1.橋梁現(xiàn)狀
某橋于1995年12月竣工，為跨通航河道的一座大橋，橋位處水面寬約188m，最大水深3.7m。河道順直、平緩，航道中心線與路線中心線交角約為50°。橋梁全長472.908m，位于半徑R=7000m的平曲線和半徑R=18000m的凸形豎曲線上，不設超高，雙向橫坡均為2%，橋上縱坡由1.47%變到-1.91%，預制上部結(jié)構(gòu)梁體采取縱向斜置，用預埋鋼板高度調(diào)整坡差。
全橋左右兩線分修，由于河道與主線斜交，為適應水流及通航要求，左右兩線主橋錯孔布置，并采用調(diào)整孔使左右兩線引橋橋孔轉(zhuǎn)正對齊。左線橋孔跨：七孔20m預應力砼T形梁十一孔31.4m 預應力砼T梁(調(diào)整孔)+(32.5+50+32.5)m 等高度、斜腹板預應力砼連續(xù)梁+九孔20m 預應力砼T梁；右線橋孔跨：八孔20m 預應力砼T形梁+(32.5+50+32.5)m連續(xù)梁十一孔31.1m預應力砼T梁(調(diào)整孔)+八孔20m預應力砼T梁。
橋址地層均為第四系沉積物，地層表面為淤泥質(zhì)亞黏土，局部為亞黏土；表層地下層為軟土、軟塑--流塑狀軟弱土層；其余地層為硬塑亞黏土以及地下水豐富的亞黏土層。
該橋共有21個墩臺，其中0
#和20
#橋臺為帶耳墻的鋼筋砼樁柱式橋臺，樁徑為150cm。主橋主墩為帶承臺和樁基礎(chǔ)的圓形獨柱墩，墩柱直徑為220cm，基樁為6根直徑為120cm的鉆孔樁；邊墩為雙柱式橋墩，墩柱直徑為140cm，樁身直徑為150cm，兩柱之間設有橫系梁。引橋下部采用雙樁式墩，墩身直徑除左7
#和右12
#墩為140cm外，其余墩均為120cm。
2.改擴建方案
為適應交通的發(fā)展，對該橋所屬路線進行改擴建。改擴建的設計線形為根據(jù)現(xiàn)有路線進行擬合的曲線，線形擬合設計平曲線半徑R=7000m，凸形豎曲線半徑R=18150m。擴建橋梁在原橋兩側(cè)分別向外加寬8.25m，改擴建設計后的橋梁總寬為42.5m，由雙向四車道擴建為雙向八車道，跨越河道時將原28m×4.5m通航標準提高為38.0m×5.0m。改建后路線縱斷面高程保持不變。
2.1 方案選擇
由于通航標準提高，原主橋跨徑和梁高不能滿足要求，需拆除重建。
經(jīng)計算，由于路線與渠道斜交，要滿足通航凈寬38m 的要求并避開舊橋橋墩，該橋主跨跨度需在70.0m 以上。同時，為滿足通航凈高5.0m 的要求，并考慮橫橋向2%的橫坡，且路線縱斷面標高保持不變，主跨建筑高度需在1.49m以下(包括橋面鋪裝的厚度)。
鑒于主跨跨度和建筑高度的要求，主橋采用一般的梁式橋不可行，只能從下承式拱橋、斜拉橋、懸索橋、下承式鋼桁架橋等單跨跨度大、主梁高度低的橋型中進行選擇。
該橋位于正在運營的高速公路上，改擴建過程中仍需維持交通，故主橋拆除重建需分幅進行：先封閉一側(cè)的路線，將交通轉(zhuǎn)移到另一側(cè)，維持雙向兩車道交通，拆除重建該側(cè)主橋，拼寬引橋，完成后再進行交通的二次轉(zhuǎn)移，進行另一側(cè)的改擴建。改擴建后需保持原有路線位置，施工中應盡量減少對另一側(cè)正在運營的路線的影響。由于該橋位于平曲線上，而鋼桁架橋是一種能夠滿足跨度、凈空要求且便于實施的方案。因此，擬定該橋的主橋采用80.0m下承式鋼桁架橋方案，左、右幅分開新建，錯孔布置；引橋采用在原T梁兩側(cè)各拼寬8.8m 的方案。因原主橋邊墩需拆除，為使引橋與桁梁相接，與桁架相鄰的幾跨引橋也需拆除，每側(cè)重新布置全寬20.75m 的T梁。主橋桁梁平面布置見圖1。
2.2 主橋上部結(jié)構(gòu)
下承式鋼桁梁具有自重輕、跨越能力強、建筑高度小、施工速度快的特點，廣泛用于跨越大江大河的橋梁上。該橋橋下凈空凈高比原設計提高了0.5m，需對新建橋的建筑高度予以控制。大橋擴建為左右幅先后進行，施工過程中需轉(zhuǎn)移交通至一側(cè)路線，拆除重建另一側(cè)，待施工完成后再進行交通的二次轉(zhuǎn)移，完成全橋的重建。下承式連續(xù)鋼桁梁能夠滿足該橋主跨跨度大、建筑高度小、工期短的要求。
該橋位于R=7000m的平曲線上，由于桁架橋平面上做成曲線形式結(jié)構(gòu)上比較復雜，制造和安裝困難，施工速度慢。為此，采用80.0m下承式簡支鋼桁梁一跨跨越，彎橋直做，行車道仍按路線走向曲線布置。左右幅橋先后分開修建，主梁、墩臺、基礎(chǔ)均不相連。
主桁采用三角形腹桿體系，節(jié)間長度8.0m，主桁高度12.8m，高跨比為1/6.25。兩片主桁中心距采用21.5m，橋面行車道寬度19.25m，滿足該路線擴建后單幅四車道的要求。
由于主桁寬度大，主桁桿件受力較大，上下弦桿均采用箱形截面，截面寬度500mm，高度均為720mm，最大板厚30mm，工廠焊接，在工地通過高強螺栓在節(jié)點內(nèi)拼接。除端斜桿采用箱形截面以增加面內(nèi)外剛度外，其余腹桿均采用焊接H形截面，截面寬度500mm，高度420-600mm。
橋面系仍采用縱橫梁體系。受建筑高度的限制，橋面系高度需控制在1.49m以下(包括橋面鋪裝的厚度)。設計橫梁高度為1.05m，橋面可采用砼橋面板，也可采用鋼橋面板。砼橋面板便于制造、安裝，剛度大，橋面鋪裝容易，養(yǎng)護工作量小，但自重較大，導致橫梁鋼板較厚，且需按結(jié)合梁進行設計，造成縱橫梁的構(gòu)造及橫梁與主桁間、縱橫梁間的連接均有一定的難度；鋼橋面板自重輕，可在工廠加工，但現(xiàn)場需分塊焊接拼裝，施工過程繁瑣，且使用過程中需經(jīng)常進行橋面養(yǎng)護，行車噪音大，運營條件不太好。綜合考慮，設計采用砼橋面方案。橫梁高1050mm，工字形鋼梁，上下翼緣鋼板厚50mm，與主桁在節(jié)點上通過高強螺栓連接；縱梁高500mm，工字形鋼梁，上緣與橫梁上翼緣的底面齊平，在縱梁腹板上設一對角鋼與橫梁腹板相連，橫向每2m設置一道；橋面板采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，板厚15cm，與縱、橫梁相交處帶肋，板厚增至25-30cm，通過大頭釘與縱、橫梁相連。
上、下平面縱向聯(lián)結(jié)系采用K字形式，通過角鋼與弦桿在節(jié)點處相連，以抵抗橫向風力及弦桿變形產(chǎn)生的內(nèi)力。在桁架兩端斜桿所在的斜平面設置橋門架，上弦節(jié)點設橫向聯(lián)結(jié)系。
每片主桁兩端設盆式橡膠支座。
2.3 引橋上部結(jié)構(gòu)
因原主橋邊墩為拆除重建結(jié)構(gòu)，與主橋相鄰的引橋也需拆除重建。主梁采用預應力砼T梁，單橋面寬度為20.75m，橫向布置10片梁，腹板中心距為2.07m，跨度為15-25m。梁端每片梁布置1個支座。
其他各跨引橋采用與原結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)形式，在兩側(cè)拼接，寬度均為8.8m，跨度布置與原橋相同。每側(cè)拼接結(jié)構(gòu)橫向采用4片預應力砼T粱，梁底與原結(jié)構(gòu)保持一致，腹板中心距2.2m，橋面與原橋順接，橫坡相同，拼接方式為剛性連接。
2.4 下部結(jié)構(gòu)
改擴建下部結(jié)構(gòu)與原橋均不進行連接。主橋橋墩采用Y形墩，底部墩柱橫斷面尺寸為650cm×210cm，頂部帽梁橫斷面尺寸為2330cm×250cm。新建T梁橋墩為帶蓋梁的三柱式墩，墩徑130cm；其他T梁橋墩均采用與原結(jié)構(gòu)相同的帶蓋梁的雙柱墩，直徑110cm。兩端橋臺均為樁柱式橋臺。
墩臺均采用鉆孔樁基礎(chǔ)，按摩擦樁設計，拼寬部分橋梁的墩臺適當加長樁長以盡量降低新結(jié)構(gòu)樁基的沉降量。
3.結(jié)語
受力均滿足設計要求。通車運營后，各構(gòu)件受力良好，承載能力滿足要求，證明所用改建方案可行。伴隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，公路荷載等級和交通量不斷增加，許多公路面臨著改擴建問題，以提高公路的通行能力。在改擴建設計中應充分考慮利用原有構(gòu)件以縮短工期、降低造價。
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