高速公路改扩建过程中桥梁设计要点分析
摘要：随着我国经济的快速发展，高速公路的功能作用日益强化，交通量迅速增长，局部路段已趋于饱和，而目前我国大部分高速公路仅为双向四车道，路网中车道数不平衡将导致交通瓶颈路段的形成。在此条件下，越来越多的高速公路需要进行改扩建，在高速公路改扩建过程中，桥梁主要采取单（双）侧拼宽或拆除重建的方式进行改扩建。相比于新建工程，桥梁改扩建工程往往还有维持交通同行的需求，大大增大了桥梁设计难度，好的设计方案往往可以降低桥梁的施工难度以及交通组织难度。鉴于此，本文主要对高速公路改扩建过程中桥梁设计要点进行分析。
关键词：高速公路；改扩建；桥梁设计
引言
在现代化建设和发展中，社会主义基础设施不断完善，高速公路工程规模不断扩大，为人类社会发展营造了良好的发展空间。但是，大部分早期修建的高速公路已难以满足日益增长的交通量需求，交通堵塞情况时常发生，不能满足人民在新时代的新需求，高速公路改扩建工程逐年增多。在高速公路改扩建过程中，桥梁设计出现了一系列问题，如：新旧桥梁设计标准不一致、旧桥承载能力不满足新规范要求、新旧桥梁接缝处理困难、交通组织压力大、纵断面调整大、旧桥拆除施工作业面小等问题，严重影响到桥梁改扩建的施工进度以及施工质量。因此，本文以沈阳至海口国家高速公路某段扩建工程作为依托工程，对高速公路改扩建项目桥梁设计要点进行分析，以为高速公路桥梁改扩建设计提供参考。
1工程概况
沈阳至海口国家高速公路某段扩建工程路线总长72.029km。现状旧路的主线共设置桥梁5248.0m/99 座，其中特大桥1692.5m/1 座，大桥1129.6m/5 座，中桥937.3m/13 座，小桥1487.7m/80 座，桥梁占路线总长的比例为7.28%。扩建后，桥梁共10464.3m/135 座，其中特大桥4175.9m/2 座，大桥2289.8m/12 座，中桥1295.4m/19 座，小桥2702.2/102 座，桥梁占路线总长的比例为14.53%。设计桥面部分为双向8车道，最高设计时速为120km/h，横断面尺寸设计为42m。
2原有桥涵结构验算原则
1、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，并应在设计中提出有针对性的运营管理和维护措施。
2、桥涵荷载等级的选用应符合下列规定：
（1）既有桥涵的检测评价应采用原设计荷载等级。
（2）对拼宽部分与既有部分结构连接进行整体验算，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等级。
（3）分离新增桥涵、拼宽桥涵的新建部分设计，应采用现行荷载等级。
（4）分离增建时，既有桥涵可维持原设计荷载等级。
3桥梁改扩建设计要点
3.1既有桥涵的利用原则
原有桥梁须进行全面普查和专项检测（试验）、评价。经评价合格及经维修
加固后合格的桥梁方可进行拼接加宽设计。
1、上、下部结构均不满足要求时，应全部拆除重建。
2、仅上部结构不满足要求时，宜仅拆除上部结构。
3、仅下部结构不满足要求时，宜按全部拆除重建处理。
3.2扩建设计原则与设计思路
3.2.1设计原则
1、桥涵扩建设计严格遵守“安全、实用、经济、美观、环保”的原则。
2、改扩建工程中的新建桥涵（含拼接新建部分）按照现行技术标准修建。
3、既有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应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。
4、整体式拼接桥梁的桥下净空，不小于原设计标准。
5、对一般病害桥梁，应采取加固措施，保证桥梁结构的安全性、耐久性及行车的舒适性；对严重病害桥，加固后难以达到新设计荷载标准使用要求的梁板采取置换或拆除重建或线位分离建新桥的扩建方案。
6、尽量不增加或少增加结构自重，不对主要承重构件造成大的损伤。
7、施工简便、快捷，扩建、加固施工过程对交通影响程度最小。
8、加固后桥梁耐久性增强、养护方便。
9、由于通航规范及通航等级的调整，对不满足通航要求的桥梁通航孔根据通航拼接结论进行改造或重建；
10、沿线上跨主线的分离式立交（天桥）桥孔径均不满足四车道改八车道需要，全部拆除重建，并结合地方意见调整分离式立交（天桥）孔径和桥面宽度；
11、桥梁拆除重建、拼接方案及拼接宽度应考虑施工期间保通及施工车辆进出要求，同时还应考虑与路基施工保通方案的工期衔接因素，进行多方案比选后结合造价分析合理确定。
3.2.2加宽桥与原桥之间的横向连接
桥梁扩建部分原则上与原桥相同的结构形式和跨径，从而使新旧桥梁刚度基本相同。在荷载作用下，新旧桥梁结合部产生扰度差较小，使桥面不易出现纵向裂缝；同时，新旧桥梁结合部位加强桥面铺装层钢筋网布置，以便桥梁形成较大刚度，是新旧桥梁能够共同作用。加宽桥与原桥之间横向连接方式是桥梁加宽成败与否的主要因素，桥梁扩建的横向连接有三种方式：
1、上部构造与下部构造均不连接
此方案为桥面加宽部分与原桥的上部构造、下部构造不连接，新老结构之间留工作缝，桥面沥青铺装层连续摊铺。加宽桥与原桥各自受力明确。互不影响，简化了施工程序，消除了连接的技术问题，但在汽车活载作用下两桥主梁产生不均衡扰度，同时由于加宽桥后期沉降大于原桥，将会造成两桥连接部位沥青铺装层破坏，从而形成纵向裂缝和横桥向错台，影响行车舒适性和桥面外观，增加后期养护维修工作，严重时还可能影响行车安全。
2、上部构造与下部构造均连接
将加宽桥梁的上部构造与原桥的对应部位横桥向通过植筋、浇筑湿接缝方式连接起来，原桥下部构造的墩台盖梁、系梁也通过植筋等技术措施将钢筋和加宽桥相应部位钢筋连接，然后浇筑混凝土，是新老桥梁连成整体。
此方案是加宽桥与原桥形成完整的一体，减小各种荷载（包括基础不均匀沉降、汽车活载、温度活载等）作用下新老桥连接处的不均衡变形，减小上、下部
