省級(jí)公路橋梁加寬拼接技術(shù)優(yōu)化研究
摘 要：隨著我國(guó)近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，快遞業(yè)以及運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅速。原有的一些交通設(shè)施已經(jīng)不能滿(mǎn)足當(dāng)今社會(huì)的運(yùn)輸任務(wù)。為了滿(mǎn)足運(yùn)輸任務(wù)對(duì)交通工程的要求，一些公路，特別是一些省級(jí)公路急需進(jìn)行車(chē)道加寬的改造。與此同時(shí)，原有公路上的一些橋梁也需要進(jìn)行相應(yīng)的加寬，但是一些不能滿(mǎn)足要求的舊橋梁則需要進(jìn)行一定的改造方可投入運(yùn)營(yíng)。根據(jù)多年省級(jí)公路改擴(kuò)建經(jīng)驗(yàn)總結(jié)以及關(guān)于對(duì)橋梁加寬拼接技術(shù)的相應(yīng)研究，進(jìn)行了以下幾點(diǎn)研究：(1)對(duì)現(xiàn)有的工程條件進(jìn)行研究，總結(jié)并分析了符合當(dāng)今省級(jí)公路橋梁加寬拼接要求的技術(shù)，并分析研究了各個(gè)技術(shù)的優(yōu)劣;(2)對(duì)常用橋型的加寬拼接后的技術(shù)特性進(jìn)行研究，分析各個(gè)橋型加寬拼接技術(shù)要點(diǎn);(3)運(yùn)用軟件模擬分析與實(shí)際工程效果的對(duì)比分析，分析歸納出合理的有針對(duì)性的加寬拼接技術(shù)。
關(guān)鍵詞：省級(jí)公路;加寬拼接;軟件模擬;技術(shù)對(duì)比;經(jīng)驗(yàn)總結(jié);橋梁
概述
(1)我國(guó)交通運(yùn)輸現(xiàn)狀
近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)的交通運(yùn)輸事業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。我國(guó)公路通車(chē)?yán)锍桃呀?jīng)達(dá)到了世界前列。但是我國(guó)仍有大量公路常年處于擁擠狀態(tài)[1]。這樣的運(yùn)輸現(xiàn)狀表明我國(guó)的公路通車(chē)?yán)锍痰脑鲩L(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足我國(guó)人民對(duì)交通運(yùn)輸資源的需求的增長(zhǎng)速度[2]。因此，橋梁加寬作為公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中的重中之重，進(jìn)行相關(guān)研究顯得尤為重要。
(2)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
橋梁作為公路工程中重要的構(gòu)成元素直接決定了公路的通行效果[3]。但是由于大量橋梁修建時(shí)間長(zhǎng)，已經(jīng)不能滿(mǎn)足日常運(yùn)營(yíng)需要。國(guó)外需要進(jìn)行相關(guān)加寬的橋梁占到橋梁總數(shù)的29%[4]。所以國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在的研究重點(diǎn)基本是橋梁加寬技術(shù)方面的研究[5]。國(guó)外主要的研究對(duì)象為橋梁加寬技術(shù)研究[6]。而國(guó)內(nèi)由于橋梁加寬的緊迫性剛剛顯現(xiàn)出來(lái)，所以在這方面的研究仍然較為薄弱。
一、公路橋梁加寬拼接方法及技術(shù)特點(diǎn)研究
隨著橋梁加寬拼接的迫切性以及必要性，先進(jìn)的橋梁拼接技術(shù)在施工過(guò)程中逐漸被總結(jié)下來(lái)，并進(jìn)行了廣泛的推廣。根據(jù)多年進(jìn)行相關(guān)技術(shù)施工以及理論研究，國(guó)外關(guān)于這方面的研究較為徹底，但是國(guó)內(nèi)仍然沒(méi)有對(duì)該技術(shù)類(lèi)型有一個(gè)相關(guān)的總結(jié)及技術(shù)特點(diǎn)研究。
1.1 公路橋梁加寬拼接技術(shù)方法研究
根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，現(xiàn)今關(guān)于公路橋梁加寬拼接技術(shù)主要可以從連接方式入手進(jìn)行劃分，根據(jù)連接方式主要?jiǎng)澐譃橐韵氯?lèi)：
(1)上下部位連接的加寬拼接方法：這種方法主要結(jié)構(gòu)形式為新舊橋梁的上下部位均通過(guò)濕接縫、橫向鋼筋、植筋等方式進(jìn)行連接。通過(guò)上下均進(jìn)行連接的方法可以有效的減小新舊橋梁在荷載作用下連接部位的變形;
(2)上下部位均不連接的加寬拼接方法：為了避免新舊橋梁之間連接方式的問(wèn)題，采用上下部位均不連接的拼接方法。這種方法將連接部位用施工縫方法處理，然后采用瀝青一次澆筑的方法成橋。這樣的結(jié)構(gòu)受力分明，不產(chǎn)生任何的相互作用;
(3)上部連接、下部分離的加寬拼接方法：這種方法主要是將橋梁上部結(jié)構(gòu)通過(guò)運(yùn)用種植鋼筋等技術(shù)將新舊橋梁進(jìn)行鉸接或者剛接聯(lián)系在一起，下部結(jié)構(gòu)則相互分離。這種技術(shù)結(jié)合了上述兩點(diǎn)各自的優(yōu)缺點(diǎn)，較為實(shí)用。
1.2 公路橋梁加寬拼接技術(shù)特點(diǎn)研究
上述這三種橋梁加寬拼接技術(shù)會(huì)由于適用橋梁結(jié)構(gòu)的不同直接導(dǎo)致加寬拼接效果產(chǎn)生較大的差異。所以必須要對(duì)相關(guān)的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)研究。根據(jù)常年施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)以及理論分析可以得到三者的技術(shù)特點(diǎn)分別如下：
(1)上下部位連接的加寬拼接方法：由于該方法是在上部結(jié)構(gòu)通過(guò)植筋以及澆筑橫隔板等方法進(jìn)行連接并在下部結(jié)構(gòu)通過(guò)增加剛性連接或者鉸接的方法將新舊橋梁連接為統(tǒng)一的整體。所以這種方法加寬拼接的橋梁整體性較好，但是由于新橋的沉降速率要高于老橋，所以上下結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生裂縫。并且施工技術(shù)復(fù)雜，材料需求量大，施工成本較高;由于成本較高，在省級(jí)公路橋梁的拼接加寬施工中應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎選擇改種方法。
(2)上下部位均不連接的加寬拼接方法：這種加寬拼接的橋梁會(huì)在新舊結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生一條縱縫。導(dǎo)致新舊橋梁之間鋪裝不連接。雖然這正方法簡(jiǎn)化了施工工序，但是會(huì)由于結(jié)構(gòu)剛度較差導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生不均勻沉降;這種方法對(duì)于省級(jí)公路中大跨徑橋梁較為適用。
(3)上部連接、下部分離的加寬拼接方法：這種加寬拼裝方法可以在一定程度上保證新舊橋梁之間的橋面平整而且還可以在一定程度上保證新舊主梁之間撓度差的影響。但是只有上部結(jié)構(gòu)連接，容易導(dǎo)致連接部位破損，產(chǎn)生縱向貫通裂縫。所以這種方法比較適用于結(jié)構(gòu)跨徑較小的橋梁加寬拼接施工。相比較上述兩種方法這種方法在省級(jí)公路中適用性較強(qiáng)。
二、省級(jí)公路橋梁加寬拼接技術(shù)優(yōu)化對(duì)比研究
針對(duì)現(xiàn)有的橋梁加寬拼接技術(shù)的研究，結(jié)合省級(jí)公路的橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在保證質(zhì)量與成本的`基礎(chǔ)上對(duì)橋梁加寬拼接技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化并通過(guò)軟件模擬技術(shù)驗(yàn)證技術(shù)可行性。
2.1 省級(jí)公路橋梁加寬拼接技術(shù)優(yōu)化研究
由于現(xiàn)今大多數(shù)省級(jí)公路橋梁結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，所以根據(jù)橋梁常用結(jié)構(gòu)對(duì)現(xiàn)有的橋梁加寬拼接技術(shù)進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化措施：
(1)兩側(cè)加寬技術(shù)：由于這種橋梁結(jié)構(gòu)中包含了大量的橫線預(yù)應(yīng)力筋，所以原有技術(shù)中的關(guān)于切除混凝土連接的方法不能使用。所以應(yīng)當(dāng)通過(guò)運(yùn)用植筋法將原有橋梁的懸臂加厚，然后通過(guò)鉸接方式將舊橋梁與新建橋梁相互連接;
(2)兩側(cè)分離加寬技術(shù)：由于現(xiàn)有的大量省級(jí)公路橋梁為病害橋梁。所以在進(jìn)行加寬拼接時(shí)需要進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)與評(píng)價(jià)。即使檢測(cè)結(jié)果滿(mǎn)足使用要求，仍然需要采用兩側(cè)分離加寬技術(shù)進(jìn)行加寬拼接。
2.2 省級(jí)公路橋梁加寬拼接技術(shù)優(yōu)化驗(yàn)證
通過(guò)對(duì)原有橋梁進(jìn)行相應(yīng)的加寬拼接施工后應(yīng)采用ANSYS軟件模擬技術(shù)對(duì)優(yōu)化后的拼接加寬技術(shù)與原有加寬拼接技術(shù)進(jìn)行模擬比對(duì)。通過(guò)有限元分析軟件得到了以下幾點(diǎn)結(jié)論：
(1)經(jīng)過(guò)優(yōu)化的加寬拼接技術(shù)在減小新舊橋梁的相對(duì)沉降量以及減小混凝土收縮徐變方面由于原有的加寬拼接技術(shù)。
(2)通過(guò)軟件模擬結(jié)果可以認(rèn)為，經(jīng)過(guò)技術(shù)優(yōu)化后的橋梁拼接技術(shù)如果進(jìn)一步的增加新橋樁長(zhǎng)、增大樁徑可以有效的減小相對(duì)沉降量。
(3)無(wú)論是否經(jīng)過(guò)優(yōu)化的橋梁加寬拼接技術(shù)在改造時(shí)均需要對(duì)舊橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割與鑿除處理，所以在施工過(guò)程中應(yīng)禁止采用大功率切割設(shè)備盡量采用軟切割及人工切割。
(4)由于省級(jí)公路中大多數(shù)橋梁結(jié)構(gòu)均為帶病工作，所以?xún)?yōu)化后的加寬拼接技術(shù)更加使用與省級(jí)公路，且在進(jìn)行相應(yīng)的加寬拼接之前應(yīng)對(duì)原有橋梁進(jìn)行相應(yīng)的加固措施。
三、結(jié)論
本文通過(guò)對(duì)橋梁加固拼接技術(shù)的研究與多年工作經(jīng)驗(yàn)，得到了適用與省級(jí)公路橋梁加寬拼接的技術(shù)，并根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)對(duì)省級(jí)公路中橋梁加寬拼接技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化使之更加適用于省級(jí)公路中橋梁加寬拼接施工。并通過(guò)軟件模擬技術(shù)對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證并為優(yōu)化方案作出了科學(xué)的預(yù)測(cè)，為優(yōu)化后的加寬拼接技術(shù)提供了具體的施工建議以及發(fā)展方向。
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