摘要：随着我国社会经济的飞速发展，对交通基础设施的要求也越来越高，城镇化进程的发展使得城市规模不断扩大，越来越多的干线公路城镇段正在外移，遗留在城市中的干线公路桥梁由于非机动车及人行道等功能的缺失必须根据城市规划发展的需要进行改造，结合工程实践，介绍在公路桥梁向城市道路桥梁功能转变时的改造设计思路及方法。
关键词：桥梁；设计；加固
城市规模的不断扩展，使得公路桥梁向城市道路桥梁转变越来越普遍和广泛，从简单的注重行车安全舒适和建造经济性出发的公路桥梁在转变为城市道路桥梁过程中，不仅要完善人、机动车及非机动车通行安全舒适性功能，而且越来越追求城市景观与环境的协调，我国一些原有的公路桥梁等交通基础设施由于建成年代久远，在使用功能以及质量标准方面都已经无法适应新时期的实际需要，因此需要对其进行改造。在改造设计中，除了对就桥梁结构进行加固设计外，还要特别注意其在功能方面的转变。很多原公路桥梁在建成时并不具备非机动车到以及人行道的设计，所以要采取相应的加宽以及功能完善的设计手段来满足城市交通对道路桥梁功能的需要。
一、公路桥梁功能转变改造设计方案的合理确定
在对公路桥梁进行改造设计时，要全面了解相关的资料，并合理确定改造设计方案。以本文所述桥梁为例，该桥原设计荷载为汽车-超20级挂车-120，桥面宽度为：净24.0+2×0.5m防撞护栏，全桥宽25m，桥长565.5m。上部结构为14孔40m简支I形组合梁，梁间用TST伸缩缝连接，下部结构采用柱式墩、肋板台，基础为钻孔灌注桩。桥台桩基直径采用1.2m，桩长40m；桥墩桩基直径采用1.5m，桩长50m。根据城市发展规划，该大桥已成为城市道路桥梁。原桥已经使用近10年时间，桥面破损严重，伸缩缝已完全损坏，无人行道，严重制约城市发展和影响两岸人们交通出行，因此该市政府决定对大桥按照城市道路桥梁功能特性进行加固、加宽改造。通过对以上数据信息的分析，确定了在该桥梁的改造设计中需要重点解决加宽改造后的桥型设计、旧桥改造的加固设计以及改造后的新旧
部分纵向连接设计这三个主要问题，需要分别制定相应的设计方案。
1.根据加宽需要设计桥型的改造方案。为了增强该桥梁加宽后的整体横向刚度，在改造中可以采用T型梁以及40m14孔的应力混凝土的设计方案。这种桥型设计方案的结构形式与旧桥的变形特征基本一致，便于后期对桥梁进行整体的维护管理。同时这种结构形式也能够很好地满足泄洪时的要求。
2.根据功能转化改造需要设计加固方案。由于该公路桥梁的原有结构在行车的舒适性以及受力能力方面都存在一定的缺陷，所以在改造中可以采用先简后支的设计方案，从而既能够合理调整旧桥结构，使其能够在一定程度上实现连续梁的功能，同时也能够尽量减少新旧部分在受力以及变形特征上的差异。确定的改造设计方案为：凿除旧桥梁端的原有铺装，对其横隔梁采取钻孔处理，并通过钢筋进行穿过锚固处理以及绑扎两片梁，从而使新旧桥的钢筋形成可靠连接。然后对其进行整体的混凝土浇筑以及桥面铺装，从而达到功能转换的改造目的。
3.桥梁新旧部分的纵向连接设计方案。该公路桥梁的原有结构由于经过长时间的使用，基本完成了沉降，而改造后的部分则仍存在沉降以及位移变形的可能。在改造设计中可以采用分离处置的方案来解决新旧部分的连接问题。因此在设计方案中对在其新桥加宽部分的上部结构预设了沉降缝，并采用了柔性填充材料的方式，对桥面铺装部分则采用了切缝的设计方案，对加宽部分的下部结构采用的是不做连接的设计方案。
三、方案设计
1．加宽新桥。加宽新桥采用原桥两侧加宽方式，每侧各加宽15.5m，加宽部分上部结构采用14孔40m预应力混凝土先简支后连续T梁，下部结构采用柱式墩、肋板台、钻孔灌注桩基础（其中桥台桩长40m，桩径1.5m；桥墩桩长55m，桩径1.6m）。全桥共设5联，联孔形式为3+3+2+3+3。
桥面铺装采用3cmAC-13沥青混凝土+5cmAC-20沥青混凝土＋FYT改进型防水层＋10cmC40防水混凝土。加宽后的横断面布置见（1）上部结构。采用交通运输部颁布的标准跨径40mT梁上部结构设计，局部进行调整：①T梁。原桥外侧加宽15.5m，采用调整边梁宽度的方法。边梁翼板边缘至边梁中线距离由标准120cm调整为85cm，人行道板悬出翼板边缘外25cm，中梁采用标准宽度230cm，加宽部分共用5片中梁，2片边梁。②横隔板。在本次加宽、加固改造中提出了“新桥北侧敷设供水管道（管道直径800mm）”要求，为了美化景观，该设计考虑将供水管道穿插于新桥北侧边梁内侧的横隔板中间，孔中心距离梁底910mm，孔径周围用Φ20钢筋与横隔板内布设钢筋绑扎加固。③桥墩盖梁。根据临汾市整体规划，为了整体开发汾河公园，提出调整桥墩盖梁外侧造型的设计思路，在保障安全的前提下，将盖梁外侧下缘由原来的“直线型”调整为“弧线型”，弧线半径821cm。（2）下部结构。墩、台基础采用西安方舟计算机有限责任公司开发的《桥梁通CAD》和其它相关资料进行受力分析和配筋计算。计算桥台桩长40m，桩径1.5m；桥墩桩长55m，桩径1.6m满足承载要求。
2．原桥加固。原河桥为14孔40m简支I形组合梁结构，为了保证行车的舒适性和与新桥结构体系的一致性，本设计将原简支体系I型梁桥转化为与新桥一致的连续体系。旧桥支座为板式橡胶支座，经计算联孔采用3+3+2+3+3形式由简支改为连续后，支座满足变形要求，无需更换。也成为新加宽部分桥型采用3+3+2+3+3连续形式的主要因素。拆除原防撞护栏及沥青混凝土铺装层，凿除旧桥边梁外侧翼板50cm和旧桥连续端处5.33m范围内的桥面板，铺设双层钢筋网，凿毛其余部分桥面板顶面。将连续端梁肋下缘两侧用钢板通过螺栓及环氧沥青结构胶连接，之后将连续端横隔梁对应处钻孔，穿入Φ20钢筋，垫钢板后螺栓锚固，然后依次绑扎钢筋，和凿除桥面板部分（连续端处5.33m）铺设钢筋网绑扎，整体浇筑混凝土，最后用环氧砂浆封闭对穿钢筋头。在桥面板上洒布防水粘结层，然后摊铺5cmAC-20沥青混凝土+3cmAC-13沥青混凝土。
3．新、旧桥连接。新加宽桥梁上部结构与旧桥间留1cm沉降缝，缝间填1cm软木条或橡胶条后用低模量高位移硅酮密封胶灌缝，沥青混凝土桥面铺装整体浇筑，并设切缝，下部结构无连接。
4．亮化工程。根据该市对景观整体布局要求，大桥改造对护栏、人行道侧石和中央隔离带进行了亮化、美化另行设计，护栏和中央隔离带全部采用花岗岩石鼓设计，人行道侧石采用花岗岩立石，在满足结构安全的前提下，对提出的中央隔离带花岗岩石鼓方案采用中心掏空方案，以达到结构受力安全要求。为了充分利用已有的公路桥梁来完善城市道路交通的基础设施，需要通过加固加宽设计来实现对原公路桥梁的功能转变改造。在改造设计中，设计人员要全面了解功能转变中所需要解决的加宽加固等问题情况，并以功能转变为目标来
制定合理的改造设计方案，采用相应的设计手段来对旧桥结构进行调整，并做好新旧部分的衔接设计，从而实现功能转变的改造目标，使公路桥梁能够满足城市道路交通的需要。
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