关于高速公路加宽工程结构设计荷载的方案汇报1023
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关于安新高速公路加宽工程结构
设计荷载的方案汇报
安新加宽改建工程初步设计于2005年元月完成，于2005年二月经过了河南省交通厅、河南省发改委的初步设计的图纸审查，根据审查意见对图纸进行了修改。
原安新高速公路全线桥梁均采用空心板梁，设计荷载标准为汽挂-20，空心板采用小铰缝连接。
现安新高速运营多年，旧路桥梁存在问题较多，通过对原安新高速公路结构物的检验，表明现有老桥梁板、盖梁、基础需通过改建和加固才能够满足现行高速公路的桥梁荷载设计标准为公路-1级的设计荷载要求。
一、安新加宽改建工程初步设计对结构物的改建和加固方案为：
1、在旧桥涵两侧各加宽8米，拼宽桥涵的结构形式及跨径组成与原桥保持一致。
为了不降低桥下净空，板厚也采用与原板厚度一致的75CM。
结构联结采用“上部连接，下部不连接”的构造措施。
新桥盖梁紧靠老桥修建，新老盖梁之间没有联系，各自独立受力。
2、加宽部分空心板采用预制预应力混凝土宽板（板宽 1.3M），联结采用大企口缝，加强空心板间的连接钢筋，同时增强新板的强度。
桥面铺装横桥向钢筋加强，并与老桥横桥向铺装钢筋焊接，增强新老桥之间的横向联系。
3、依据地质条件的不同，桥梁下部分别采用桩基础和扩大基础。
考虑到设计理念的更新，以及减少新老桥之间的差异沉降，故加
宽部分对照已建成桥梁，桩径、桩长都有所增加。
桥梁扩大基础下均用CFG桩进行了地基处理，地基承载力提高到300kPa以上，同时减轻了砂土液化的影响，减少地基土承载后的压缩量。
4、对老桥的梁板进行修补和加固，并对部分损坏较为严重的梁板予以更换。
在老桥外侧边梁腹板植筋、粘贴钢板，与新桥伸出的钢筋焊接，浇筑企口缝砼，形成新老桥空心板之间的横向联系。
通过加固改造后，加宽后桥梁的设计荷载可以满足现行的公路—I级标准。
加宽后桥面净宽为2×19.0米，每侧加宽了8米，两幅桥中间间隔为2米。
但旧路通过正常的维修和加固的措施无法满足公路-1级的1.3倍设计荷载的要求。
二、安新加宽改建工程结构物设计荷载满足公路-1级的1.3倍的方案。
根据豫交计[2005]191号《河南省高速公路设计技术要求》文件精神，高速公路和特大桥梁、特殊桥梁的车道荷载的均布荷载标准值QK、集中荷载标准PK和车辆荷载按公路-1级的1.3倍设计。
安新高速加宽项目则需对旧路的改造以及加宽设计进行较大的变动。
为此，项目部组织了专家论证并要求设计单位对结构物的改建方案重新进行了分析与评估，通过结构验算，提出加宽工程结构物设计荷载满足公路-1级的1.3倍设计荷载标准的如下方案：
方案一：新加宽的梁板厚度采用与原安新高速公路梁板厚度相同的75cm，增加梁板强度，达到技术要求标准。
1、梁板：旧桥梁板更换部分已损坏的梁板，梁板高度仍为75cm，
对目前较为完好的梁板采用封闭裂缝、拆除二期荷载、施加体外预应力钢束、锚贴钢板、粘贴碳纤维等手段补充承载能力；新桥梁板采用增加钢绞线来提高承载能力，使其满足技术要求标准。
2、盖梁：由于新老桥均采用公路-1级的1.3倍的荷载标准，则作用在老桥盖梁上的设计荷载也由原来的公路-1级提高到公路-1级的1.3倍，其所受的恒载和活载也相应增加，为保证与梁板荷载相一致，须对旧路盖梁采取施加体外预应力钢束，喷涂防腐材料、锚贴钢板，外包砼、拆除二期荷载，粘贴碳纤维或敲掉盖梁重建；新桥盖梁按公路-1级标准的1.3倍设计施工。
3、立柱和墩台身：经检测立柱和墩台身的承载能力满足公路-1级标准的1.3倍，对立柱和墩台身的局部破损部分予以整修。
4、基础部分：对已有桩的桩顶部位进行植筋，在其附近加桩，桩顶浇注钢性承台实现新老桩基共同受力；或对地基进行压浆处理，形成复合地基，提高地基承载力。
优点：本方案能更好的保证施工期间的车辆通行，施工组织较容易，工程量小，造价低，社会负面影响小。
缺点：（1）新桥梁板虽采用增加钢绞线来提高承载能力，但其压应力较大，空心板长期处于高压状态，容易产生脆性破坏，可能导致空心板断裂，由于空心板构造的局限性，改变结构受力体系提高承载能力等方法难以实现。
并且在施工期间不确定因素多，施工技术复杂，工程质量不易控制，后期营运阶段不可预见性强，安全隐患大，容易出现问题。
方案二：梁板全部采用90cm厚，对旧路全部梁板进行调换，以达到技术要求标准。
1、梁板：更换旧桥所有空心板梁，与新建部分的梁板采用等高的90cm梁板。
2、盖梁：由于旧桥梁板高度增加（由75cm增至90cm），作用在盖梁上的恒载及活载均增加，盖梁已经不能满足荷载的要求，为与梁板荷载标准一致，盖梁也敲掉重建。
3、柱和墩台身：经检测立柱和墩台身的承载能力能满足公路-1级荷载标准的1.3倍，故对其局部破损部分予以整修即可。
4、基础：由于基础的承载能力不能满足公路-1级荷载标准的1.3倍，必须对其进行加固，对已有桩桩顶部位进行植筋，在其附近加桩，桩顶浇筑刚性承台，实现新老桩基共同受力。
优点：本方案优势是彻底、明确地解决了老桥病害及承载力不足等所有问题，构造物的承载能力能达到公路-1级荷载的1.3倍，并能较好地保证长时间内平稳运营，施工难度小：
缺点：不足之处是施工组织较困难，施工期间影响行车，只能保证半副通车，对桥下净空有影响，被交道净空受到侵占，需重新顺坡，部分大中桥的泄洪净空也要受到影响，同时盖梁也会形成台阶，对被交道的改造工程量大，增大了群众的干扰因素，施工工期长，工程量大，造价较高，社会负面影响大。
方案三：加宽工程采用新荷载标准，梁板厚度为90cm，旧路梁板维持原75cm厚度进行处理，达到技术要求标准。
1、梁板：旧桥梁板更换部分已损坏的梁板，梁板高度仍为75cm，对目前较为完好的梁板采用封闭裂缝、拆除二期荷载、施加体外预应力钢束、锚贴钢板、粘贴碳纤维等手段补充承载能力；新桥梁板采用梁高为90cm。
2、盖梁：由于新老桥均采用公路-1级的1.3倍的荷载标准，则作用在老桥盖梁上的设计荷载也由原来的公路-1级提高到公路-1级的1.3倍，其所受的恒载和活载也相应增加，为保证与梁板荷载相一致，须对旧路盖梁采取施加体外预应力钢束，喷涂防腐材料、锚贴钢板，外包砼、拆除二期荷载，粘贴碳纤维或敲掉盖梁重建；新桥盖梁按公路-1级标准的1.3倍设计施工。
3、立柱和墩台身：经检测立柱和墩台身的承载能力满足公路-1级标准的1.3倍，对立柱和墩台身的局部破损部分予以整修。
4、基础部分：对已有桩桩顶部位进行植筋，在其附近加桩，桩顶浇注钢性承台实现新老桩基共同受力；或对地基进行压浆处理，形成复合地基，提高地基承载力。
优点：本方案施工组织比较容易，施工质量容易控制，新旧桥梁上部结构采用植筋连接，旧桥梁板经过加固处理，能达到公路-1级荷载标准的1.3倍，且工程量比方案二小，社会负面影响小。
投资相对较少，对行车干扰小。
缺点：桥下梁底形成台阶，被交道净空受到侵占，需重新顺坡，部分大中桥的泄洪净空也要受到影响，同时盖梁也会形成台阶，对被交道的改造工程量大，结构物的新、老路荷载不同施工时的不确定因素多，施工技术复杂，工程质量及承载能力难以保证，且盖梁
的施工难度较大，并且改变了盖梁的外观尺寸，视觉感受不协调。
并且建成后交通管理要大小车辆分流，不易管理，存有隐患。
通过以上对安新高速公路加宽改建工程结构物的方案分析与比较，认为公路-1级的1.3倍设计荷载的要求不太适合安新加宽改造工程自身的特点。
若按照公路-1级的1.3倍设计荷载标准，则改建工程的施工难度大，施工时的不确定因素多，施工技术复杂，工程质量难以保证，工程量巨大，造价较高，工期长，社会负面影响大。
因此，综合以上因素建议安新高速公路的改扩建项目，按现行公路-1级桥梁荷载标准进行改造施工。
以上建议妥否，请批示。
安新高速改扩建工程项目部 2005-10-27。
