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[摘要]本文通过工程实例详细分析了大连市一座加宽桥的工程设计，并阐述了混凝土桥梁桥梁与钢桥梁加宽设计时需考虑的多项因素，对类似桥梁加宽设计提供一定的参考价值。
[关键词]加宽；混凝土桥梁；钢桥梁；纵缝
近年来，随着社会经济的快速发展，城市机动车数量日趋增加，突显出城市交通的拥挤的尴尬。早期修建的四车道桥梁已无法满足交通量的要求。拆桥重建的成本太高，加宽旧桥拓宽至六车道或八车道已成为当务之急。因此，桥梁的加宽设计已成为城市桥梁改扩建的重点。通常在加宽设计中，加宽桥设计采用与旧桥相同结构、相同跨径的加宽设计方法，有时加宽桥受交通、周围建筑物、及地下管线、净空等影响无法采用与旧桥相同结构的设计方案。本文通过工程实例来阐述旧桥为混凝土结构，加宽桥为钢结构的加宽设计要点，为此类似项目提供参考依据。
1、加宽方案的研究
1.1工程概况
以大连某加宽桥梁为例，旧桥桥梁为2跨（10+20=30m）钢筋混凝土简支箱梁，桥宽为17.5m，为双向四车道。桥梁加宽工程位于旧桥的北侧，采用三跨钢箱梁结构跨径为（20+31+20=71m），桥宽为4.98m，新旧桥之间设置2cm的纵缝。旧桥拓宽后由原来的双向四车道变为双向六车道。其中旧桥需进行桥面调拱和拆除北侧防撞墙以便于设置纵缝。新建钢箱梁起点桩号为K0+176.897，终点桩号为K0+247.897，桥梁全长为71米。新建钢箱梁面积为353.6平方米。在桥梁两侧设置引堤，引堤长度为234米。
1.2加宽方案
1）桥梁加宽方案应根据现有道路、桥梁构造物的特点，改扩建的具体要求等确定，前期方案中应收集旧桥的原设计资料，及新建桥梁沿线的地质资料，对现场应进行充分的调查，进行必要的研究、论证，以选择合理可行的改建方案。
2）旧桥加宽中常用的方法为与原桥结构与跨径（10+20=30m）相同的设计方法。但本例中，新建钢箱梁在旧桥桥墩处由于道路转弯的限制，无法设立桥墩。叉由于新建桥梁受净空的影响，梁高最高可设计为1.1m，故新建桥梁（梁高所限1.1m）采用钢箱梁的设计方案，桥梁设计跨径为20+31+20=71m。桥梁两侧各配20m边跨，以减少跨中的钢箱梁应力与挠度。
3）旧桥与新建桥梁的纵缝连接采用槽钢连接内嵌沥青马蹄脂（图3所示）。施工时应先拆除旧桥悬臂处的防撞墙，将铺装层内的钢筋与槽钢焊接，最后浇筑铺装层混凝土。
2、设计要点
1）本例中新建钢箱梁桥宽较窄仅为5m，为了保持与旧桥防撞墙形式一致，新建钢箱梁防撞墙也采用混凝土结构，由于只在单侧设置混凝土防撞墙，造成钢箱梁偏载较为严重，为了防止钢箱梁倾覆的问题，最直接的办法加大支座间距，由于桥墩采用的是单墩结构，可采用在桥墩处设置偏心（即将桥墩设置在靠近防撞墙一侧），在桥台处加大支座间距的办法。
2）受净空的影响，钢箱梁梁高仅为1.1m，矢跨比为1/28。由于无法增加截面高度，可以增加板厚及加强加劲肋等措施来提高截面刚度。本桥需要验算跨中的应力及挠度。主梁最大应力及挠度发生在中跨跨中处，应力为87.8Mpa，小于规范要求210Mpa，满足承载力要求；跨中挠度为47.1mm，根据《公路桥涵钢结构及木结构规范》1.1.5条，容许挠度值为1/600L=50mm，满足规范要求。
3）在本例中旧桥是混凝土结构桥梁且跨径为10m+20m，而新建加宽桥梁为钢箱梁结构，跨径20+31+20=71 m，由于两座桥的跨径及结构形式不同，挠度不同，势必会造成拼接处的纵缝开裂损坏，为了防止以上破坏，钢箱梁设置需设置预拱度。根据《公路桥涵钢结构及木结构规范》1.1.6条，设置预拱度的值为结构重力+1，2净活载产生的竖向挠度和。经计算本联中跨需设置预拱度值：1.5cm（自重）+1/2*2.1cm（活载）=2.5cm。
4）在本例中加宽桥是采用的预制钢箱梁结构，不同于混凝土现浇桥梁，混凝土桥梁在拼宽处的纵缝宽度可以通过现浇悬臂调整，而预制钢箱梁在拼宽纵缝处的间隙过大或过小需要对钢箱梁补焊或切割，会对钢箱梁造成二次破坏。为防止纵缝的处拼接不牢的问题，在预制钢箱梁时一定要复测并校核旧桥桥边线。
5）桥梁加宽后，旧桥的横坡变坡点发生变化，旧桥桥面需要通过铺装层调拱，相当于增加了桥面荷载。此外，旧桥使用的荷载规范与现用的城市桥梁荷载规范不同，所以要对旧桥的承载力及挠度变形要进行仔细的复核。
结语：
为了保证道路桥梁的安全畅通运营，加宽桥梁需要考虑的问题较多，技术复杂，施工难度大。新建桥梁与加宽桥梁的不均匀沉降，变形挠度不一致等，会造成纵向沉降缝的损坏，影响行车安全。由于城市橋梁有其独特复杂性，及受周边道路影响等较大，所以在加宽桥设计方案与施工方法上一定要深思熟虑，尽量减少封闭道路施工，多采用预制结构。减少对周围环境的影响。随着我国经济的快速发展，道路交通量也在逐年快速增长。因此，桥梁加宽方案的研究与应用具有十分广阔的前景。这也对桥梁设计师提出了更高的设计要求，在桥梁加宽方案比选中，一定要依据计算分析结果以及相关工程经验制定严格、合理的设计、施工方案，以确保桥梁结构的运营安全。
[关键词]加宽；混凝土桥梁；钢桥梁；纵缝
近年来，随着社会经济的快速发展，城市机动车数量日趋增加，突显出城市交通的拥挤的尴尬。早期修建的四车道桥梁已无法满足交通量的要求。拆桥重建的成本太高，加宽旧桥拓宽至六车道或八车道已成为当务之急。因此，桥梁的加宽设计已成为城市桥梁改扩建的重点。通常在加宽设计中，加宽桥设计采用与旧桥相同结构、相同跨径的加宽设计方法，有时加宽桥受交通、周围建筑物、及地下管线、净空等影响无法采用与旧桥相同结构的设计方案。本文通过工程实例来阐述旧桥为混凝土结构，加宽桥为钢结构的加宽设计要点，为此类似项目提供参考依据。
1、加宽方案的研究
1.1工程概况
以大连某加宽桥梁为例，旧桥桥梁为2跨（10+20=30m）钢筋混凝土简支箱梁，桥宽为17.5m，为双向四车道。桥梁加宽工程位于旧桥的北侧，采用三跨钢箱梁结构跨径为（20+31+20=71m），桥宽为4.98m，新旧桥之间设置2cm的纵缝。旧桥拓宽后由原来的双向四车道变为双向六车道。其中旧桥需进行桥面调拱和拆除北侧防撞墙以便于设置纵缝。新建钢箱梁起点桩号为K0+176.897，终点桩号为K0+247.897，桥梁全长为71米。新建钢箱梁面积为353.6平方米。在桥梁两侧设置引堤，引堤长度为234米。
1.2加宽方案
1）桥梁加宽方案应根据现有道路、桥梁构造物的特点，改扩建的具体要求等确定，前期方案中应收集旧桥的原设计资料，及新建桥梁沿线的地质资料，对现场应进行充分的调查，进行必要的研究、论证，以选择合理可行的改建方案。
2）旧桥加宽中常用的方法为与原桥结构与跨径（10+20=30m）相同的设计方法。但本例中，新建钢箱梁在旧桥桥墩处由于道路转弯的限制，无法设立桥墩。叉由于新建桥梁受净空的影响，梁高最高可设计为1.1m，故新建桥梁（梁高所限1.1m）采用钢箱梁的设计方案，桥梁设计跨径为20+31+20=71m。桥梁两侧各配20m边跨，以减少跨中的钢箱梁应力与挠度。
3）旧桥与新建桥梁的纵缝连接采用槽钢连接内嵌沥青马蹄脂（图3所示）。施工时应先拆除旧桥悬臂处的防撞墙，将铺装层内的钢筋与槽钢焊接，最后浇筑铺装层混凝土。
2、设计要点
1）本例中新建钢箱梁桥宽较窄仅为5m，为了保持与旧桥防撞墙形式一致，新建钢箱梁防撞墙也采用混凝土结构，由于只在单侧设置混凝土防撞墙，造成钢箱梁偏载较为严重，为了防止钢箱梁倾覆的问题，最直接的办法加大支座间距，由于桥墩采用的是单墩结构，可采用在桥墩处设置偏心（即将桥墩设置在靠近防撞墙一侧），在桥台处加大支座间距的办法。
2）受净空的影响，钢箱梁梁高仅为1.1m，矢跨比为1/28。由于无法增加截面高度，可以增加板厚及加强加劲肋等措施来提高截面刚度。本桥需要验算跨中的应力及挠度。主梁最大应力及挠度发生在中跨跨中处，应力为87.8Mpa，小于规范要求210Mpa，满足承载力要求；跨中挠度为47.1mm，根据《公路桥涵钢结构及木结构规范》1.1.5条，容许挠度值为1/600L=50mm，满足规范要求。
3）在本例中旧桥是混凝土结构桥梁且跨径为10m+20m，而新建加宽桥梁为钢箱梁结构，跨径20+31+20=71 m，由于两座桥的跨径及结构形式不同，挠度不同，势必会造成拼接处的纵缝开裂损坏，为了防止以上破坏，钢箱梁设置需设置预拱度。根据《公路桥涵钢结构及木结构规范》1.1.6条，设置预拱度的值为结构重力+1，2净活载产生的竖向挠度和。经计算本联中跨需设置预拱度值：1.5cm（自重）+1/2*2.1cm（活载）=2.5cm。
4）在本例中加宽桥是采用的预制钢箱梁结构，不同于混凝土现浇桥梁，混凝土桥梁在拼宽处的纵缝宽度可以通过现浇悬臂调整，而预制钢箱梁在拼宽纵缝处的间隙过大或过小需要对钢箱梁补焊或切割，会对钢箱梁造成二次破坏。为防止纵缝的处拼接不牢的问题，在预制钢箱梁时一定要复测并校核旧桥桥边线。
5）桥梁加宽后，旧桥的横坡变坡点发生变化，旧桥桥面需要通过铺装层调拱，相当于增加了桥面荷载。此外，旧桥使用的荷载规范与现用的城市桥梁荷载规范不同，所以要对旧桥的承载力及挠度变形要进行仔细的复核。
结语：
为了保证道路桥梁的安全畅通运营，加宽桥梁需要考虑的问题较多，技术复杂，施工难度大。新建桥梁与加宽桥梁的不均匀沉降，变形挠度不一致等，会造成纵向沉降缝的损坏，影响行车安全。由于城市橋梁有其独特复杂性，及受周边道路影响等较大，所以在加宽桥设计方案与施工方法上一定要深思熟虑，尽量减少封闭道路施工，多采用预制结构。减少对周围环境的影响。随着我国经济的快速发展，道路交通量也在逐年快速增长。因此，桥梁加宽方案的研究与应用具有十分广阔的前景。这也对桥梁设计师提出了更高的设计要求，在桥梁加宽方案比选中，一定要依据计算分析结果以及相关工程经验制定严格、合理的设计、施工方案，以确保桥梁结构的运营安全。