省級公路橋梁加寬拼接技術優(yōu)化研究

時間：2024-10-18 21:56:11 工程力學畢業(yè)論文我要投稿

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　　摘要：隨著我國近年來經(jīng)濟的不斷發(fā)展，快遞業(yè)以及運輸業(yè)發(fā)展迅速。原有的一些交通設施已經(jīng)不能滿足當今社會的運輸任務。為了滿足運輸任務對交通工程的要求，一些公路，特別是一些省級公路急需進行車道加寬的改造。與此同時，原有公路上的一些橋梁也需要進行相應的加寬，但是一些不能滿足要求的舊橋梁則需要進行一定的改造方可投入運營。根據(jù)多年省級公路改擴建經(jīng)驗總結以及關于對橋梁加寬拼接技術的相應研究，進行了以下幾點研究：(1)對現(xiàn)有的工程條件進行研究，總結并分析了符合當今省級公路橋梁加寬拼接要求的技術，并分析研究了各個技術的優(yōu)劣;(2)對常用橋型的加寬拼接后的技術特性進行研究，分析各個橋型加寬拼接技術要點;(3)運用軟件模擬分析與實際工程效果的對比分析，分析歸納出合理的有針對性的加寬拼接技術。

省級公路橋梁加寬拼接技術優(yōu)化研究

　　關鍵詞：省級公路;加寬拼接;軟件模擬;技術對比;經(jīng)驗總結;橋梁

　　概述

　　(1)我國交通運輸現(xiàn)狀

　　近年來隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，我國的交通運輸事業(yè)得到了突飛猛進的進步。我國公路通車里程已經(jīng)達到了世界前列。但是我國仍有大量公路常年處于擁擠狀態(tài)[1]。這樣的運輸現(xiàn)狀表明我國的公路通車里程的增長速度遠遠不能滿足我國人民對交通運輸資源的需求的增長速度[2]。因此，橋梁加寬作為公路改擴建項目中的重中之重，進行相關研究顯得尤為重要。

　　(2)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　橋梁作為公路工程中重要的構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間長，已經(jīng)不能滿足日常運營需要。國外需要進行相關加寬的橋梁占到橋梁總數(shù)的29%[4]。所以國內(nèi)外現(xiàn)在的研究重點基本是橋梁加寬技術方面的研究[5]。國外主要的研究對象為橋梁加寬技術研究[6]。而國內(nèi)由于橋梁加寬的緊迫性剛剛顯現(xiàn)出來，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特點研究

　　隨著橋梁加寬拼接的迫切性以及必要性，先進的橋梁拼接技術在施工過程中逐漸被總結下來，并進行了廣泛的推廣。根據(jù)多年進行相關技術施工以及理論研究，國外關于這方面的研究較為徹底，但是國內(nèi)仍然沒有對該技術類型有一個相關的總結及技術特點研究。

　　1.1 公路橋梁加寬拼接技術方法研究

　　根據(jù)多年工作經(jīng)驗總結，現(xiàn)今關于公路橋梁加寬拼接技術主要可以從連接方式入手進行劃分，根據(jù)連接方式主要劃分為以下三類：

　　(1)上下部位連接的加寬拼接方法：這種方法主要結構形式為新舊橋梁的上下部位均通過濕接縫、橫向鋼筋、植筋等方式進行連接。通過上下均進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。這樣的結構受力分明，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構通過運用種植鋼筋等技術將新舊橋梁進行鉸接或者剛接聯(lián)系在一起，下部結構則相互分離。這種技術結合了上述兩點各自的優(yōu)缺點，較為實用。

　　1.2 公路橋梁加寬拼接技術特點研究

　　上述這三種橋梁加寬拼接技術會由于適用橋梁結構的不同直接導致加寬拼接效果產(chǎn)生較大的差異。所以必須要對相關的技術特點進行仔細研究。根據(jù)常年施工經(jīng)驗總結以及理論分析可以得到三者的技術特點分別如下：

　　(1)上下部位連接的加寬拼接方法：由于該方法是在上部結構通過植筋以及澆筑橫隔板等方法進行連接并在下部結構通過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，所以上下結構易產(chǎn)生裂縫。并且施工技術復雜，材料需求量大，施工成本較高;由于成本較高，在省級公路橋梁的拼接加寬施工中應當謹慎選擇改種方法。

　　(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在新舊結構之間產(chǎn)生一條縱縫。導致新舊橋梁之間鋪裝不連接。雖然這正方法簡化了施工工序，但是會由于結構剛度較差導致橋梁產(chǎn)生不均勻沉降;這種方法對于省級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。但是只有上部結構連接，容易導致連接部位破損，產(chǎn)生縱向貫通裂縫。所以這種方法比較適用于結構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公路中適用性較強。

　　二、省級公路橋梁加寬拼接技術優(yōu)化對比研究

　　針對現(xiàn)有的橋梁加寬拼接技術的研究，結合省級公路的橋梁結構特點。在保證質量與成本的基礎上對橋梁加寬拼接技術進行相應的優(yōu)化并通過軟件模擬技術驗證技術可行性。

　　2.1 省級公路橋梁加寬拼接技術優(yōu)化研究

　　由于現(xiàn)今大多數(shù)省級公路橋梁結構為現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁結構，所以根據(jù)橋梁常用結構對現(xiàn)有的橋梁加寬拼接技術進行有針對性的優(yōu)化措施：

　　(1)兩側加寬技術：由于這種橋梁結構中包含了大量的橫線預應力筋，所以原有技術中的關于切除混凝土連接的方法不能使用。所以應當通過運用植筋法將原有橋梁的懸臂加厚，然后通過鉸接方式將舊橋梁與新建橋梁相互連接;

　　(2)兩側分離加寬技術：由于現(xiàn)有的大量省級公路橋梁為病害橋梁。所以在進行加寬拼接時需要進行相應的檢測與評價。即使檢測結果滿足使用要求，仍然需要采用兩側分離加寬技術進行加寬拼接。

　　2.2 省級公路橋梁加寬拼接技術優(yōu)化驗證

　　通過對原有橋梁進行相應的加寬拼接施工后應采用ANSYS軟件模擬技術對優(yōu)化后的拼接加寬技術與原有加寬拼接技術進行模擬比對。通過有限元分析軟件得到了以下幾點結論：

　　(1)經(jīng)過優(yōu)化的加寬拼接技術在減小新舊橋梁的相對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。

　　(2)通過軟件模擬結果可以認為，經(jīng)過技術優(yōu)化后的橋梁拼接技術如果進一步的增加新橋樁長、增大樁徑可以有效的減小相對沉降量。

　　(3)無論是否經(jīng)過優(yōu)化的橋梁加寬拼接技術在改造時均需要對舊橋結構進行切割與鑿除處理，所以在施工過程中應禁止采用大功率切割設備盡量采用軟切割及人工切割。

　　(4)由于省級公路中大多數(shù)橋梁結構均為帶病工作，所以優(yōu)化后的加寬拼接技術更加使用與省級公路，且在進行相應的加寬拼接之前應對原有橋梁進行相應的加固措施。

　　三、結論

　　本文通過對橋梁加固拼接技術的研究與多年工作經(jīng)驗，得到了適用與省級公路橋梁加寬拼接的技術，并根據(jù)工作經(jīng)驗總結對省級公路中橋梁加寬拼接技術進行優(yōu)化使之更加適用于省級公路中橋梁加寬拼接施工。并通過軟件模擬技術對優(yōu)化結果進行驗證并為優(yōu)化方案作出了科學的預測，為優(yōu)化后的加寬拼接技術提供了具體的施工建議以及發(fā)展方向。

　　參考文獻：

　　[1]交通部規(guī)劃司.交通部規(guī)劃司.2003年公路水路交通行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報[R].2004：39-40.

　　[2]周建廷.城市橋梁加固拓寬研究[J].重慶交通學院學報，2000(3)：19.

　　[3]程翔云.舊橋加固改造與橋梁建設的經(jīng)濟分析[C]//1987年全國橋梁學術討論會集錦，1987：139-168.

　　[4]謝家全，吳贊平，錢永祥.滬寧高速公路擴建土程綜述[C]//高速公路擴建土程技術研討會論文集，2004.

　　[5]胡安兵，凌九忠.淺析高速公路擴建方案[J].江蘇交通，2003(07).

　　[6]馬春生、宋神友.廣佛高速公路湖洲大橋主橋新舊結構連接設計[J].公路，2003(8).

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