桥梁改造拼接设计要点详解，工程人必看！

新老桥梁横向拼宽是指桥梁整体在横向为分期修建，或在原有桥梁横向以拼接加宽的方式新建新的桥梁，最终形成整体桥面的桥梁设计方案。上部构造可采用有缝连接（不连接）、铰接、半刚接、刚接等多种方式；下部构造可采用连接或不连接等形式。有缝连接、铰接属于弱连接，半刚接、刚接属于强连接。新老结构上部构造类型主要有预制T梁、预制空心板、预制箱梁、现浇箱梁等。采用同种类型的结构进行拼宽，为同刚度拼宽；采用不同类型的结构进行拼宽，为异刚度拼宽。设计中尽量采用同刚度拼宽。

拼宽桥各种连接形式

一、设计原则

横向组合后的桥梁应满足整体使用要求。组合桥梁的各组合部分应采用同一荷载等级。新建结构连接原有结构的桥梁应对原有结构部分进行验算，应与新建结构满足相同的荷载标准。桥梁各横向组合部分宜采用相同的结构形式和跨径。为最大限度地发挥结构抗力，应尽量加强横向联系。当横向各组合部分为不同的结构形式或跨径时，存在横向刚度差，为避免应力集中，应采用铰接或不连接等弱连接形式，弱化横向联系，同时加强纵向刚度，以确保结构的受力安全。

宽拼接桥（拼接部分＞5m）的拼接方式：拼接部分基本为独立受力模式，原则上采用上部构造弱连接，下部构造不连接方式。窄拼接桥（拼接部分≤3m）的拼接方式：拼接部分难以独立受力或独立受力性能不佳，需要与原结构共同受力，原则上采用上部构造强连接、下部构造连接方式。介于二者之间的情况可根据具体情况采用合适的拼接方式。

拼接桥梁应注意桥路配合，当桥梁位于平曲线上时，左右加宽桥须按相应曲率布置。位于纵坡处，加宽桥应与原桥纵坡拟合一致。

拼接桥的基础形式考虑到减小对老桥基础的影响，原则上采用桩基础；当地基条件较好时，也可采用与原桥相同的基础形式，但应注意考虑减小结构沉降的措施。当拼接桥新老结构均为摩擦桩时，拼宽部分新桥桩长应比原有老桥桩长。对于桥下净空受限的主线上跨桥，通过调整被交道纵坡或适当降低上部结构建筑高度的方案进行扩建。铺装厚度应尽可能与老桥保持一致。

横隔板属于强连接构造，能加强横向联系，减小横向分布系数，从而分担主梁单梁荷载。但其适应变形能力底，容易造成较大应力集中而被破坏。建议新老拼接部位不宜采用横隔板，而采用边梁形式。新建结构之间可采用横隔板。湿接缝是新老结构拼接的重要构造，起到连接新老结构桥面板的作用，为了减小新老结构不均匀沉降，湿接缝应在新结构施工完毕后预压三个月后进行。?

湿接缝及梁内预埋的横向连接钢筋应不小于φ16，纵向钢筋不小于φ12。湿接缝应采用收缩补偿混凝土。湿接缝的常规宽度为50～100cm，特殊情况下宽度应在20～130cm之间，否则应进行单独设计。

老桥翼缘切割方法：?

（1）对于预制结构的小悬臂，如悬臂宽度比护栏宽度大，切割护栏的宽度；如悬臂宽度比护栏小，拆除护栏后切割悬臂宽度即可。

（2）对于现浇结构的大悬臂，如为普通钢筋混凝土悬臂，切割100～125cm宽度；如为横向预应力悬臂，则需采用特殊设计的拼接方式。

老桥翼缘凿除方法：切割掉护栏及外边缘后，需要对老桥翼缘进一步凿除，以露出横向钢筋进行连接，凿除宽度一般为25cm。

老桥上部构造翼缘无法凿除并进行钢筋连接的，应进行侧向植筋。下部构造进行连接的，应进行侧向植筋。弱连接计算中，可新老结构分别计算，忽略相互间的影响，新老结构接缝两侧均按边梁考虑；强连接计算中，不可忽略新老结构间的影响，应整体计算。

二、桥梁横向受力计算特点

桥梁横向受力计算特点：

公路桥梁特别是大跨径桥梁作为一种带状结构，一般将横向刚度简化为刚性从而将全桥为平面杆系进行计算。对于中小跨径桥梁、宽桥、横向多梁组合桥，横向影响因素不可忽略，则采用横向分配系数的理论仍将全桥简化为平面杆系。

三、横向拼接方式

无缝连接：

1 铰接

连接处翼缘混凝土浇筑后在其顶面锯缝，填塞柔性材料，底部预埋木条或橡胶条。翼缘内仅有少量钢筋进行连接，形成不能传递弯矩的柔性铰接构造。削弱了桥梁的连接刚度，后期运营中的收缩、徐变和沉降差，以及行车引起的挠度差会造成连接处填塞的木条、橡胶条脱落，割缝对应桥面处破损，行车条件劣化，难以保证后期运营中结构的耐久性，加大后期养护维修的费用。沪宁、沪杭甬高速公路采用了这种连接方式。

2 半刚接

构造上采用深铰或仅削弱翼缘下部。不仅能传递剪力，还能传递部分的弯矩。既能够较好地解决收缩、徐变和基础不均匀沉降引起的开裂，同时也具有相当的刚度，确保运营中在接缝位置不出现挠度差。桥面平顺保证行车安全。一般用于板梁。

3 刚接

采用强大横梁或全断面连接。能传递剪力和弯矩。可以确保桥面平顺、安全行车。但是，由于收缩徐变、沉降和运营荷载等因素的影响，刚性连接的技术难度也最大。简支空心板梁和T梁的刚性连接技术较完善。中大跨径桥梁中常用的混凝土箱梁的刚性连接在国内尚未得到广泛认可。

四、横向拼接计算

横向分配系数的变化范围：

完全铰接时达到最大值，

完全刚接时达到最小值。

半刚接时横向分配系数与刚接程度相关。

连接部计算：

连接部计算主要是相邻两片梁之间板的计算。

注：如横向为新老桥拼接时，不均匀沉降几乎肯定发生，除了采用预压等措施外，需要增加不均匀沉降的计算值。

拼宽连接部计算中施加单位力或单位位移单宽板的受力模型。

（1）铰接对翼缘根部受力不利

（2）翼缘根部上下缘均需配置受力钢筋

五、局部拼接的理论基础

六、横向模块化设计

模块化设计的优点：

(1)缩短工期

(2)降低施工费用

(3)方便修改及维护

(4)提高质量

七、拼宽桥梁设计或互通接入口桥梁设计

优点:

(1)预制拼装，缩短工期；

(2)方便设计、施工；

(3)方便修改及维护；

(4)提高质量；

(5)为升级改造预留接口；

(6)预防不确定风险。

 八、新型横向拼装桥梁

可拼接桥梁（拉链式桥梁）:

(1)预制拼装，缩短工期

(2)方便设计、施工

(3)方便修改及维护

(4)提高质量

(5)适应能力强，无须支架，宽度可调节。

九、新旧桥梁拓宽拼接施工注意要点

桥涵拼接方案：

1.空心板桥和板式通道，一般采用切除旧桥边板翼缘板，新桥内边板的翼缘处预留钢筋和旧桥翼缘处的植筋进行焊接，采用现浇湿接缝连接成整体。

2.连续箱梁桥，一般采用切除部分翼缘板，新桥内边梁的翼缘板、横梁端头预留钢筋和旧桥翼缘处、横梁处的植筋进行焊接，采用混凝土弱刚性连接。

3.管涵的拼接加宽,一般采用管涵或者箱涵接长的方案,并做好拼接部位的防水。

4.板涵、箱涵和箱通，一般采用涵接涵、箱接箱的方案，接口设置2cm沉降缝，并用沥青麻絮配合止水带填塞。

拼接加宽新桥的平纵面控制：

桥梁拼接施工前需要复测旧桥的坐标和高程，计算并复核其在图纸上的位置和标高是否正确。

1、平面控制：最终纵向和横向误差不大于2㎝

2、分部控制如：桩位、柱位，盖梁中心线误差控制按桥梁规范执行，必须确保最终的平面位置偏差满足拼接要求。

3、高程控制：确保拼接缝钢筋连接平顺，拼接缝混凝土断面尺寸、桥面混凝土铺装层厚度满足设计要求。

为了确保平面控制的要求，新拼桥梁桩位放样时必须双控：

(1)按照施工图设计给定的桩位座标放出桩位，然后将旧桥墩台盖梁的边线延长，边线延长后与按施工图实放桩位中心拟合，误差超过范围必须调整座标确保新旧桥误差在允许范围内。

(2)对于大中桥要求每3孔拟合一次，以确保桩位准确。

5、高程调整最终在支座垫石上调整到位，浇注支座垫石前必须对旧桥进行高程复查，为了保证拼接质量，旧桥的高程应以梁板翼缘板端头底部高程为准。

拼接加宽新桥桩基施工：

1、加宽拼接的新建桥主要采用桩基础，桩基施工时应确保老桥结构不受损伤。

靠近老桥的桩基不宜采用冲击钻成孔工艺，应选择干扰小的成孔工艺，例如：回旋钻、旋挖钻等工艺。

若地质条件限制必须采用冲击钻工艺时，要严格控制冲程以降低振动，并采取有效措施保护老桥桩基和老路堤的安全。

2、为控制桩基础差异沉降，必须严格控制灌注桩尖沉淀层厚度，摩擦桩0.15d～0.2d（d为桩径），支撑桩零沉淀。

3、钻孔、清孔、终孔时，泥浆比重应控制在1.25～1.35范围内，防

止泥沙沉淀和胶泥过多，以及出现塌孔影响旧桥桩基或基础。

4、采取措施缩短桩基钢筋笼安装时间，安装完成后及时进行泥浆循环，防止泥沙沉淀过多和出现塌孔。

5、在浇注混凝土前，降低泥浆比重达规范要求，必须严格检查孔底的沉淀层厚度，超出范围必须二次清孔。

拼接施工时若要局部拆除旧桥下部结构，如桥台的耳墙、一字墙，以及挖除旧桥锥坡等，要求必须采取临时防护措施保护桥台后的路基稳定。

可以根据具体情况采取不同的防护方法，例如：可采用喷锚护面方法，钻孔插入锚杆，喷射细骨料混凝土固土，固土厚度控制1.0～1.5m，确保旧路堤在拼接施工中保持稳定。

拼接加宽新桥上部结构施工：

梁(板)的预制：

(1)采取措施，使混凝土的收缩徐变减少到最小程度，防止混凝土收缩徐变引起桥梁拼接处开裂。

① 骨料一般对水泥浆的收缩起制约作用，采用低吸水率、高弹模的骨料对混凝土将产生低的收缩和徐变。

② 采用高品质水泥，在保证混凝土强度和施工和易性的条件下尽量减少水泥用量，试验证明在满足混凝土强度的条件下，水泥用量越大收缩徐变越大。    

③ 严格按照混凝土标准配合比设计组织施工，并严格控制混凝土坍落度，混凝土坍落度越大收缩徐变越大。

④ 加强混凝土的养生，保证混凝土在养生期处于湿润状态，以减少混凝土干缩和水化热徐变。

⑤ 加载龄期对混凝土徐变有非常显著的影响，加载龄期愈小，水泥水化愈不充分，混凝土的强度愈低，混凝土的徐变也愈大。

梁板现场存放堆码高度应严格控制，箱梁不应多于2层，空心板不宜多于3层；梁板架设时混凝土龄期不应小于28天，且混凝土强度满足设计要求。

梁(板)的架设

施工中保证梁板架设位置准确和梁板支座受力均匀，是桥梁拼接施工的关键。

(1)对即将架设的每片梁板要进行全面检查，包括几何尺寸、混凝土强度、应力、应变、反拱度和拼接面的凿毛等。

(2)架设前对支座垫石进行最后一次检查，检查梁板底楔形垫块质量，支座钢板粘结，橡胶支座型号是否满足要求。

(3)规范架设工艺，确保梁体的全部支座均匀受力。

(4)架设完成后，应及时检查新旧桥拼接面是否对称，否则应及时进行处理，以确保拼接质量。

桥面系施工

(1)梁板架设完成后，应及时对拼接加宽新桥的湿接缝（头）、隔板、横梁、负弯矩、桥面混凝土铺装等完成施工，需体系转换的完成体系转换。

(2)加强桥面系混凝土质量，及混凝土的养生，以及负弯矩预应力张拉控制，以减少

(3)待新桥桥面系施工完成后30～50天后，方可进行拼接施工，确保新桥有一定的自然沉降和混凝土收缩徐变时间,在这期间应进行新旧桥沉降的观测。

新旧桥梁拼接施工：

新旧桥拼接施工的条件

(1)拼接加宽新桥桥面系完成施工,并经过30～50天自然沉降和混凝土收缩徐变期。

(2)新旧桥拼接前，新旧桥观测的工后沉降差≤5mm （二等水准），当沉降差＞5mm时要分析其原因，会同设计单位共同研究拼接方案。

(3)旧桥需要进行病害处理、补强加固的，必须完成旧桥的病害处理、补强加固后才能进行新旧桥的拼接。

(4)新旧桥拼接施工宜由专业的施工队伍完成，现场技术人员、操作工人已进行岗前培训，熟悉施工要点和控制指标；首件工程已完成认可，并能指导后续工程全面施工。

旧桥拼接部分混凝土的拆除

主要设备：墙锯（圆盘锯片直径750mm～900mm，切割深度310mm～380mm，可以平锯、也可以立锯，额定功率≥32KW），也可以选择线锯，圆盘锯片和线锯条应选择钻石级锯片和锯条。除此之外比较先进的是用高压水进行切割。

旧桥翼缘板部位采用高压水切割，定位准确，不损伤需要保留的混凝土和钢 筋，速度快，破除效果好，保证新旧桥梁拼接质量。

混凝土拆除施工程序

墙式护栏：①用立锯的方法将护栏锯成小段增加切割的临空面。②多点平行切割破碎清渣。③护栏根部留2～3cm，人工凿除找平。

翼缘板：①划线定位。②采用立锯的方法将翼缘板一次切割到位。③要设置防落装置,防止翼缘板整块脱落,造成安全事故。

桥面铺装: ①用钢筋探测仪测定并在铺装上标注钢筋位置；②用立锯的方法避开钢筋，纵横向锯成多小块，锯缝深小于实际原桥面铺装层厚度；③凿除锯成小块的铺装层混凝土；④修理拼接线成规则的几何线型。

（3）混凝土拆除注意事项：

① 不准损伤非拼接部位的混凝土。

② 不能损伤需保留拼接的钢筋。

③ 不准采取锤击、爆破等对旧桥震动影响大的拆除方法。

④ 拆除施工不能影响原有道路的交通安全、桥下通航、行人和行车安全等。

（4）拼接面的处理：

① 竖向拼接面和水平向拼接面，都必须进行凿毛处理，使表面的粗糙度不小于6mm。

② 用钢刷清除混凝土表面粘着的污染物，并用高压水、压缩空气将混凝土表面碎屑、浮浆及尘土清洗干净。

旧桥拼接部位植筋

植筋是指利用电锤钻孔，在设计部位，按设计孔径钻至规定深度后，进行清孔，再注入植筋胶，插入钢筋，使钢筋与混凝土通过植筋胶粘在一起，以满足结构传递受力要求。

(1)植筋的工具：冲击钻（配足设计植筋孔径相对应的钻头）、钢筋探测仪、吹气泵、气枪、植筋胶注射器、毛刷（或钢丝刷）。

(2)植筋胶性质要求：固化后抗压强度≥80Mpa；固化后粘结强度≥18Mpa ；收缩率＜0.02%；锚固力满足设计要求；耐温性能-30°～60°以内，强度不降低；耐湿性，相对湿度90%以内。

（3）植筋工艺流程：准备→钻孔→清孔→孔干燥→孔除尘→钢筋处理→配胶→灌胶→插筋→养生。

(4)植筋注意事项：

① 检查被植筋混凝土表面是否完好，用钢筋探测仪测出植筋处混凝土内的钢筋位置，以便钻孔时不致于碰到钢筋，核对、标记植筋部位。

② 利用电锤钻孔，孔的深度一般为钢筋直径的10d，严禁使用气锤钻孔，防止出现混凝土局部疏散、开裂。

③ 钻孔成批量后，清除孔内灰尘，利用压缩空气或用水清孔，用毛刷刷三遍、吹三遍，确保孔壁无尘。

④ 植筋采用的钢筋，要求采取机械切断，用钢丝刷除去锈渍，并用乙醇或丙酮清洗干净，凉干使用。

⑤ 根据植筋胶使用说明、种类要求进行配胶，注胶要一次完成，将胶枪注胶嘴插入孔底，注入孔内约2/3即可。

⑥ 插入钢筋时需用手旋转着缓缓插入孔底，使胶与钢筋全面粘结，并防止孔内胶外溢。

⑦ 在室温下自然养护，养护期间禁止扰动钢筋，养生时间一般在24小时以上。

⑧ 植筋施工应控制时机，一般宜在连接部位施工之前进行，避免植入钢筋长期暴露锈蚀，否则要采取防锈措施。

植筋的质量验收：

① 破坏性试验（施工前的试验）：现场先选取不参与受力、非重要位置进行植筋，达到强度要求后，进行抗拔试验，检验标准以钢筋屈服或混凝土被拉裂为合格，然后才可以批量生产。

② 现场抗拔试验（施工后的验收试验）：为非破坏性抗拔试验（即达到设计值），同规格的钢筋每100根随机抽样一组，每组为3根，进行试拉，如达到安全拉力钢筋不被拉出，说明植筋施工质量合格。

植筋分项工程的质量检验评定标准

①基本要求：

植筋胶产品须采用质量可靠、性能指标符合设计要求的产品，同时须附有厂家的质量检测报告，每一批抽样一组进行试验检测。

植筋的钢筋品种规格、技术性能应符合现行的国家标准。  

钢筋植筋前必须进行除锈、清洗、晾干。

②实测项目：见下表。

③外观鉴定：植筋后的部位无混凝土破碎、裂缝等现象，不符合要求时扣3～5分；植筋孔填充饱满，无松动的空洞和缝隙等现象，不符合要求时扣3～5分。

桥梁拼接混凝土

(1)混凝土的技术要求

① 拼接缝混凝土采用钢钎维补偿收缩性混凝土，通过试验确定配合比。

② 混凝土骨料采用低吸水率、高弹模的骨料,最大粒径不超过结构厚度的1/4。

③ 钢纤维为钢锭铣削型钢纤维，其抗拉强度应不低于600Mpa，钢纤维的长径比为30～40。

④ 应采用半干硬性混凝土，以减少混凝土的收缩徐变。

⑤ 混凝土拌和必须采用强制式混凝土拌和机，为防止钢纤维搅拌时结团，应采用先干后湿的拌和工艺。  

(2)混凝土浇注施工

① 在拼接部位混凝土浇筑前，必须保持拼接部位相应的新、旧主梁（板）充分湿润，但不得有积水。

② 接缝混凝土：支立底板吊模（紧贴梁体不出现漏浆）→钢筋整形安装→清洗杂物→润湿新老混凝土的接触面→依次从桥孔中向两端浇注混凝土→振动密实形成粗面→养生混凝土。

③ 铺装混凝土：清理底板、冲洗干净保持湿润→绑扎钢筋→检查报验→依次浇注混凝土→覆盖养生。

④ 新旧桥梁联结面涂刷一道界面胶，防止新老混凝土接合面开裂，在浇注前涂刷，在胶体固化前完成混凝土浇注。

台背回填质量控制

台背及基坑回填之前对槽底进行专项验收，确保槽内无虚土，填料采用液态粉煤灰。

下调桥头搭板位置

搭板位置下调后，刚性桥面与路基之间由原来刚性直接过渡到柔性路基变为刚性-半刚性-柔性，防止桥头跳车。

来源：筑龙路桥