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省级公路桥梁加宽拼接技术优化研究
摘 要：随着我国近年来经济的不断发展，快递业以及运输业发展迅速。原有的一些交通设施已经不能满足当今社会的运输任务。为了满足运输任务对交通工程的要求，一些公路，特别是一些省级公路急需进行车道加宽的改造。与此同时，原有公路上的一些桥梁也需要进行相应的加宽，但是一些不能满足要求的旧桥梁则需要进行一定的改造方可投入运营。根据多年省级公路改扩建经验总结以及关于对桥梁加宽拼接技术的相应研究，进行了以下几点研究：(1)对现有的工程条件进行研究，总结并分析了符合当今省级公路桥梁加宽拼接要求的技术，并分析研究了各个技术的优劣;(2)对常用桥型的加宽拼接后的技术特性进行研究，分析各个桥型加宽拼接技术要点;(3)运用软件模拟分析与实际工程效果的对比分析，分析归纳出合理的有针对性的加宽拼接技术。
关键词：省级公路;加宽拼接;软件模拟;技术对比;经验总结;桥梁
概述
(1)我国交通运输现状
近年来随着我国经济社会的快速发展，我国的交通运输事业得到了突飞猛进的进步。我国公路通车里程已经达到了世界前列。但是我国仍有大量公路常年处于拥挤状态[1]。这样的运输现状表明我国的公路通车里程的增长速度远远不能满足我国人民对交通运输资源的需求的增长速度[2]。因此，桥梁加宽作为公路改扩建项目中的重中之重，进行相关研究显得尤为重要。
(2)国内外研究现状
桥梁作为公路工程中重要的构成元素直接决定了公路的通行效果[3]。但是由于大量桥梁修建时间长，已经不能满足日常运营需要。国外需要进行相关加宽的桥梁占到桥梁总数的29%[4]。所以国内外现在的研究重点基本是桥梁加宽技术方面的研究[5]。国外主要的研究对象为桥梁加宽技术研究[6]。而国内由于桥梁加宽的紧迫性刚刚显现出来，所以在这方面的研究仍然较为薄弱。
一、公路桥梁加宽拼接方法及技术特点研究
随着桥梁加宽拼接的迫切性以及必要性，先进的桥梁拼接技术在施工过程中逐渐被总结下来，并进行了广泛的推广。根据多年进行相关技术施工以及理论研究，国外关于这方面的研究较为彻底，但是国内仍然没有对该技术类型有一个相关的总结及技术特点研究。
1.1 公路桥梁加宽拼接技术方法研究
根据多年工作经验总结，现今关于公路桥梁加宽拼接技术主要可以从连接方式入手进行划分，根据连接方式主要划分为以下三类：
(1)上下部位连接的加宽拼接方法：这种方法主要结构形式为新旧桥梁的上下部位均通过湿接缝、横向钢筋、植筋等方式进行连接。通过上下均进行连接的方法可以有效的减小新旧桥梁在荷载作用下连接部位的变形;
(2)上下部位均不连接的加宽拼接方法：为了避免新旧桥梁之间连接方式的问题，采用上下部位均不连接的拼接方法。这种方法将连接部位用施工缝方法处理，然后采用沥青一次浇筑的方法成桥。这样的结构受力分明，不产生任何的相互作用;
(3)上部连接、下部分离的加宽拼接方法：这种方法主要是将桥梁上部结构通过运用种植钢筋等技术将新旧桥梁进行铰接或者刚接联系在一起，下部结构则相互分离。这种技术结合了上述两点各自的优缺点，较为实用。
1.2 公路桥梁加宽拼接技术特点研究
上述这三种桥梁加宽拼接技术会由于适用桥梁结构的不同直接导致加宽拼接效果产生较大的差异。所以必须要对相关的技术特点进行仔细研究。根据常年施工经验总结以及理论分析可以得到三者的技术特点分别如下：
(1)上下部位连接的加宽拼接方法：由于该方法是在上部结构通过植筋以及浇筑横隔板等方法进行连接并在下部结构通过增加刚性连接或者铰接的方法将新旧桥梁连接为统一的整体。所以这种方法加宽拼接的桥梁整体性较好，但是由于新桥的沉降速率要高于老桥，所以上下结构易产生裂缝。并且施工技术复杂，材料需求量大，施工成本较高;由于成本较高，在省级公路桥梁的拼接加宽施工中应当谨慎选择改种方法。
(2)上下部位均不连接的加宽拼接方法：这种加宽拼接的桥梁会在新旧结构之间产生一条纵缝。导致新旧桥梁之间铺装不连接。虽然这正方法简化了施工工序，但是会由于结构刚度较差导致桥梁产生不均匀沉降;这种方法对于省级公路中大跨径桥梁较为适用。
(3)上部连接、下部分离的加宽拼接方法：这种加宽拼装方法可以在一定程度上保证新旧桥梁之间的桥面平整而且还可以在一定程度上保证新旧主梁之间挠度差的影响。但是只有上部结构连接，容易导致连接部位破损，产生纵向贯通裂缝。所以这种方法比较适用于结构跨径较小的桥梁加宽拼接施工。相比较上述两种方法这种方法在省级公路中适用性较强。
二、省级公路桥梁加宽拼接技术优化对比研究
针对现有的桥梁加宽拼接技术的研究，结合省级公路的桥梁结构特点。在保证质量与成本的基础上对桥梁加宽拼接技术进行相应的优化并通过软件模拟技术验证技术可行性。
2.1 省级公路桥梁加宽拼接技术优化研究
由于现今大多数省级公路桥梁结构为现浇钢筋混凝土连续箱梁结构，所以根据桥梁常用结构对现有的桥梁加宽拼接技术进行有针对性的优化措施：
(1)两侧加宽技术：由于这种桥梁结构中包含了大量的横线预应力筋，所以原有技术中的关于切除混凝土连接的方法不能使用。所以应当通过运用植筋法将原有桥梁的悬臂加厚，然后通过铰接方式将旧桥梁与新建桥梁相互连接;
(2)两侧分离加宽技术：由于现有的大量省级公路桥梁为病害桥梁。所以在进行加宽拼接时需要进行相应的检测与评价。即使检测结果满足使用要求，仍然需要采用两侧分离加宽技术进行加宽拼接。
2.2 省级公路桥梁加宽拼接技术优化验证
通过对原有桥梁进行相应的加宽拼接施工后应采用ANSYS软件模拟技术对优化后的拼接加宽技术与原有加宽拼接技术进行模拟比对。通过有限元分析软件得到了以下几点结论：
(1)经过优化的加宽拼接技术在减小新旧桥梁的相对沉降量以及减小混凝土收缩徐变方面由于原有的加宽拼接技术。
(2)通过软件模拟结果可以认为，经过技术优化后的桥梁拼接技术如果进一步的增加新桥桩长、增大桩径可以有效的减小相对沉降量。
(3)无论是否经过优化的桥梁加宽拼接技术在改造时均需要对旧桥结构进行切割与凿除处理，所以在施工过程中应禁止采用大功率切割设备尽量采用软切割及人工切割。
(4)由于省级公路中大多数桥梁结构均为带病工作，所以优化后的加宽拼接技术更加使用与省级公路，且在进行相应的加宽拼接之前应对原有桥梁进行相应的加固措施。
三、结论
本文通过对桥梁加固拼接技术的研究与多年工作经验，得到了适用与省级公路桥梁加宽拼接的技术，并根据工作经验总结对省级公路中桥梁加宽拼接技术进行优化使之更加适用于省级公路中桥梁加宽拼接施工。并通过软件模拟技术对优化结果进行验证并为优化方案作出了科学的预测，为优化后的加宽拼接技术提供了具体的施工建议以及发展方向。
参考文献：
[1]交通部规划司.交通部规划司.2003年公路水路交通行业发展统计公报[R].2004：39-40.
[2]周建廷.城市桥梁加固拓宽研究[J].重庆交通学院学报，2000(3)：19.
[3]程翔云.旧桥加固改造与桥梁建设的经济分析[C]//1987年全国桥梁学术讨论会集锦，1987：139-168.
[4]谢家全，吴赞平，钱永祥.沪宁高速公路扩建土程综述[C]//高速公路扩建土程技术研讨会论文集，2004.
[5]胡安兵，凌九忠.浅析高速公路扩建方案[J].江苏交通，2003(07).
[6]马春生、宋神友.广佛高速公路湖洲大桥主桥新旧结构连接设计[J].公路，2003(8).
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