重要的影响作用。本文以某高速公路改扩建工程中20m装配式混凝土组合箱梁为例,根据规范要求,建立一套合理的、符合改扩建实际的桥梁拼接利用评价体系和流程,可供其他类似项目参考。
          2.评价对象简介
          既有桥梁半幅桥面宽13.5m,20m跨径采用PC组合箱梁,跨径布置为6x20m,断面布置形式为边梁285cm、中梁240cm、湿接缝100cm,单幅共计主梁4片。根据该桥的质量检测报告,该桥上部结构总体技术状况较好,为2类桥,可予以利用。
          
          
          图2拼宽后整体式断面跨中横断面
          3.拼接评价流程
          拼宽桥涵的新建部分与既有桥涵结构连接时,应进行整体验算和评价。既有桥涵极限承载能力应满足或采取加固措施后满足现行标准的要求,正常使用极限状态应满足原设计标准的要求;评价正常使用极限状态时应采用原设计荷载等级,评价承载能力极限状态时应采用现行荷载标准。
          3.1拼接后单梁横向分布系数计算
          考虑尽可能利用既有结构,既有构造可按A类预应力构件验算,桥面铺装及现浇调平层可按自重平均分配到各梁板上,内外侧护栏则按扩建后的断面按对应的横向分布系数折算到对应梁板上。组合箱梁的湿接缝相对于主梁刚度较弱,基本结构仍为横向铰接受力。故跨中荷载横向分布系数按截面6片梁(既有桥梁4片,拼宽2片)铰接并采用铰接板梁法计算,支点处采取杠杆法计算。支点处至L/4处采取线性过渡。
          表1  20mPC组合箱梁跨中及支点荷载横向分布系数计算表

          3.2正常使用极限状态评价
          正常使用极限状态下验算的主要内容包括:预应力钢束张拉应力验算、主梁法向压(拉)应力验算、主梁主压(拉)应力验算、裂缝(普通钢筋混凝土结构)验算等。虽然新老桥上部结构是通过湿接缝连接成整体,但老桥构造正常使用极限状态评价可仍采用老桥的原设计荷载等级和技术标准。
          3.3承载力极限状态评价
          承载能力极限状态下验算的主要内容包括:主梁及桥面板的正截面抗弯承载能力验算、主梁斜截面抗剪承载能力等。既有桥涵极限承载能力应满足或采取加固措施后满足现行标准的要求,评价承载能力极限状态时应采用现行荷载标准。主梁计算模型的选取要按照拼宽后整体断面提取参数。
          表2  20mPC组合箱梁正截面抗弯承载力汇总表()
        

          3.5施工保通时构造处理
          考虑到高速公路改扩建施工的特殊性,即施工过程中要时刻保持道路的通畅性,因此桥梁拼接利用的是否可行要结合施工期保通的要求视具体情况而定。主要存在两种工况:
          ①纵面维持与老路一致。考虑到路幅通车过程中,湿接缝混凝土浇筑无法实施。因此在桥面单幅拼宽后,该幅暂处于新老桥梁上部结构纵向不连接的工况下,需要待交通转换至另半幅后方可实现新老桥梁的湿接缝连接。此种工况下,即存在老桥外侧护栏切除,车辆可作用于外侧主梁外悬臂上,需要增加该工况的结构验算。若按现行技术标准验算,可能会存在不满足需要加固的情况。由于该工况属于施工期的短暂状态且新老结构未实现构造连接,故仍可按老桥的设计荷载及技术标准来验算此工况。
          经验算,该工况下既有桥梁外边梁满足老桥设计荷载及技术标准要求。
          
          图3 施工期新老桥带缝工作工况

          ②纵面抬升。新桥桥面高于老桥桥面,新建用于兼顾施工期保通的桥面宽度应按保通需求的最小宽度确定。此种工况不存在老桥护栏拆除通行的情况,结合保通步骤进行构造设计即可。
          4.结语
          高速公路桥梁利用评价内容较多,需综合考虑现状、检测、构造验算及施工期保通需求等逐阶段予以评价,对于评价不满足要求的还需要进行加固专项设计。
          老桥利用的评价合理客观,不可过于保守,避免造成既有结构过于保守设计而拆除,这是贯彻绿色公路理念的关键因素。
         
          参考文献
          [1]JTG/T L11-2014,高速公路改扩建设计细则[S].
          [2]JTG/T J21-2011,公路桥梁承载能力评定检测评定规程[S].

投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: