一种中小跨径旧桥加固与拼宽结构及其施工方法

摘要

本发明公开了一种中小跨径旧桥加固与拼宽结构，包括位于旧桥下方的加固结构和位于旧桥至少一侧的拼宽结构，加固结构包括设于旧桥跨度两端的一对加固桩基，该对加固桩基之间沿桥底面架设钢板拼装形成加固桥面，该加固桥面与旧桥底面之间形成空心腔体并在其中填充混凝土；拼宽结构包括在旧桥跨度两端、加固桩基至少一侧设置的一对拼宽桩基，该对拼宽桩基之间架设钢板拼装形成与加固桥面紧邻且弧度一致的拼宽桥面，该拼宽桥面上设加强板，在加强板与拼宽桥面之间形成空心腔体，并在其中填充混凝土；拼宽桥面和加强板的上方设回填土，使之与旧桥面相平齐。该结构通过加固及拼宽结构，实现对既有桥梁进行加固和拓宽，避免了旧桥拆除重建带来的问题。

说明书

技术领域

本发明公开了一种公路交通设施技术，尤其涉及一种中小跨径旧桥加固与拼宽结构及其施工方法。

背景技术

随着国民经济的日益发展，对交通基础设施提出了新的要求，如对不能继续承载的旧桥进行加固、为提高道路服务等级而需要拼宽的桥梁等。就中小跨径危桥而言，常规方案是拆除重建，其主要的缺点有：(1)拆除旧桥后存在大量的废弃工程，如不加以利用，影响生态环境；(2)对交通组织影响较大，原有道路需要改线或暂时中断交通，社会影响较差，对于立体交叉工程，影响更为显著；(3)拆除旧桥后，一般需要在原址修建新桥，造价较高。

因此，亟待解决上述技术难题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种无需中断交通、环境污染小、施工周期短且造价低的中小跨径旧桥加固及拼宽结构。

本发明的第二个目的是提供该发明的施工方法。

技术方案：本发明公开了一种中小跨径旧桥加固与拼宽结构，包括位于旧桥下方的加固结构和位于旧桥至少一侧的拼宽结构，所述加固结构包括设于旧桥跨度两端的一对加固桩基，该对加固桩基之间沿桥底面架设钢板拼装形成加固桥面，该加固桥面与旧桥底面之间形成空心腔体并在其中填充混凝土；所述拼宽结构包括在旧桥跨度两端、加固桩基至少一侧设置的一对拼宽桩基，该对拼宽桩基之间架设钢板拼装形成与加固桥面紧邻且弧度一致的拼宽桥面，该拼宽桥面上设加强板，在加强板与拼宽桥面之间形成空心腔体，并在其中填充混凝土；所述拼宽桥面和加强板的上方设回填土，使之与旧桥面相平齐。

其中，所述拼宽结构远离旧桥的一侧设有端墙。

优选的，所述钢板为波纹钢板，所述加强板为U型钢板，该U型钢板的宽度为钢板波长的至少1倍，该U型钢板的高度为钢板波高的1～1.5倍。

进一步，所述钢板的波峰处与加强板通过螺栓连接，该波纹钢板的波谷处与加强板通过对拉锚栓连接。

优选的，所述端墙与拼宽桩基之间通过预埋钢筋相连接，所述端墙与拼宽桥面之间通过锚栓相连接。

特别是，所述加固桩基和拼宽桩基为倒T型基桩。

进一步，所述钢板的上表面设有用于增强混凝土强度的钢钉。

本发明公开了一种中小跨径旧桥加固与拼宽结构的施工方法，首先施工加固桩基和拼宽桩基，将拼宽桩基与旧桥固定形成整体；接着拼装加固桥面和拼宽桥面的，完成拼宽桥面后增设加强板，并在加固桥面与旧桥之间形成空心腔体内填充混凝土，以及在加强板与拼宽桥面之前形成空心腔体内填充混凝土；之后在拼宽桥面和加强板的上方铺设回填土，使之与旧桥面相平齐，最后在拼宽结构远离旧桥的至少一侧设有端墙。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：首先该结构通过旧桥加固及拼宽一体化结构实现在无需中断交通的条件下提高原有桥梁承载能力，实现对既有桥梁进行加固的同时又实现了桥面的拓宽，避免了旧桥拆除重建带来的交通、环境、工期和资金问题，节约造价，比拆除重建节约投资约20％～35％；其次桥面采用预制拼装结构，施工速度快，比常规施工方案缩短2/3的工期。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明拼宽体的横断面图；

图3为本发明加强板的横断面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明中小跨径旧桥加固与拼宽结构，包括位于旧桥1下方的加固结构2和位于旧桥1至少一侧的拼宽结构3，拼宽结构3可分别设置在旧桥的两侧。

该加固结构3包括一对加固桩基4，该对加固桩基4分别设于旧桥1跨度的两端。且在该对加固桩基4之间沿桥底面架设钢板5拼装形成加固桥面6，该加固桥面6与旧桥1底面之间形成空心腔体，并在空心腔体中填充混凝土7。钢板5为波纹板，对于旧桥加固部分，可在波纹钢板上和旧桥结构下缘设置锚筋，原有结构下缘与波纹钢板之间填充微膨胀混凝土。通过旧桥加固体在无需中断交通的条件下提高原有桥梁承载能力。

其中，拼宽结构3包括一对拼宽桩基8，该对拼宽桩基8设置在旧桥1跨度的两端、加固桩基4至少一侧，且该对拼宽桩基8之间架设钢板5拼装形成拼宽桥面9。该拼宽桥面9从加固桥面6的侧边延伸出，与加固桥面6紧邻且弧度一致，该拼宽桥面9上设加强板10，在加强板10与拼宽桥面9之间形成空心腔体，并在空心腔体中填充混凝土7。

其中，拼宽桥面9和加强板10的上方设回填土11，即回填土11可为轻质土，即在拼宽桥面9的拱侧及拱顶回填，使之与旧桥面相平齐。

所述拼宽结构3远离旧桥1的一侧设有端墙12，端墙12与拼宽桩基8之间通过预埋钢筋相连接，所述端墙12与拼宽桥面9之间通过锚栓相连接。端墙12可从侧边堵住空心腔体内的混凝土，使之在凝固前不易流出，且从桥面侧边看出，看不到旧桥和拼宽桥内的各个拼层，视觉上美观，且还能进一步增强桥体的强度。

如图2所示，所述加固桩基4和拼宽桩基8均为倒T型基桩，倒T型基桩包括一沿桥面宽度方向延伸的横桩和沿该横桩表面向上延伸而成的竖桩。

如图3所示，其中加固桥面6和拼宽桥面9由单片钢板5拼装而成，纵向、横向接缝分别采用高强度螺栓拼装而成。拼装时，所有接缝均设置密封条。该钢板5为波纹钢板，加强板10为U型钢板，该U型钢板的宽度为钢板5波长的至少1倍，优选为2倍波长；该U型钢板的高度为钢板5波高的1～1.5倍。U型钢板在转角附近采用圆角过渡，U型钢板与波纹钢板相接部分纵向成波纹状，波长为1.5～3.0cm。该波纹钢板的波峰处与加强板10通过螺栓13连接，该波纹钢板的波谷处与加强板10通过对拉锚栓14连接。

钢板5的上表面设有用于增强混凝土强度的钢钉15。钢钉15长度约为5～8cm，与波纹钢板之间采用焊接，分别设置在波峰、波谷和二分之一波长处，钢钉15与波纹钢板焊接面垂直，纵向间距15～25cm。

本发明的加固及拼宽一体结构，在不中断既有交通的情况下，能对既有桥梁进行加固，大幅提高既有桥梁承载能力，还能对既有桥梁进行拓宽，避免了旧桥拆除重建带来的交通、环境、工期和资金问题。本发明具有能使原有桥梁重新发挥作用和功能，且社会影响小、低碳环保、施工快捷简单、造价低等显著优点。

对于旧桥拼宽部分，本发明采用钢筋混凝土和加强板的机构进行加强，即在波纹钢板上设置U型钢板，U型钢板与波纹钢板之间设置钢钉、对拉锚栓等连接构造，并在U型钢板与波纹钢板之间填充微膨胀混凝土，然后进行台背回填。

本发明公开了一种中小跨径旧桥加固与拼宽结构的施工方法：

先施工加固桩基4和拼宽桩基8，加固桩基4和拼宽桩基8与旧桥基础采用锚筋进行锚固形成整体；在旧桥结构底面植筋；现场拼装波纹钢板，受旧桥空间限制，加固桥面6的波纹钢板无法直接拼装，需在拼宽体处完成拼装，然后沿着基础槽钢拉拽至旧桥桥底。完成拼宽桥面9的波纹钢板的拼装。上述拼装时，所有接缝均设置防水密封条。

完成钢板拼装后，开始在波纹钢板上设置加强板10，即U型钢板。在波纹钢板与U型钢板连接处粘贴防水密封条，将U型钢板的螺栓孔与波纹钢板波峰螺栓孔对齐，并拧紧U型钢板两侧波峰处高强螺栓，并将对拉锚栓14固定。在拱顶预留混凝土浇筑孔，浇筑微膨胀混凝土。

在拼宽结构3远离旧桥1的一侧设置端墙12，绑扎端墙12的钢筋，并立模浇筑混凝土。在旧桥底面与钢板之间浇筑微膨胀混凝土，浇筑面略高出旧桥最高底面。在拼宽桥面9的拱侧及拱顶进行回填，以形成与旧桥面相平齐的新的拼接桥面。

本发明主体结构采用工厂标准化加工。可以适应5.0～20m跨径范围梁式桥或拱桥加固拼宽工程，使用范围较广。通过加固原有桥梁提高承载能力。施工过程对既有交通影响小，环境污染小，同时施工快捷简单，大大节约了人力和物力，降低了成本。